Владельцы многих частных домов предпочитают воду для пользования добывать самим, не подключаясь к городскому водопроводу. Причины могут быть разные – плохое качество водопроводной воды, экономия и т д.
Технические показатели насоса должны подбираться специально под размер используемого участка. Иногда глубина, на которой проходят подземные реки очень большая (в некоторых местах достигает ста и более метров). Тогда стандартный агрегат не подойдёт.
Для этих целей есть специальные глубинные модели. Обычно они используются в крупных предприятиях для добычи артезианской воды.
Устройство и принцип работы
Глубинные аппараты имеют не только отличные характеристики, но и отличаются между собой разными конструкциями, которые используют различные принципы работы по подъёму воды.
Вся установка с большинством главных деталей находится под поверхностью воды. А от насоса в плотной изолированной обмотке пролегает провод и труба для подачи воды.
В стандартную сборку оборудования, как правило, входит двигатель и внутренний фильтр. Всасывание жидкости бывает снизу или сверху установки. Если агрегат имеет нижнее всасывание, то он может хорошо отфильтровать песок и ил из подводной реки.
Глубинные насосы состоят из двух составляющих:
- собственно насосная часть с несколькими ступенями;
- двигательная, которая осуществляет управление подъёмом воды и может быть как встроенной, так и наружной.
Насосные двигатели
Встроенные двигатели обычно размещены снизу для максимальной защиты устройства от коррозии из-за постоянного контакта с влагой.
Верхнюю часть конструкции занимает устройство приводного вала и определённые лопаточные отводы.
У есть специальный стакан и корпус. Туда встроен вибратор, который создаёт нужную тягу для создания потока воды, а также имеется электродвигатель. Вибратор является достаточно сложной конструкцией, но он играет основную роль в совершении работы. Он состоит из якоря, резинового амортизатора и регулирующих шайб.
Типы оборудования
Если вы склоняетесь к покупке такого оборудования, то должны теперь детальнее разобраться в его видах, чтобы выбрать для себя наиболее подходящий.
Обращать внимание стоит прежде всего на технические характеристики, качество и фирму-изготовителя.
В этом разделе вы ознакомитесь с особенностями разных механизмов для поднятия воды.
Центробежный
Устройства этого вида используются для подъёма воды на протяжении долгого времени без сезонных перерывов.
У такого аппарата имеются 2 составляющих – гидравлическое устройство и электрический двигатель.
Рабочие колёса вращаются и благодаря этому в трубе создаётся разность давлений, которая заставляет воду подниматься с достаточной силой. имеет преимущество в высокой производительности, хорошей силе тяги и универсальности в использовании.
Шнековый
Такой тип агрегата изготавливается для особого назначения. Главная его задача – качественный перегон воды с примесями.
Если вы преследуете эту цель и думаете о покупке такого оборудования, то нужно знать одну важную деталь.
Для бесперебойной подачи жидкости нужно выбирать устройство с диаметром примерно на 1 сантиметр меньше диаметра обсадной трубы. Иначе насос будет засоряться различными примесями.
Винтовой
Главным достоинством такой модели является то, что эти насосы даже при небольших объёмах подачи воды выжимают большое давление.
Конструкция аппарата состоит из рабочего колеса с множеством лопастей, что размещается в корпусе цилиндрической формы.
Благодаря круговому вращению лопастей и осуществляется подача воды. Из недостатков этого вида стоит отметить сложность работы при использовании жидкости с примесями.
Другие модели
Ручной агрегат может быть предназначен лишь для ограниченной глубины добычи воды. Его можно использовать, если вода залегает не глубже 25 метров от поверхности.
Штанговый насос обычно обладает большими габаритами и очень редко используются в бытовой технике. Их часто можно увидеть в местах добычи нефти. Конструкция такого агрегата достаточно проста, но с функцией добычи жидкости из глубины он отлично справляется.
Грязевой погружной аппарат используют для всевозможных жидкостей разной степени вязкости. Это не лучший выбор для закачки воды, но если нужно откачать воду с множеством примесей грязи и глины, то он подойдёт как нельзя лучше.
Какой агрегат лучше выбрать
Что же лучше выбрать насосную станцию или глубинный агрегат?
С таким вопросом сталкивается множество людей, живущих в частном секторе.
Особенно те, кто живёт в местах, где не проведена городская водопроводная система. На рынке представлено большое разнообразие что тех, что других видов устройств. Но главное для вас – разобраться в плюсах и минусах обоих.
Насосная станция имеет конструкцию накопительного бака, или гидроаккумулятора. Такой механизм имеет мембрану, насос и блок контроля со шлангами для распространения воды. Работа станции основана на нагнетании воды в бак, пока там не установиться определённое давление. Далее вода поступает в трубопровод.
Принципы работы глубинного оборудования были описаны в первой части статьи. Если не вдаваться в подробности, они не особо отличны от работы станции.
Насосная станция, в отличие от глубинного аппарата, имеет большую продолжительность эксплуатационного срока. Зато погружной насос имеет меньшие габариты и проще в установке и ремонте, а также работает практически беззвучно.
Выбор остаётся за вами, в конце концов, вы должны всегда учитывать особенности своей местности, состав воды и глубину её расположения при выборе системы для закачки воды.
Глубинный насос представляет собой мощную установку, способную регулярно перекачивать воду из наиболее глубоких источников. В быту такой агрегат может использоваться, как для скважины, так и для колодца. Ниже детально рассмотрим устройство и принципа работы прибора, а также особенности его выбора и подключения.
Устройство глубинного насоса для скважины – особенности конструкции агрегата
Конструкция бытовых глубинных насосов может быть разной. Все зависит от типа мотора, принципа действия и параметров агрегатов. Каждый погружной глубинный насос состоит из двух основных частей – встроенного или наружного мотора, и насосного многоступенчатого узла.
Встроенный мотор, как правило, размещен в нижней части насоса – это защищает двигатель от контакта с водой. Над двигателем находится приводной вал агрегата, колесные направляющие и специальные отводы в форме лопастей.
В зависимости от типа скважинного глубинного насоса, он может оборудоваться дополнительными запчастями. В устройство вибрационного насоса, помимо мотора и вала, также входит специальный стакан и вибратор, создающий необходимое для работы высокое давление. Сам вибратор состоит из якоря, регулирующих шайб и резинового амортизатора. Последний во время работы насоса сжимается, создавая, тем самым, необходимые для забора воды условия. Все элементы вибрационного насоса расположены в прочном корпусе.
Еще один тип глубинных водяных насосов – центробежные агрегаты, немного сложнее по своей конструкции, и более долговечные при эксплуатации. Именно из-за этого большинство покупателей предпочитают именно это глубинно-насосное оборудование. Основную роль в таком устройстве играет лопаточный отвод, закрепленный на двигателе агрегата. Насосы этого типа почти не перегреваются за счет того, что подшипники внутри его конструкции охлаждаются посредством контакта с откачиваемой водой. Большинство центробежных насосов снабжаются встроенной автоматикой, защищающей оборудование от работы на «сухом ходу» и перепадов напряжения в электросети дома.
Все элементы центробежного насоса расположены в прочном герметичном корпусе из нержавеющей стали.
Оборудование каждого из видов работает по-разному. На принцип действия во многом влияют элементы, которыми комплектуется глубинный насос. Вибрационный агрегат выполняет свои функции посредством передвижения поршня. В процессе подачи электричества внутри прибора создается электромагнитное поле, которое притягивает вибратор – это приводит в действие поршень насоса. При этом в рабочих камерах агрегата генерируется разряженное давление, которое выталкивает воду в свободное пространство камер. По такому же принципу вода проходит сквозь каналы в трубопровод.
Принцип работы центробежного глубинного насоса для воды основан на вращении рабочего колеса. При этом по периметру рабочих лопастей создается центробежная сила, выталкивающая воду от всасывающего патрубка в напорный канал, и далее – в трубопровод. По такому же принципу работает еще одна разновидность оборудования – шнековый насос.
Как выбрать глубинный насос для скважины – определяемся сами
Чтобы выбрать насос, который может поднять воду с глубины, необходимо придерживаться определенных правил. Среди всего прочего, потребуется изучить технические характеристики агрегата. К наиболее важным параметрам относится:
- Мощность насоса – глубинные приборы уже сами по себе достаточно мощные устройства. Как правило, этот показатель оборудования не падает ниже отметки в 1,5 кВт. Этого вполне хватит для перекачивания воды из источников, глубиной до 30 м;
- Производительность – делая расчет этого показателя нужно учесть, что семья из 4 человек в среднем потребляет примерно 200 л. воды в сутки. Следовательно, лучше покупать насос, способный перекачивать минимум 50 л/мин. Такая производительность позволит запастись водой для различных бытовых нужд и полива огорода;
- Наличие встроенной защиты – насос обязательно должен иметь поплавковый выключатель, реле давления или реле протока воды. Эти приборы существенно продлят сроки эксплуатации агрегата;
- Размер водного источника – каждый водяной насос глубинный имеет свои габариты и вес. Если диаметр скважины не большой, то и агрегат должен быть соответствующих размеров, чтобы владелец имел возможность спокойно погрузить его в воду;
- Напор насоса – при расчете необходимо учесть, что 1 метр по вертикали равен 10 метрам по горизонтали. К указанным в паспорте насосов показателям напора нужно прибавить еще 30 метров. Таким образом, если глубина скважины составляет 40 метров, то создаваемый агрегатом напор должен составлять минимум 70–80 м.
Большое значение также имеет способ охлаждения прибора. Лучше всего покупать насосы, двигатели которых охлаждаются за счет рабочей жидкости. Такие устройства не требует специального ухода и частых проверок, так как работают практически полностью автономно.
Купив подходящий насос, можно приступать к обустройству водоснабжения из водного источника. Для этого потребуются трубы, по которым вода из скважины будет поступать в дом. Диаметр труб должен составлять 25–32 мм. Эксперты советуют покупать полимерные изделия, так как они не поддаются коррозии и их легко согнуть. Далее в процессе работы трубы будут устанавливаться в почву на глубину 30–50 см. Для обустройства воды своими руками также потребуется септик. Чтобы его было легче обслуживать, понадобится приобрести дренажный насос.
Подготовив все необходимое можно приступать к работе. Алгоритм действий выглядит следующим образом:
- В первую очередь нужно оснастить выходящую из скважины трубу оголовком;
- Далее необходимо произвести монтаж кессона. Для этого потребуется выкопать рядом со скважиной яму и поместит внутрь нее пластиковый контейнер;
- После этого нужно произвести установку насоса в скважину. Для этого на его патрубок необходимо натянуть шланг и надежно закрепить его металлическим хомутом. После этого шланг, кабель и страховочный трос обвязываются изолентой с шагом в 1,2 м. Затем корпус насоса обвязывается стальным тросом, а сам агрегат опускается в воду. При монтаже устройство не должно раскачиваться, иначе удар о стенку вызовет неисправности насоса;
- Далее необходимо провести подключение шланга к проложенным под землей трубам. Все стыки необходимо обработать герметиком и обвязать ФУМ лентой;
- Прежде, чем закапывать вырытые траншеи, следует проверить подачу воды. Для этого нужно на некоторое время запустить мотор и понаблюдать за количеством вытекающей из труб воды. Если производительность насоса не падает, можно закапывать траншеи.
Очень важно не повредить агрегат в процессе опускания его в скважину. Делать это необходимо очень медленно и аккуратно. В противном случае может потребоваться дорогостоящий ремонт устройства, Или полная замена насоса глубинного.
Владельцы дач и частных домов нередко интересуются тем, как правильно подключить насос и гидроаккумулятор в одну целую систему. В первую очередь для этого требуется внимательно изучить схему подключения оборудования.
Принцип «насос-обратный клапан-гидроаккумулятор-датчик давления» является наиболее простым и долговечным. Такая схема крайне редко требует ремонта, она не нуждается в обслуживании и частых проверках, и работает полностью автономно. Суть этой схемы заключается в том, что насос перекачивает воду к системе, которая соединена с гидроаккумулятором. Датчик давления в конструкции отвечает за исправную работу насоса.
Если с принципом работы гидроаккумулятора у большинства начинающих вопросов не возникает, то с установкой и подключением к системе водоснабжения на практике все оказывается гораздо сложнее.
По сути, гидроаккумулятор представляет собой резервуар, наполненный водой. Несмотря на простую конструкцию, он играет достаточно важную роль в системе водоснабжения частного дома. В связи с этим крепить устройство необходимо крайне внимательно, стараясь исключить любую возможность появления постороннего шума и вибрации.
Для надежного крепления резервуара на поверхности пола следует использовать специальный штанговый механизм, который оборудуется гасящими вибрацию толстыми резиновыми прокладками. К трубопроводу гидроаккумулятор подключается посредством резиновых переходников.
Особенно осторожно нужно вести себя с новым баком. Вода в него должна попадать под слабым напором, чтобы слежавшаяся при хранении мембрана медленно вернулась в нормальное рабочее состояние. Подключенный и наполненный водой гидроаккумулятор вначале тестируют работой под слабым давлением. Далее давление нужно постепенно наращивать, пока система водоснабжения не начнет работать в нормальном режиме.
Выбор насоса для скважины или колодца – дело непростое и требующее особого внимания. Конечно, прибор должен быть надежным, эффективным и, что немаловажно, доступным по стоимости. Этим требованиям отвечают современные погружные модели, способные перекачивать большое количество воды для полива растений и бытовых нужд. Чтобы не растеряться при виде широкого ассортимента и подобрать оптимальный вариант, необходимо четко понимать, как работает погружной насос.
Самыми востребованными разновидностями устройств погружного типа являются одноступенчатые и многоступенчатые аппараты горизонтального положения. Они способны работать в сложных условиях (даже в жидкости с большим содержанием газов) и поднимать значительные объемы воды с большой глубины.
Чем глубже скважина, тем мощнее должен быть прибор. Как правило, в конструкцию входит несколько рабочих ступеней, состоящих из колес и диффузоров. Принцип работы погружного насоса не позволяет использовать его в грязной или замутненной воде: на каждом этапе давление увеличивается, а сильный напор воды, сдобренной абразивными частицами, может повредить механизм.
По виду двигателя выделяют штанговые и бесштанговые модели. В первых мотор располагается отдельно от самого насоса, а передача энергии происходит через штанговый привод. Во втором варианте электродвигатель находится в водозаборной шахте.
Выбор погружных насосов лучше доверить специалисту
Колодезные насосы
Колодезные насосы предназначены для водозаборов глубиной не более 50 метров. Чаще всего такие аппараты работают по вибрационному типу: мотор размещается внутри корпуса резиновой мембраны, которая изменяет форму и тем самым «проталкивает» воду наверх. Впускной клапан открывается при понижении давления, выпускной – при повышении. Особенностью конструкции является большой диаметр, что значительно ограничивает сферы ее применения (колодцы и широкие скважины).
Чтобы избежать «сухого хода» и связанных с ним поломок, колодезный насос должен постоянно находиться ниже уровня воды. О критическом уровне могут сигнализировать дополнительные устройства: поплавки, выключатели или электронные автоматические системы.
«Малыш» – один из самых популярных погружных насосов
Скважинные насосы
Скважинные устройства функционируют в шахтах, полностью заполненных водой. Насосы, оборудованные герметичным корпусом с антикоррозийным покрытием, способны работать на глубине до 300 метров. Небольшой размер позволяет использовать погружные приборы даже в узких артезианских скважинах.
Как правило, для глубоких водозаборов подходят модели центробежного типа, но в некоторых случаях допускается установка аппарата с мембраной (вибрационный тип).
Стоимость устройства зависит не только от его мощности, но и от качества использованных материалов и наличия автоматической системы управления. Самыми дорогими считаются центробежные аппараты: они одинаково хорошо работают в песчаных и артезианских скважинах, а при необходимости могут применяться для перекачки масел и других вязких жидкостей.
Важно! Не приобретайте насос до бурения скважины. Глубина залегания водоносных пластов может сильно отличаться от ваших ожиданий.
Принцип работы погружного насоса
Классический центробежный насос состоит из спиралевидного корпуса и многолопастного колеса (или нескольких колес), закрепленного внутри. Лопасти загнуты в сторону, противоположную вращательному движению колеса. Механизм соединен с напорным и всасывающим трубопроводом через систему патрубков.
Принцип действия погружного насоса довольно прост. При помощи мотора колеса начинают вращение вокруг собственной оси, расположенные на них лопасти создают подъемную (центробежную) силу, которая и перемещает жидкость вдоль втулки. Повышенное давление «проталкивает» воду в трубопровод. Из-за особенностей конструкции поток «закручивается», поэтому в некотором отдалении от втулки располагается выравнивающее устройство: вода проходит сквозь него, а затем поступает в напорный водопровод.
Центробежный насос работает за счет вращения лопастей
Вибрационные приборы
Вибрационный насос состоит из нескольких элементов:
- Электромагнит с П-образным сердечником, залитый смесью эпоксидной смолы и кварцевого песка;
- Вибратор с закрепленным штоком (на обратной стороне установлена резиновая шайба – амортизатор);
- Нагнетающая и всасывающая камеры;
- Поршневые шайбы (в зависимости от их количества регулируется производительность поршня);
- Обратные клапаны, удерживающие воду в трубопроводе;
- Резиновый поршень;
- Патрубки для отвода жидкости в водопровод.
Обратите внимание! Самым проблемным местом системы считаются поршни и клапаны обратного хода: при сильных загрязнениях воды резина быстро портится, и насос выходит из строя.
Детальная схема устройства вибрационного насоса
Принцип работы погружного насоса вибрационного типа основан на перепадах давления:
- При включении в сеть обмотка катушки создает электромагнитное поле, которое притягивает к себе находящийся в нагнетающей камере вибратор.
- Диафрагма изгибается, за счет чего давление уменьшается.
- Через систему обратных клапанов вода поступает из шахты во всасывающую камеру.
- Через несколько мгновений намагничивание пропадает, шток отбрасывается назад.
- Поршень направляет воду во всасывающую камеру.
Намагничивание и размагничивание происходит с периодичностью до 100 раз в секунду. Перепады давления образуют вибрации, которые и дали название типу насоса.
Как выбрать погружной насос
Даже самый дорогой и мощный аппарат не принесет пользы, если выбирать его наобум. Если у вас нет должного опыта в вопросах водоснабжения, лучше отдать подбор насоса на откуп специалистам. При покупке необходимо учесть все параметры:
- Расстояние от водозабора до дома;
- Планируемый объем водопотребления;
- Наличие фильтрационной системы;
- Принцип работы погружного насоса.
Исходя из этих данных, рассчитываются необходимые характеристики:
- Мощность (Вт или кВт). Показывает объем выкачиваемой воды за единицу времени.
Важно! Не выбирайте мощность по принципу «чем больше, тем лучше». Лишнее давление только вредит водопроводной системе.
- Пропускная способность (кубометры в час). Показывает производительность насоса (сколько литров аппарат поднимает из скважины за единицу времени).
- Максимальный напор. Устройство должно не только поднимать воду, но и транспортировать ее до «конечного потребителя». В расчет входит вся длина «водотрассы» – от дна шахты до смесителя.
Важно! На каждые 10 метров подачи воды нужно прибавить 1 метр потери напора. Если в доме установлена система фильтров, умножьте потери на два.
Посмотрев видео, вы получите полное представление о том, как работает погружной насос, как выбрать и установить прибор в скважину.
Помимо важных нюансов, следует обратить внимание на конструктивные особенности, упрощающие эксплуатацию устройства. Так, длинный изолированный кабель позволит использовать электродвигатель при любых погодных условиях, а датчики «сухого хода» предотвратят поломку. Удачных вам покупок!
В этой статье мы постарались собрать все возможные принципы работы насосов. Часто, в большом разнообразии марок и типов насосов достаточно трудно разобраться не зная как работает тот или иной агрегат. Мы постарались сделать это наглядным, так как лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
В большинстве описаний работы насосов в интернете есть только разрезы проточной части (в лучшем случае схемы работы по фазам). Это не всегда помогает разобраться в том как именно функционирует насос. Тем более, что не все обладают инженерным образованием.
Надеемся, что этот раздел нашего сайта не только поможет вам в правильном выборе оборудования, но и расширит ваш кругозор.
С давних времен стояла задача подъема и транспортировки воды. Самыми первыми устройствами такого типа были водоподъемные колеса. Считается, что их изобрели Египтяне.
Водоподъемная машина представляла собой колесо, по окружности которого были прикреплены кувшины. Нижник край колеса был опущен в воду. При вращении колеса вокруг оси, кувшины зачерпывали воду из водоема, а затем в верхней точке колеса, вода выливалась из кувшинов в специальный приемный лоток. для вращения устройства применялать мускульная сила человека или животных.
Архимед (287–212 гг. до н. э.), великий ученый древности, изобрел винтовое водоподъемное устройство, позже названное в его честь. Это устройство поднимало воду с помощью вращающегося внутри трубы винта, но некоторое количество воды всегда стекало обратно, т. к. в те времена эффективные уплотнения были неизвестны. В результате, была выведена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе можно было выбрать между большим объемом поднимаемой воды или большей высотой подъема. Чем больше наклон винта, тем больше высота подачи при уменьшении производительности.
Первый поршневой насос для тушения пожаров, изобратенный древнегреческим механиком Ктесибием, был описан еще в 1 веке до н. э. Эти насосы, по праву, можно считать самыми первыми насосами. До начала 18 века насосы этого типа использовались довольно редко, т.к. изготовленные из дерева они часто ломались. Развитие эти насосы получили после того, как их начали изготавливать из металла.
С началом промышленной революции и появлением паровых машин, поршневые насосы стали использовать для откачки воды из шахт и рудников.
В настоящее время, поршневые насосы используются в быту для подъема воды из скважин и колодцев, в промышленности - в дозировочных насосах и насосах высокого давления.
Существуют и поршневые насосы, объединенные в группы: двухплунжерные, трехплунжерные, пятиплунжерные и т.п.
Принципиально отличаются количеством насосов и их взаимным расположением относительно привода.
На картинке вы можете увидеть трехплунжерный насос.
Крыльчатые насосы являются разновидностью поршневых насосов. Насосы этого типа были изобретены в середине 19 века.
Насосы являются двухходовыми, то есть подают воду без холостого хода.
Применяются, в основном, в качестве ручных насосов для подачи топлива, масел и воды из скважин и колодцев.
Конструкция:
Внутри чугунного корпуса размещены рабочие органы насоса: крыльчатка, совершающая возвратно-поступательные движения и две пары клапанов (впускные и выпускные). При движении крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную. Система клапанов препятствует перетоку жидкости в обратном направлении
Насосы этого типа имеют в своей конструкции сильфон ("гармошку"), сжимая который производят перекачку жидкости. Конструкция насоса очень простая и состоит всего из нескольких деталей.
Обычно, такие насосы изготавливают из пластика (полиэтилена или полипропилена).
Основное применение - выкачивание химически активных жидкостей из бочек, канистр, бутылей и т.п.
Низкая цена насоса позволяет использовать его в качестве одноразового насоса для перекачивания едких и опасных жидкостей с последующей утилизацией этого насоса.
Пластинчато-роторные (или шиберные) насосы представляют собой самовсасывающие насосы объемного типа. Предназначены для перекачивания жидкостей. обладающих смазывающей способностью (масла. дизельное топливо и т.п.). Насосы могут всасывать жидкость "на сухую", т.е. не требуют предварительного заполнени корпуса рабочей жидкостью.
Принцип работы: Рабочий орган насоса выполнен в виде эксцентрично расположенного ротора, имеющего продольные радиальные пазы, в которых скользят плоские пластины (шиберы), прижимаемые к статору центробежной силой.
Так как ротор расположен эксцентрично, то при его вращении пластины, находясь непрерывно в соприкосновении со стенкой корпуса, то входят в ротор, то выдвигаются из него.
Во время работы насоса на всасывающей стороне образуется разрежение и перекачиваемая масса заполняет пространство между пластинами и далее вытесняется в нагнетательный патрубок.
Шестеренные насосы с наружным зацеплением шестерен предназначены для перекачивания вязких жидкостей, обладающих смазывающей способность.
Насосы обладают самовсасыванием (обычно, не более 4-5 метров).
Принцип действия:
Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления, образуют разрежение (вакуум). За счёт этого в полость всасывания поступает жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.
Насосы аналогичны по принципу работы обычному шестеренному насосу, но имеют более компактные размеры. Из минусов можно назвать сложность изготовления.
Принцип действия:
Ведущая шестерня приводится в действие валом электродвигателя. Посредством захвата зубьями ведущей шестерни, внешнее зубчатое колесо также вращается.
При вращении проемы между зубьями освобождаются, объем увеличивается и создается разряжение на входе, обеспечивая всасывание жидкости.
Среда перемещается в межзубьевых пространствах на сторону нагнетания. Серп, в этом случае, служит в качестве уплотнителя между отделениями засасывания и нагнетания.
При внедрении зуба в межзубное пространство объем уменьшается и среде вытесняется к выходу из насоса.
Кулачковые (коловратные или роторные) насосы предназначены для бережной перекачки вызких продуктов, содержащих частицы.
Различная форма роторов, устанавливаемая в этих насосах, позволяет перекачивать жидкости с большими включениями (например, шоколад с цельными орехами и т.п.)
Частота вращения роторов, обычно, не превышает 200...400 оборотов, что позволяет производить перекачивание продуктов не разрушая их структуру.
Применяются в пищевой и химической промышленности.
На картинке можно посмотреть роторный насос с трехлепестковыми роторами.
Насосы такой конструкции применяются в пищевом производстве для бережной перекачки сливок, сметаны, майонеза и тому подобны жидкостей, которые при перекачивании насосами других типов могут повреждать свою структуру.
Например, при перекачке центробежным насосом (у которого частота вращения колеса 2900 об/мин) сливок, они взбиваются в масло.
Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) является разновидностью пластинчато-роторного насоса.
Рабочим органом насоса является мягкий импеллер, посаженый с эксцентриситетом относительно центра корпуса насоса. За счет этого при вращении рабочего колеса изменяется объем между лопастями и создается разряжение на всасывании.
Что происходит дальше видно на картинке.
Насосы являются самовсасывающими (до 5 метров).
Преимущество - простота конструкции.
Название этого насоса происходит от формы рабочего органа – диска, выгнутого по синусоиде. Отличительной особенностью синусных насосов является возможность бережного перекачивания продуктов содержащих крупные включения без их повреждения.
Например, можно легко перекачивать компот из персиков с включениями их половинок (естественно, что размер перекачиваемых без повреждения частиц зависит от объема рабочей камеры. При выборе насоса нужно обращать на это внимание).
Размер перекачиваемых частиц зависит от объема полости между диском и корпусом насоса.
Насос не имеет клапанов. Конструктивно устроен очень просто, что гарантирует долгую и безотказную работу.
Принцип работы:
На валу насоса, в рабочей камере, установлен диск, имеющий форму синусоиды. Камера разделена сверху на 2 части шиберами (до середины диска), которые могут свободно перемещаться в перпендикулярной к диску плоскости и герметизировать эту часть камеры не давая жидкости перетекать с входа насоса на выход (см. рисунок).
При вращении диска он создает в рабочей камере волнообразное движение, за счет которого происходит перемещение жидкости из всасывающего патрубка в нагнетательный. За счет того, что камера наполовину разделена шиберами, жидкость выдавливается в нагнетательный патрубок.
Основной рабочей частью эксцентрикового шнекового насоса является винтовая (героторная) пара, которая определяет как принцип работы, так и все базовые характеристики насосного агрегата. Винтовая пара состоит из неподвижной части – статора, и подвижной – ротора.
Статор – это внутренняя n+1-заходная спираль, изготовленная, как правило, из эластомера (резины), нераздельно (либо раздельно) соединенного с металлической обоймой (гильзой).
Ротор – это внешняя n-заходная спираль, которая изготавливается, как правило, из стали с последующим покрытием или без него.
Стоит указать, что наиболее распространены в настоящее время агрегаты с 2-заходными статором и 1-заходным ротором, такая схема является классической практически для всех производителей винтового оборудования.
Важным моментом, является то, что центры вращения спиралей, как статора, так и ротора смещены на величину эксцентриситета, что и позволяет создать пару трения, в которой при вращении ротора внутри статора создаются замкнутые герметичные полости вдоль всей оси вращения. При этом количество таких замкнутых полостей на единицу длины винтовой пары определяет конечное давление агрегата, а объем каждой полости – его производительность.
Винтовые насосы относятся к объемным насосам. Эти типы насосов могут перекачивать высоковязкие жидкости, в том числе с содержанием большого количества абразивных частиц.
Преимущества винтовых насосов:
- самовсасывание (до 7...9 метров),
- бережное перекачивание жидкости, не разрушающее структуру продукта,
- возможность перекачивания высоковязких жидкостей, в том числе содержащих частицы,
- возможность изготовления корпуса насоса и статора из различных материалов, что позволяет перекачивать агрессивные жидкости.
Насосы этого типа получили большое распространение в пищевой и нефтехимической промышленности.
Насосы этого типа предназначены для перекачивания вязких продуктов с твердыми частицами. Рабочим органом является шланг.
Преимущество: простота конструкции, высокая надежность, самовсасывание.
Принцип работы:
При вращении ротора в глицерине башмак полностью пережимает шланг (рабочий орган насоса), расположенный по окружности внутри корпуса, и выдавливает перекачиваемую жидкость в магистраль. За башмаком шланг восстанавливает свою форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, затем выталкиваются в поток, не повреждая шланга.
Вихревые насосы предназначены для перекачивания различных жидкотекучих сред. насосы обладают самовсасыванием (после залива корпуса насоса жидкостью).
Преимущества: простота конструкции, высокий напор, малые размеры.
Принцип действия:
Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью.
При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием центробежной силы закручивается. Таким образом, в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, почему насос и называется вихревым. Отличительная особенность вихревого насоса заключается в том, что один и тот же объем жидкости, движущейся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора.
Газлифт (от газ и англ. lift - поднимать), устройство для подъёма капельной жидкости за счёт энергии, содержащейся в смешиваемом с ней сжатом газе. Газлифт применяют главным образом для подъёма нефти из буровых скважин, используя при этом газ, выходящий из нефтеносных пластов. Известны подъёмники, в которых для подачи жидкости, главным образом воды, используют атмосферный воздух. Такие подъёмники называют эрлифтами или мамут-насосами.
В газлифте, или эрлифте, сжатый газ или воздух от компрессора подаётся по трубопроводу, смешивается с жидкостью, образуя газожидкостную или водо-воздушную эмульсию, которая поднимается по трубе. Смешение газа с жидкостью происходит внизу трубы. Действие газлифта основано на уравновешивании столба газожидкостной эмульсии столбом капельной жидкости на основе закона сообщающихся сосудов. Один из них - буровая скважина или резервуар, а другой - труба, в которой находится газожидкостная смесь.
Мембранные насосы относятся к объемным насосам. Существуют одно- и двухмембранные насосы. Двухмембраные, обычно выпускаются с приводом от сжатого воздуха. На нашем рисунке показан именно такой насос.
Насосы отличатся простотой конструкции, обладают самовсасыванием (до 9 метров), могут перекачивать химически агрессивные жидкости и жидкости с большим содержанием частиц.
Принцип работы:
Две мембраны, соединенные валом, перемещаются вперед и назад под воздействием попеременного нагнетания воздуха в камеры позади мембран с использованием автоматического воздушного клапана.
Всасывание: Первая мембрана создает разрежение, когда она движется от стенки корпуса.
Нагнетание: Вторая мембрана одновременно передает давление воздуха на жидкость, находящуюся в корпусе, проталкивая ее по направлению к выпускному отверстию. Во время каждого цикла давление воздуха на заднюю стенку выпускающей мембраны равно давлению, напору со стороны жидкости. Поэтому мембранные насосы могут работать и при закрытом выпускном клапане без ущерба для срока службы мембраны
Шнековые насосы часто путают с винтовыми. Но это совершенно разные насосы, как можно увидеть в нашем описании. Рабочим органом является шнек.
Насосы этого типа могут перекачивать жидкости средней вязкости (до 800 сСт), обладают хорошей всасывающей способностью (до 9 метров), могут перекачивать жидкости с крупными частицами (размер определяется шагом шнека).
Применяются для перекачивания нефтешламов, мазутов, солярки и т.п.
Внимание! Насосы НЕСАМОВСАСЫВАЮЩИЕ. Для работы в режиме всасывания требуется заливка корпуса насоса и всего всасывающего шланга)
Центробежный насос
Центробежные насосы являются самыми распространенными насосами. Название происходит от принципа действия: насос работает за счет центробежной силы.
Насос состоит из корпуса (улиитки) и расположенного внутри рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями. Жидкость попадает в центр колеса и под действием центробежной силы отбрасывается к его перифирии а затем выбрасывается через напорный патрубок.
Насосы используются для перекачивания жидких сред. Существуют модели для химически активный жидкостей, песка и шлама. Отличаются материалами корпуса: для химических жидкостей используют различные марки нержавеющих сталей и пластика, для шламов - износостойкие чугуны или насосы с покрытием из резины.
Массовое использование центробежных насосов обусловлено простотой конструкции и низкой себестоимостью изготовления.
Многосекционный насос
Многосекционные насосы - это насосы с несколькоми рабочими колесами, расположенными последовательно. Такая компоновка нужна тогда, когда необходимо большое давление на выходе.
Дело в том, что обычное центробежное колесо выдает максимальное давление 2-3 атм.
По этому, для получения более высоких значение напора, используют несколько последовательно установленных центробежных колес.
(по сути, это несколько последовательно соединенных центробежных насосов).
Такие типы насосов используют в качестве погружных скважинных и в качестве сетевых насосов высокого давления.
Трехвинтовой насос
Трехвинтовые насосы предназначены для перекачивания жидкостей, обладающих смазывающей способностью, без абразивных механических примесей. Вязкость продукта - до 1500 сСт. Тип насоса объемный.
Принцип работы трехвинтового насоса понятен из рисунка.
Насосы этого типа применяются:
- на судах морского и речного флота, в машинных отделениях,
- в системах гидравлики,
- в технологических линиях подачи топлива и перекачивания нефтепродуктов.
Струйный насос
Струйный насос предназначен для перемещения (откачки) жидкостей или газов с помощью сжатого воздуха (или жидкости и пара), подающегося через эжектор. Принцип работы насоса основан на законе Бернули (чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости). Этим обусловлена форма насоса.
Конструкция насоса чрезвычайно проста и не имеет движущихся деталей.
Насосы этого типа можно использовать в качестве вакуумный насосов или насосов для перекачивания жидкости (в том числе, содержащих включения).
для работы насоса необходим подвод сжатого воздуха или пара.
Струйные насосы, работающие от пара, называют пароструйными насосами, работающие от воды - водоструйными насосами.
Насосы, отсасывающие вещество и создающие разряжение, называются эжекторами. Насосы нагнетающие вещество под давлением - инжекторами.
Этот насос работает без подвода электроэнергии, сжатого воздуха и т.п. Работа насоса этого типа основана на энергии поступающей самотеком воды и гидроудара, возникающего при резком её торможении.
Принцип работы гидротаранного насоса:
По всасывающей наклонной трубе вода разгоняется до некоторой скорости, при которой отбойный подпружиненный клапан (справа), преодолевает усилие пружины и закрывается, перекрывая поток воды. Инерция резко остановленной воды во всасывающей трубе создает гидроудар (т.е. кратковременно резко возрастает давление воды в питающей трубе). Величина этого давления зависит от длины питающей трубы и скорости потока воды.
Возросшее давление воды открывает верхний клапан насоса и часть воды из трубы проходит в воздушный колпак (прямоугольник сверху) и отводящую трубу (слева от колпака). Воздух в колпаке сжимается, накапливая энергию.
Т.к. вода в питающей трубе остановлена, давление в ней падает, что приводит к открытию отбойного клапана и закрытию верхнего клапана. После этого вода из воздушного колпака выталкивается давлением сжатого воздуха в отводящую трубу. Так как отбойный клапан открылся, вода снова разгоняется и цикл работы насоса повторяется.
Спиральный вакуумный насос
Спиральный вакуумный насос представляет собой объёмный насос внутреннего сжатия и перемещения газа.
Каждый насос состоит из двух высокоточных спиралей Архимеда (серповидные полости) расположенных со смещением в 180° друг относительно друга. Одна спираль неподвижна, а другая крутится двигателем.
Подвижная спираль совершает орбитальное вращение, что приводит к последовательному уменьшению газовых полостей, по цепочке сжимая и перемещая газ от периферии к центру.
Спиральные вакуумные насосы относятся к категории «сухих» форвакуумных насосов, в которых не используются вакуумные масла для уплотнения сопряженных деталей (нет трения - не нужно масло).
Одной из сфер применения данного вида насосов являются ускорители частиц и синхротроны, что само по себе уже говорит о качестве создаваемого вакуума.
Ламинарный (дисковый) насос
Ламинарный (дисковый) насос является разновидностью центробежного насоса, но может выполнять работу не только центробежных, но и прогрессивных полостных насосов, лопастных и шестеренчатых насосов, т.е. перекачивать вязкие жидкости.
Рабочее колесо ламинарного насоса представляет собой два и более параллельных диска. Чем больше расстояние между дисками, тем более вязкую жидкость может перекачивать насос. Теория физики процесса: в условиях ламинарного течения слои жидкости движутся с различной скоростью по трубе: слой, наиболее близкий к неподвижной трубе (так называемый пограничный слой), течёт медленнее, чем более глубокие (близкие к центру трубы) слои текущей среды.
Аналогично, когда жидкость поступает в дисковый насос, на вращающихся поверхностях параллельных дисков рабочего колеса образуется пограничный слой. По мере вращения дисков энергия переносится в последовательные слои молекул в жидкости между дисками, создавая градиенты скорости и давления по ширине условного прохода. Эта комбинация граничного слоя и вязкого перетаскивания приводит к возникновению перекачивающего момента, который «тянет» продукт через насос в плавном, почти не пульсирующем потоке.
*Информация взята из открытых источников.
Если вы хотите иметь на собственном участке бесплатную воду в любом количестве, то следует начать с бурения шахты до водоносного горизонта. Вторым шагом станет установка глубинного насоса в скважину. Именно исправная работа такого оборудования будет гарантировать качественный полив огородных растений, беспрерывное функционирование стиральной и посудомоечной машин, санузла и ванной.
Глубинные насосы для скважин имеют разные мощности, размеры и другие параметры. В этой статье мы рассмотрим основные критерии выбора. Установка оптимальной аппаратуры избавит вас от множества проблем в будущем и даст уверенность в постоянном наличии Н 2 О на вашем участке.
Общие положения
Для того чтобы успешно выкачивать воду из скважин, колодцев или других водоёмов существует следующие типы насосов:
- Самовсасывающие . Такое оборудование устанавливается на поверхности и иногда имеет вид полноценной насосной станции. Неплохо справляются с песчаными скважинами, имеющими относительно небольшую глубину.
- Погружные . Они имеют большую мощность, объём выкачиваемой жидкости и высоту напорного столба. Конструктивно способны проникать даже в очень узкие шахты. Идеально подходят для артезианских скважин.
Выбор и установка
Так как глубинный насос для скважин подходит наилучшим образом, перейдём к правилам его выбора. Для этого в первую очередь следует определить, куда требуется подача воды и в каком количестве.
Правильные критерии
- Производительность насоса. Количество жидкости, которую он может перегнать в течение одного часа.
- Высота напора. Сила толчка жидкости, подбирается в соответствии с глубиной шахты и удалённостью её от дома.
- Дебет скважины. Реальный объём воды, который может быть обеспечен водоносным горизонтом за час беспрерывной подачи.
В связи с этим следует приступать к выбору насосного оборудования после того, как вам закончат бурить скважину и предоставят технический паспорт со всеми необходимыми данными.
В нём должны быть указаны:
- Диаметр шахты. От чего будет зависеть диаметр погружаемого аппарата.
- Статический и динамический уровни воды. Первый формируется в случае простоя конструкции, а второй – при активном её использовании.
- Производительные возможности скважины, которые измеряются количеством переданных кубических метров жидкости в течение часа.
- Глубина шахты. В значительной мере влияет на требуемую высоту напора.
Приобретать слишком мощный погружной насос не следует по двум причинам:
- Цена его будет намного выше, а зачем переплачивать?
- Если его производительность окажется больше производительности скважины, то та не будет успевать заполняться водой. Из-за чего последует работа «сухого» хода, которая при отсутствии специальной защиты приведёт к перегоранию двигателя.
Таким образом, мы теперь знаем, что максимальная мощность не должна превышать количество притока воды. Что влияет на минимальную?
Давайте рассмотрим:
- Размер вашей семьи. На одного взрослого человека в среднем требуется около 1000 л в сутки. Умножьте это число на количество постоянных жильцов, и вы будете знать суточную потребность вашего дома в воде.
- Наличие и площадь огорода. На полив растительных культур обычно уходит до 2000 литров необходимой жидкости.
- Количество одновременно используемых точек потребления.
Вот их примерный список с нормативным расходом, измеряющимся в м 3 /час:
- мойка – 0,7;
- ванная – 1,2;
- биде – 0,3;
- душевая – 0,8;
- машина для мытья посуды – 0,6;
- рукомойник – 0,3;
- стиральная машина – 0,8;
- санузел – 0,4
Так, чтобы запустить стиральную машину и заполнять одновременно ванну потребуется оборудование с производительностью не менее 2000 м 3 /час. Но, не забывайте, что может возникнуть потребность в это время ещё и помыть посуду и сходить в туалет.
Кроме мощности, которую мы выбираем исходя из возможностей скважины и потребностей жильцов, важно также ещё подобрать и правильную высоту напора, на которую потребуется подача жидкости.
Расчёты выполняем следующим образом:
- Берём высоту дома и добавляем к ней 6 метров.
- Получившуюся сумму умножаем на коэффициент потерь силы напора в процессе перемещения по трубопроводу. Он равен 1,15.
- Теперь добавляем глубину шахты до поверхности зеркала воды. Эту величину берём из технического паспорта, предоставленного бурильной компанией.
- Далее следует учесть расстояние скважины от здания, нуждающегося в водоснабжении. При этом принято считать, что 10 м по горизонтали равняется 1 м по вертикали.
Предположим что высота вашего дома 7 м, глубина шахты 30 м, а удалённость от точек водозабора 20 м. Подставляем: (7+6)*1,15+30+2=46,95. То есть требуется насос, высота напора которого составляет не менее 47 м.
Наиболее важным считается как раз расчёт высоты подачи воды, чем мощность насоса. Так как редко когда открыты все точки потребления воды, а вот просчёт с напором может привести к полному отсутствию Н 2 О в системе водопровода.
Совет: в случае возможности ошибки в расчёте производительности оборудования рекомендуется установить мембранный бак.
С помощью него можно будет задавать уровень давления, что позволит избежать гидроударов вместе с частыми включениями и отключениями двигателя.
Монтаж
Как установить глубинный насос в скважину? Для этого понадобится сам аппарат, металлопластиковая труба необходимой длины, переходник, стальной трос и электрический кабель с гидроизоляцией.
Инструкция по монтажу выглядит так:
- Прикручиваем специальный ниппель на выходное отверстие насоса, герметизируя соединение с помощью «подмотки». Он будет служить переходником на резьбу обсадной трубы.
- Полиэтиленовую трубу перед фиксацией максимально выравниваем своими руками. Это позволит опускать прибор наиболее ровно.
- Подключаем силовой кабель. В этом случае требуется как можно лучше обеспечить гидроизоляцию при помощи специальной гофры или термоусадочных трубок.
Совет: при покупке оборудования сразу проверьте наличие провода.
Потому что обычно он не входит в комплектацию и поэтому его следует приобрести отдельно.
- Привязываем стальной трос к специально предназначенным для этого проушинам, находящимся на корпусе насоса. Сверху его можно прикрепить к лебёдке, установленной на треногу. Это облегчит погружение аппарата на большую глубину и станет сразу ответом на вопрос, как достать глубинный насос из скважины для технического обслуживания.
- Теперь трубу, трос и кабель крепко связываем между собой специальными хомутами так, чтобы получилась одна цельная трасса.
- Опускаем агрегат. Места, где он цепляется за стенки, аккуратно преодолеваем вращательными движениями.
- Фиксируем положение насоса ниже динамического уровня воды, но на высоте не менее метра от дна. Это предотвратит засасывание в систему песка и других мелких частиц.
- Сверху устанавливаем колено, направляющее трубу в сторону дома и герметично закрываем шахту, чтобы предотвратить попадание в неё кислорода и атмосферных осадков, которые способствуют процессу коррозии.
- К зданию прокапываем траншею глубиной ниже промерзания грунта. В зависимости от региона она может варьироваться от пятидесяти сантиметров до полутора метра.
- Подсоединяем к системе водопровода дома и пользуемся чистой и бесплатной водой из скважины.
