Самовсасывающий насос для воды: строение и принцип действия

Содержание

Типы исполнения погружных насосов «Педролло»

Потребитель может выбрать из нескольких вариантов тот, который больше всего подходит для его задач: по мощности, напору воды, производительности. Еще один немаловажный параметр — степень загрязненности перекачиваемой среды. Например, фекальный дренажный насос способен транспортировать жидкости, имеющие твердые включения, а стандартные аппараты — исключительно чистую воду. Некоторые модели оснащены режущими элементами, которые позволяют измельчить отходы, содержащиеся в стоках.

Мы являемся официальным представителем завода Pedrollo в РФ и можем гарантировать оптимальный уровень цен, а также отличное качество техники. В каталоге представлены насосы для перекачивания жидкостей с разной степенью загрязненности. Для получения более подробной информации свяжитесь с нами любым удобным способом.

Основные разновидности

Вихревые насосы по своему конструктивному исполнению делятся на две категории:

открыто-вихревые;
закрыто-вихревые.

Насосы первого типа отличаются следующими конструктивными особенностями.

Лопасти, которыми оснащена крыльчатка, имеют удлиненную форму.
Крыльчатка, если сравнивать ее с просветом рабочего канала, отличается уменьшенным диаметром.
Кольцевой канал соединен с напорным патрубком.

Схема вихревого насоса с открытым каналом

Электронасосы закрыто-вихревого типа также обладают определенными конструктивными особенностями.

Лопатки насосов данного типа, если сравнивать их с подобными элементами открыто-вихревых устройств, более короткие и располагаются на поверхности рабочего колеса под разными углами.
Поперечное сечение внутренней камеры равно диаметру рабочего колеса.
Кольцевой канал закрыто-вихревых насосов соединяется и с принимающим патрубком, и с выходным.

Схема вихревого насоса с закрытым каналом

Естественно, различия затрагивают не только конструкцию насосного оборудования указанных типов, но и принцип действия таких устройств. Насосы открыто-вихревого типа функционируют следующим образом.

Перекачиваемая жидкость по принимающему патрубку поступает во внутреннюю рабочую камеру.
Захваченная вращающейся крыльчаткой, перекачиваемая среда попадает в кольцевой канал.
Вихревой поток перекачиваемой жидкости, перемещаясь по кольцевому каналу, способствует формированию напорного потока, который и направляется к выходному патрубку.

Поскольку диаметр крыльчатки у насосов закрыто-вихревого типа, как уже говорилось выше, равен поперечному сечению рабочей камеры, жидкость из входного патрубка сразу попадает в кольцевой канал, где и создается напорный поток.

Многоступенчатый вихревой насос открытого типа

Классифицируют насосы вихревого типа и по их расположению относительно перекачиваемой среды. Так, в зависимости от данного параметра различают:

устройства погружного типа, которые, как понятно из их названия, в процессе эксплуатации находятся в толще перекачиваемой среды (используют такие насосы как в бытовых, так и в промышленных целях, перекачивая с их помощью чистые жидкости не слишком высокой вязкости);
насосы поверхностного типа, которые располагают в непосредственной близости от резервуара с жидкой средой или скважины, надежно защищая их корпус от попадания жидкости (оборудованием данного типа оснащают оросительные системы и системы подачи воды для бытовых целей).

Поверхностный вихревой насос бытового применения, предназначенный для подачи чистой воды из скважин или колодцев

Кроме вихревых насосов классической конструкции, современная промышленность выпускает совмещенные устройства.

Насосы свободно-вихревого типа имеют конструкцию, которая позволяет им перекачивать сильно загрязненные жидкие среды. Данные устройства применяют в качестве дренажных и фекальных насосов, а также для оснащения очистных сооружений и в горнодобывающей промышленности (без помощи такого оборудования не обходится бурение скважин, из которых необходимо откачивать жидкие среды).
Насосы центробежно-вихревого типа способны работать с жидкими средами, температура которых доходит до 105°. Конструктивной особенностью таких насосов является то, что они оснащены сразу двумя рабочими колесами: центробежным и вихревым. За счет такой конструктивной особенности данное оборудование отличается значительно более высоким КПД (по сравнению с классическими вихревыми устройствами).
Вакуумные насосы вихревые могут использоваться в качестве воздуходувки или для откачивания воздуха – создания неглубокого вакуума. Такие насосы просты в использовании и не нуждаются в сложном техническом обслуживании. Они находят широкое применение в качестве теплового аппарата, при помощи которого обеспечивается подача и распространение требуемого количества теплого или холодного воздуха. В частности, такое оборудование успешно используют для сушки стеклотары, с его помощью осуществляют аэрацию искусственных и естественных водоемов.

Самовсасывающие и нормально всасывающие насосы: в чём разница

По типу всасывания, насосное оборудование делится на две категории: нормально всасывающие и самовсасывающие. Дело в том, что в процессе работы насоса, в его рабочую полость может попадать воздух.

Перекачка воды, при этом, становится невозможной — то есть, агрегат работает вхолостую. Чтобы этого не произошло, система всегда должна быть заполнена водой, а воздух — удаляться.

Итак:

Насосы для воды самовсасывающие, имеют в своём корпусе специальное отверстие для заливки. Чтобы удержать жидкость в камере, на всасывающих и напорных патрубках устанавливаются обратные клапаны или отсечные заслонки. Существуют и модификации со встроенными задвижками – такие насосы способны перезаливаться самостоятельно.
Их корпуса спроектированы так, что объём воды, необходимый для заливки, сохраняется внутри насоса даже в том случае, если он отсоединяется от питающего трубопровода. Такие насосы нужно обязательно предохранять от замерзания. Чтобы внутрь корпуса не попадали твёрдые частицы, агрегаты оборудуются сетчатым фильтром.
Перезаливка насоса должна происходить быстро, чтобы вода, заполняющая рабочую камеру, не успевала испаряться. У погружных моделей таких проблем нет, а для поверхностного оборудования это очень актуально. Чем длиннее линия всасывания, тем большее сопротивление трению возникает в трубопроводе. Именно поэтому насосы самовсасывающие для воды, имеют такую маленькую высоту подъёма – всего 8-9 метров.
Что касается воздуха, то у самовсасывающих насосов он удаляется в процессе перекачки самопроизвольно – через вантуз, расположенный в верхней части рабочей камеры. Но всё-таки, насос – это не компрессор, и чрезмерное количество воздуха в камере создаёт проблемы в его работе. Например, увеличивается длительность заливки

Поэтому важно, чтобы все соединения и трубопроводы в системе были герметичными.

Нормально всасывающий насос заливается только при первичном запуске, и перезаливка при каждом запуске ему не требуется

Важно только, чтобы воздух не попадал в систему извне

Если это случается, насос перестаёт качать воду, и нужно произвести доливку. Оборудование такого типа чаще бывает погружным, либо используется только для повышения давления в трубопроводе.

Критерии выбора насоса

При выборе любого технического устройства особое внимание уделяется техническим характеристикам. Фотография прибора способна дать только визуальную информацию и привлечь внимание, но большую часть информации человек получит из описания аппарата. Первое, что необходимо сделать – понять для каких целей он предназначен

Только после этого, подбирают оптимальную модель ориентируясь на:

Первое, что необходимо сделать – понять для каких целей он предназначен. Только после этого, подбирают оптимальную модель ориентируясь на:

Максимальную глубину, с которой прибор способен работать. Учитывать этот параметр обязательно, так как не все модели способны функционировать даже на небольшом значении

Также важно понимать, что расстояние измеряется от корпуса до нижней величины источника. Чтобы узнать насколько насос эффективен, необходимо посмотреть на его КПД, чем оно больше, тем лучше

Учитывает производительность. Так человек сможет понять, хватит ли ему литров на сутки или лучше купить другую модель. Мощность напора

Значение измеряется в метрах водяного столба

Важно помнить, что высокий напор эффективен для домашнего пользования, в то время как небольшой отлично подойдет для ухаживания за огородным участком. Энергоэффективность поможет понять, сколько насос затратит электричества для перекачки конкретного объема воды

Учитывая этот параметр, человек сможет сэкономить деньги при эксплуатации агрегата.

«Если гора не идет к Магомету…»

Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.

Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.

Эжекторные

Самая большая глубина, с которой поверхностные вихревые и центробежные насосы могут поднимать воду — 8-9 метров, часто она располагается глубже. Чтобы «добыть» ее оттуда, на насосы устанавливают эжектор. Это трубка специальной формы, которая при движении воды через нее создает разряжение на входе. Так что такие устройства тоже относятся к разряду самовсасывающих. Эжекторный самовсасывающий насос может поднять воду с глубины 20-35 м, а этого уже более чем достаточно для большинства источников.

Недостаток в том, что для обеспечения работы часть понятой воды необходимо вернуть обратно, следовательно, производительность значительно снижается — такая помпа может обеспечить не очень большой расход воды, но электричества на обеспечение работоспособности тратится ничуть не меньше. При установке инжектора в колодец или скважину достаточной ширины в источник опускают два трубопровода — один подающий большего диаметра, второй, возвратный, меньшего. К их выходам подключается эжектор, а на конце устанавливается фильтр и обратный клапан. В этом случае недостаток тоже очевиден — двойной расход труб, а значит — более дорогая установка.

В скважинах малого диаметра используется один трубопровод — подающий, а вместо обратного используется обсадная труба скважины. Таким образом тоже формируется зона разрежения.

Вихревые импеллерные насосы

Среди самовсасывающих модификаций присутствует группа вихревых насосов, однако, в отличие от центробежных аналогов, они не подходят для перекачивания вязких сред.

Наличие твердых включений в воде необходимо исключить, иначе работоспособность оборудования нарушится. Насосы вихревого типа просты в устройстве и обслуживании, но обладают меньшей производительностью и низким КПД.

Вихревой самовсасывающий насос Pedrollo PKm 60 для исключительно чистой воды: мощность – 0,37 кВт, производительность – 0,3-2,4 м³/ч, высота подъема воды – до 5 м

Схема устройства и принцип работы

Внутренние детали вихревого насоса мало отличаются от аналогов центробежного оборудования. Основной динамической деталью является рабочее дисковое колесо, оснащенное расположенными по кругу лопастями.

Лопасти вращаются внутри своеобразного канала, связанного с входящим и выводящим патрубками. Жидкость поступает по всасывающему патрубку, под воздействием вращения колеса закручивается и по винтовой траектории перемещается в сторону выхода.

Многократное нахождение жидкости в пространстве между лопастями образует дополнительную энергию и напор, поднимающий воду на необходимый уровень, на этом и основан принцип работы самовсасывающего вихревого насоса.

Всасываемый воздух смешивается с жидкостью, затем смесь вновь разделяется на два компонента: воздух выводится наружу, а жидкость продолжает циркулировать в рабочей камере. После того, как удален весь воздух, камера полностью заполняется водой и вводится в работу по принципу центробежного оборудования.

Вихревой насос Оптима (Польша) в чугунном корпусе, с мощностью 0,37 кВт и напором 35 метров. Предназначен для водоснабжения дома или садового участка, перекачивает только чистую воду

Обязательным элементом, как и у центробежного оборудования, является обратный клапан, выполняющий две функции:

препятствует обратному попаданию воздуха;
обеспечивает заполнение рабочей камеры водой.

Максимальная высота подъема воды, которую обеспечивает вихревое самовсасывающее оборудование, – 8 метров. От центробежных насосов вихревые отличаются двумя принципиальными качествами: они не перекачивают грязные среды, однако прекрасно справляются с перемещением смеси воздуха и жидкости.

Низкий КПД (от 25% до 45 %) объясняется тем, что много энергии тратится на процесс нагнетания жидкости. По этой причине владельцы загородных участков отдают предпочтение центробежным агрегатам. О вихревом оборудовании обычно вспоминают, когда нет возможности установить более продуктивный аналог.

Преимущества бытового использования

Достоинством данной категории самовсасывающих насосов являются компактные размеры и увеличенный напор (в 5-7 раз больше, чем у центробежных аппаратов). Таким образом, их рационально использовать при обслуживании источника воды, находящегося на далеком расстоянии от точек водоразбора, при условии, что большая производительность не нужна.

Вихревые насосы Speroni KPM выпускают в двух вариантах, различающихся габаритами, весом, объемом рабочей камеры и производительностью. Модификации используются для заполнения мембранных баков небольшого объема и систем отопления (+)

Примером может служить перекачка воды из колодца, высота подъема в котором не превышает 7-8 м, в так называемую «рабочую зону», где обычно расположены садовые посадки, грядки, теплицы. Учитывая неравномерность рельефа и огибание дачных строений, стоит рассчитывать на трубопровод до 100м длиной, а это значит, что потребуется большой напор.

Кроме использования вихревых модификаций в автономных частных водопроводах, их применяют для тушения пожаров, устройства вентиляции, в тепловых установках.

Схема подключения выносного эжектора для скважин разного диаметра — двухдюймовая справа, четырехдюймовая слева

Строение насосной станции

Если вам нужен насос только для полива, то для введения его в эксплуатацию вам нужен будет он сам, вводная и выходная магистрали, обратный клапан и система контролирующая расход воды — краны, дождеватели. Если система предназначена для организации водоснабжения коттеджа, то составных частей будет больше. В этой главе мы назовем основные из них и опишем их назначение. Комплект такого оборудования называется насосной станцией.

Насосная станция до установки

Таблица 1. Составные части насосной станции

Деталь, фотоОписание

Гидроаккумулятор

В системе обязательно должен быть установлен гидроаккумулятор, назначение которого — контролировать плавные изменения давления. Внутри такого бака установлена разделительная мембрана, с одной стороны от корой находится сжатый воздух, а с другой вода, подаваемая от насоса. Мембрана эластичная, поэтому помогает воздуху давить на воду. При запуске насоса он создает внутри бака его рабочее давление, которое обычно составляет 2-5 Бар. При его достижении агрегат отключается. Если открыть кран для водоразбора, мембрана начнет толкать воду в трубы. При расходе воды, давление в баке будет падать, пока не достигнет нижней отметки. В этот момент автоматика запускает насос снова. Если бы бака не было в цепочке, то насос бы постоянно включался и выключался, так как максимальное давление в трубах достигается быстро даже при открытых кранах. Это привело бы к ускоренному выходу электромотора из строя

Выходная труба насоса

Обычно это гибкая подводка, которая соединяет сам насос с гидроаккумулятором. Ее аналог можно увидеть на любом кухонном смесители. Изделие усилено оплеткой из стальной проволоки

Подсоединяется оно к оборудованию за счет резьбовых соединений

Важно! Диаметр этой трубки не должен быть меньше диаметра выходного патрубка насоса и входного у мембранного бака. Сам бак соединяется с системой водопровода напрямую, сразу к трубам, либо же той же гибкой подводкой. Пример жесткой всасывающей магистрали

Пример жесткой всасывающей магистрали

Подающая магистраль опускается прямиком в скважину. Выполнена она может быть из гибкого шланга или из труб, металлических или полимерных

На конце магистрали устанавливается фильтрующий элемент и обратный клапан, которые не дает воде из системы стекать обратно в колодец. Длина труб рассчитывается таким образом, чтобы они не доставали до дна скважины, но при этом были погружены в воду на несколько метров. Если не выполнить первое условие, в систему будет попадать много песка и прочих включений. Второе – при длительной расходе воды, ее уровень в колодце может упасть, и в насос пройдет воздух. Работа в «сухом» режиме чревата поломками

Обратный клапан с фильтром

Перед вами обратный клапан. В принципе, мы уже описали его назначение, повторяться не станем.

Фильтры и арматура

Фильтры и различная арматура могут не являться частью насосной станции, но в общей системе подачи воды, они важны. Сюда можно причислить различные системы очистки, запорные краны, манометры для контроля давления в системе.

Поплавковый выключатель

Чтобы перестраховать себя, точнее насос, от работы без воды, в колодец погружается автоматический поплавковый выключатель, который будет останавливать работу насоса в случае падения воды ниже критического уровня. Некоторые станции имеют встроенный датчик сухого хода – им дополнительные приспособления для отключения устанавливать не требуется.

Насос работает от электричества, поэтому под него в кессон нужно вывести отдельный провод и установить розетку. Расположить ее нужно в недоступном для воды месте.

Насосы центробежного типа

Теперь давайте подробно разберемся с тем, что такое насос центробежный самовсасывающий, и как он работает.

Принцип работы такого оборудования называется динамическим. Жидкость внутри нее ускоряется и перемещается за счет центробежной силы, которая создается лопастями вращающегося колеса, подключенного к электромотору.

Насос самовсасывающий центробежный – схема движения жидкости

Когда насос включается, вращение лопастей создает области разряженного давления, стремящиеся заполниться водой.
Жидкость, попадая внутрь, захватывается лопатками и закручивается вместе с ними.
За счет действия центробежной силы вода прижимается к стенкам камеры и получает большое ускорение.
В этой области создается избыточное давление, из-за чего вода выталкивается в напорный патрубок, соединенный с гидроаккумулятором или трубопроводом. Сама камера имеет форму раковины улитки, раскручиваясь по направлению движения воды.
В момент отброса жидкости к стенкам камеры в системе снова создается пониженное давление, что заставляет втекать новые ее порции. Таким образом, получается полностью замкнутый цикл, который не прекращается, пока вращается ротор.

Центробежные самовсасывающие насосы – строение рабочей камеры

Стандартная система такого насоса состоит из следующих деталей:

Шланг или труба, подключенные к напорному патрубку – так насос связывается с системой подачи воды;
Шланг, по которому поступает вода в рабочую камеру – применяется жесткая резина или трубы, чтобы не происходило схлопывания при включении агрегата.
Шланг подачи оснащается фильтром грубой очистки, не пускающим крупные частички мусора, и обратным клапаном, препятствующим стеканию воды вниз, когда электромотор выключен.
Сам насос имеет вакуумметр, с помощью которого можно следить за степенью разрежённости давления в камере.
Есть и манометр, который показывает уровень давления напорной струи на выходе.
Запорная арматура, управляющая движением жидкости;
Корпус агрегата, являющийся и станиной и рабочей камерой;
Электрический мотор, установленный в отдельном отсеке, в который не проникает вода. Он связан с блоком управления и электрическим кабелем, питающим оборудование.
Вращение двигателя передается ротору через центральный вал. К нему же может присоединяться крыльчатка для охлаждения двигателя, если того требует конструкция мотора.
Стабильное и плавное вращения вала обеспечивают подшипники качения.
Так же есть и уплотнительные элементы, не дающие воде покидать пределы рабочей камеры.

Центробежные насосы конструкционно делятся на 6 видов:

Тип насоса, фото:	Описание:
Самовсасывающие центробежные насосы одноступенчатые	Самая простая конструкция. Форма рабочей камеры напоминает раковину улитки. Тут установлено одно рабочее колесо.
Многоступенчатый насос	Такие устройства намного мощнее одноступенчатых. Рабочая камера в них разбивается на секции, каждая из которых имеет свое рабочее колесо. Это позволяет при сопоставимых затратах энергии перекачивать больший объем жидкости за единицу времени.
Двухкорпусный насос	У этих насосов есть возможность параллельного подключения. Используют их там, где требуется повышенная мощность и высокое давление.
Консольный насос	В этой конструкции двигатель вынесен в отдельный корпус от рабочей камеры, но располагается с ней на одной станине, соединяясь приводом. Здесь электрическая часть намного лучше защищена от намокания, однако несколько снижается механический ресурс изделия и падает КПД, за счет возможных сопротивлений.
Насос с двойным всасыванием	Агрегат имеет раздвоенный вход, что позволяет значительно увеличить его мощность. Такие насосы считаются промышленными.
Вертикальный насос	Рабочая камера и электрический насос разворачиваются в плоскости и находятся вертикально. Используют их преимущественно для повышения давления в системе водоснабжения.