Центробежные насосы устройство и принцип действия

При организации автономного водоснабжения загородного дома или дачи можно прибегнуть к «дедовским» методам и набирать воду ведром из колодца. Но в современном мире это просто смешно, особенно если вы живете не один и необходимо позаботиться обо всем семействе. Тут-то и рождается идея приобрести умный насос для скважины.

Принцип действия

Центробежные насосы – одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

Рис.1 – Центробежный насос

Жидкость входит в насос по центру колеса через всасывающее отверстие. Трение между частицами жидкости и рабочим колесом заставляет жидкость вращаться. Например, как трение между дорогой и резиной шины заставляет машину двигаться.

Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

Поэтому эти насосы называются центробежными.

Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов:

  • плотности жидкости:
  • частоты вращения рабочего колеса:
  • диаметра рабочего колеса:

После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление.

Если скорость падает, то увеличивается давление.

Эжекторные всасывающие насосы

Необорудованные эжектором конструкции всасывают жидкость при помощи только гидравлического устройства. Работают они бесшумно, но способны закачивать воду только с небольших глубин. Если же в скважине вода находится глубоко, то справиться с такой задачей может помочь эжектор.

Конструкция и принцип действия эжектора

Это довольно простое устройство в своей конструкции состоит из следующих компонентов:

  • всасывающей камеры;
  • сопла;
  • диффузора;
  • смесителя.

Сопло или патрубок на конце имеет сужение, за счет чего истекающая из него вода ускоряется и выходит на огромной скорости. Из сопла жидкость попадает в смеситель и по всем границам создает большое разряжение. Из всасывающей камеры в трубы вода поступает за счет этого разряжения.

То есть в эжекторе среда с большой скоростью передает кинетическую энергию среде с меньшей скоростью. В сочетании с насосом такие действия используются таким образом:

  1. Эжектор устанавливается в идущий из скважины трубопровод.
  2. Часть поднимающейся на поверхность воды возвращается к нему, образуя при этом линию циркуляции.
  3. Жидкость, вырывающаяся из сопла с огромной скоростью, уводит из скважины новую порцию воды.
  4. За счет этого в трубопроводе обеспечивается дополнительное разряжение, и насос тратит для подъема воды с большой глубины меньше энергии.
  5. Незадействованный во время рециркуляции избыток воды подается потребителю.
  6. Для более эффективной работы всасывающей системы на линии рециркуляции устанавливается вентиль. С его помощью можно регулировать объем поступающей в систему забора жидкости.

В результате такой работы всасывающего насоса с эжектором можно обойтись не очень массивной насосной частью и небольшой мощностью двигателя.

Перекачивающее жидкость устройство может быть оборудовано эжектором двумя способами:

  • со встроенным эжектором;
  • с отдельно расположенным узлом.

Поэтому компоновку конструкции следует выбирать в зависимости от требований, которые будут предъявляться к насосной станции.

Насосы со встроенным эжектором

Такие агрегаты имеют небольшие габариты и используются на глубине до восьми метров.

Читайте также:  Вытяжка для кухни: плюсы и минусы, разновидности

Забор воды из скважины создается в самом насосе, при этом напор жидкости достаточно большой для того, чтобы обеспечить водой большое хозяйство.

Для забора воды с глубины скважины до десяти метров электромотор устройства должен быть более мощным.

Недостаток конструкций с внутренним эжектором – повышенный уровень шума устройства во время работы. В связи с этим всасывающий насос такого типа рекомендуется устанавливать в отдельно стоящем подсобном помещении.

Выносной эжектор

Такое устройство подключается к погружаемой части трубопровода. Для его работы в скважине необходимо установить две трубы, а на поверхности дополнительный бак, в который будет поступать жидкость.

Такая конструкция способна работать с КПД до 35%, однако с ее помощью можно добывать воду из скважин с глубиной до пятидесяти метров. Кроме этого, работает она почти без шума.

Всасывающий агрегат с отдельно расположенным эжектором можно устанавливать в подвальном помещении дома. При этом, даже если расстояние от скважины будет до сорока метров, эффективность подачи воды не уменьшится. Все оборудование можно расположить в одном помещении, поэтому обслуживать его достаточно просто.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, рекомендации по эксплуатации

Насосы самовсасывающего типа – особый вид поверхностного оборудования, разработанный с целью увеличения рабочего ресурса. Их движущиеся части всегда охлаждены, уплотнители не повреждены, мотор действует безупречно. Однако из-за солидного ассортимента сложно бывает остановиться на подходящей модели. Согласны?

Все, что необходимо знать про самовсасывающие насосы для воды, вы найдете на нашем сайте. У нас подробно изложен принцип устройства и работы агрегатов этого типа, приведены различия в конструкции. Представленная нами информация поможет совершить взвешенную покупку.

Особенности самовсасывающих агрегатов

Приобретая агрегат для применения на загородном участке, следует проанализировать ряд факторов, которые определяют нужную категорию.

К ним относятся:

  • глубина источника;
  • расстояние от источника до дома;
  • уровень напора;
  • качество подаваемой воды;
  • потребление воды.

Обычно перечисленные данные учитывают при расчете производительности аппарата, однако они полезны и при выборе насоса по типу всасывания.

Различают самовсасывающие и нормально всасывающие устройства. Отличие кроется в конструкции, регулирующей процесс перезаливки в случае попадания в систему воздуха.

К нормально всасывающим относят погружные и полупогружные насосы, функционирование которых происходит, если жидкость из источника перемещается в рабочий отсек самотеком. При попадании воздуха срабатывает автоматическая защита от «сухого хода» и работа останавливается, так как вхолостую аппарат работать не может. Насос приходится перезапускать.

Самовсасывающие модели рассчитаны на самостоятельное удаление воздуха без участия человека. Это происходит благодаря конструктивным особенностям: в верхней части рабочего отсека находится вантуз, через который и удаляется воздух. Вернуться ему назад мешает обратный клапан.

Современные исполнения со встроенными задвижками производят самостоятельную перезаливку, благодаря чему отпадает необходимость в постоянном контролировании оборудования.

С процессом перезаливки связана и небольшая высота подъема самовсасывающих агрегатов – до 9 м. Важно проследить, чтобы рабочая камера постоянно была заполнена водой, и чем короче подающая магистраль, тем быстрее происходит процесс перемещения воды.

Чаще всего самовсасывающие насосы являются частью насосной станции с гидроаккумулятором, всасывающим патрубком (или эжектором), запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами.

Правильный монтаж всасывающей линии

При устройстве системы водоснабжения важна не только установка самовсасывающего насоса или насосной станции, но и монтаж всасывающей магистрали.

При создании герметичного водопровода следует проконтролировать соотношение диаметра трубопровода с диаметром патрубка, а также максимально укоротить (по возможности) длину всей магистрали.

Чем длиннее всасывающая линия, тем выше сопротивление, соответственно, ниже напор. Наличие протечек может привести к поломке оборудования – данное условие актуально для центробежных моделей, которые не предназначены для перекачки воздушно-жидкостных сред.

В качестве дополнительного оборудования, установленного непосредственно на магистраль, используют обратный клапан (или простой невозвратный аналог) и фильтр. Благодаря клапану вода удерживается в трубопроводе и не вытекает назад, тем самым защищая владельца насоса от повторных заливок.

Фильтр предохраняет оборудование от попадания донного осадка с крупными включениями, кусочков водных растений, глинистых примесей.

Можно ли заменить самовсасывающую модель обычным насосом? Если нет другого выхода из положения, то так и делают – на время ремонта или покупки нового оборудования.

Однако не стоит забывать о некоторых нюансах:

  • придется полностью заполнить водой камеру насоса и магистраль перед включением;
  • необходимо избегать попадания воздуха, иначе оборудование выйдет из строя;
  • заливку следует производить после каждой «аварии», вызванной разгерметизацией водопровода.

Практика показывает, что пользователи самовсасывающих насосов не спешат переходить на обычные, тем боле, что выбор оборудования зачастую продиктован оптимальными условиями всасывания.

Центробежные самовсасывающие насосы

Подходящим вариантом для автономного применения на частном загородном участке является центробежный самовсасывающий насос, который перекачивает не только чистую воду, но и среды с мелкими включениями – например, осадок из пруда.

Он прекрасно справляется с жидкостью, представляющей собой смесь воды и газа. Оборудование является поверхностным, то есть устанавливается выше зеркала воды, а процесс подъема воды обеспечен внутренним разрежением во всасывающей магистрали.

Достоинства и недостатки

У вихревого центробежного насоса специалисты отмечают целый ряд достоинств.

  1. Вихревой поверхностный насос, если сравнивать его с обычными центробежными с такими же габаритами, способен создавать в семь раз больший напор перекачиваемой жидкости. Благодаря этому свойству подобный насос высокого давления, способный работать с производительностью до 12 литров перекачиваемой жидкой среды в минуту, отличается компактными габаритами.
  2. Многие модели вихревых насосов обладают самовсасывающей способностью, то есть могут запускаться даже в том случае, если входной трубопровод предварительно не заполнен жидкой средой.
  3. Устройство вихревого насоса позволяет использовать такое оборудование для перекачивания не только жидких сред, но и смесей, содержащих в своем составе газообразные включения. Более того, устройства данного типа способны как перекачивать комбинированные среды, так и обеспечивать их транспортировку по трубопроводам с хорошим напором.
  4. В качестве насоса для скважины устройства вихревого типа способны поднимать перекачиваемую жидкую среду с глубины, доходящей до 20 метров.
  5. Поверхностный насос вихревого типа может создавать напор перекачиваемой жидкой среды, не уступающий по своим показателям напору, формируемому при помощи насосного оборудования промышленного назначения.
  6. За счет особенностей своей конструкции вихревой самовсасывающий насос может успешно использоваться для перекачивания и транспортировки летучих жидких смесей (таких, например, как бензин и сжиженный газ).
Читайте также:  Вытяжка на кухню: виды вытяжек для кухни без воздухоотвода

Вихревой насос консольного типа, используемый в системах холодного и горячего водоснабжения

Естественно, есть у вихревого насосного оборудования и недостатки. Перечислим наиболее значимые из них.

  1. Значение КПД такого оборудования не превышает 45%. Из-за такого низкого КПД использование высокомощных насосов вихревого типа является экономически нецелесообразным. Как правило, применение вихревых насосов для скважин или перекачивания рабочих сред из резервуаров предпочтительно в тех случаях, когда использовать центробежное или любое другое насосное оборудование не представляется возможным.
  2. Применять такой насос для воды допускается только в том случае, если жидкая среда, которую предстоит перекачивать, чистая и не содержит нерастворимых включений.
  3. Особенности конструкции вихревых насосов не позволяют использовать такие устройства для перекачивания вязких жидкостей.

Вихревая насосная станция Aquatica , обеспечивающая полностью автоматическую подачу воды

Как выбрать насос для скважины метров

Итак, вам пробурили 20 метровую артезианскую скважину (или песчаную) и нужно купить погружной насос под нее, что делать. Первый и самый важный ваш шаг : посмотреть в паспорт на скважину, там уже даны рекомендации по выбору скважинного насоса. Выберите его, следуя этим указаниям и больше делать вам ничего не нужно.

Нет паспорта на скважину? Тогда пошли по пунктам, вначале выясним, какой диаметр насоса вам подойдет, для этого нужно знать, какой у вас диаметр обсадной трубы .

Мы сделали небольшую табличку для вас, это поможет определиться с диаметром насоса:

Насосы диаметром 4 дюйма имеют разный диаметр в миллиметрах (98-105 мм). На практике, буровики могут установить 98 мм насос в обсадную трубу ПНД 117 мм. Ее внутренний диаметр 102 мм и такой насос можно вставить впритык. Но вы должны понимать, пластиковая труба может сужаться, расширятся и искривляться. Установив насос впритык, почти со 100% вероятностью можно утверждать, что обратно достать его не получится .

Все глубинные насосы имеют свою маркировку (пример Grundfos 2-70), в которой первое число (2 м 3 /час) указывает на производительность, а второе (70 метров) на напор. Проще говоря, этот насос может качать 2 м 3 /час с глубины 70 метров. Чтобы выбрать глубинный насос правильно, вам нужно знать эти параметры. Помните, производительность скважинного насоса не должна превышать 90-95% от дебита скважины. Напор легко рассчитать самостоятельно, сейчас мы это сделаем.

Насос для 20 метровой скважины на полив

Если вы планируете летнее обустройство и хотите поливать клубнику возле бани, тогда будет достаточно обычных и дешевых моделей. Давайте подберем насос для полива из скважины 20 метров. Нам нужно поднять воду с глубины примерно 15 метров, это значит, что требуемый напор должен быть 15 метров. Плюс нам нужно давление хотя бы 2 атмосферы (1 атм. = 10 метров напора). Итого, необходимый напор 35 метров. Подбираем…

Дебит скважины 1.5 м 3 /час.Для скважины на песок с низким дебитом подойдут такие насосы:

  • Водолей
  • Джилекс Водомет 40/50
  • SPERONI STS 0513 или SPS 0518
  • UNIPUMP MINI ECO 1 (3 дюйма)
  • Grundfos SQ 1-50 (3 дюйма)

Дебит скважины 2 м 3 /час. Песчаная скважина чуть большего дебита будет нормально сочетаться с такими насосами:

  • Водолей
  • SPERONI SPS 1009
  • Джилекс Водомет 55/50 или Водомет 60/52
  • UNIPUMP MINI ECO 1 (3 дюйма)
  • SPERONI SQS 1-45 (3 дюйма)

Дебит скважины 2.5 м 3 /час. Для такого дебита вам нужен один из таких насосов:

Дебит скважины 3 м 3 /час.

Эжектор – прибор для глубоких источников

Для выкачивания воды из скважин глубиной более 8 м подходят только мощные погружные агрегаты. Их недостатки – высокая цена, сложность обслуживания и ремонта, большое потребление электроэнергии. Дешевле и проще поставить поверхностный насос с эжектором (эжекторный, эжекционный).

Эжектор – устройство, передающее кинетическую энергию движущейся с большой скоростью струи жидкости перекачиваемой среде. Существует два типа этих приспособлений:

  • Погружной (выносной, внешний). Его устанавливают на дне колодца или скважины на всасывающей линии над обратным клапаном. Глубина всасывания – до 30 м.
  • Встроенный (внутренний). Устройство находится внутри помпы. Глубина всасывания увеличивается незначительно – до 9 м.

Для использования на садовом участке можно сделать эжектор своими руками.

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

  • камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
  • смесительный узел;
  • диффузор;
  • сопло, поперечное сечение которого сужается.
Читайте также:  Поверка счетчиков (приборов учета ЖКХ)

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

  • Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
  • Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
  • За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Выводы и полезное видео по теме

Представленные видеоматериалы помогут вам разобраться в конструкции и принципе работы самовсасывающего оборудования.

Сборка насоса от компании «Астерион» (серия UP):

Принцип работы центробежного самовсасывающего насоса:

Профессиональный обзор насосов Акварио (серия AJC):

Центробежные и вихревые самовсасывающие насосы – наиболее подходящее оборудование для частного применения на загородных участках. С их помощью вы можете создать систему водоснабжения или полива.

Но помните, что максимальной эффективности можно достичь, лишь тщательно проанализировав условия использования насосной станции и изучив технические характеристики выбранной модели.

Полезное по теме

  1. Насос шнековый погружной
  2. Вертикальный гидроаккумулятор
  3. Насосная станция для полива полей
  4. Замена глубинного насоса
  5. Реле давления рдм 5 регулировка инструкция
  6. Как рассчитать объем гидроаккумулятора для водоснабжения
  7. Насосная станция для дачи

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.

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

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.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, рекомендации по эксплуатации

Насосы самовсасывающего типа – особый вид поверхностного оборудования, разработанный с целью увеличения рабочего ресурса. Их движущиеся части всегда охлаждены, уплотнители не повреждены, мотор действует безупречно. Однако из-за солидного ассортимента сложно бывает остановиться на подходящей модели. Согласны?

Все, что необходимо знать про самовсасывающие насосы для воды, вы найдете на нашем сайте. У нас подробно изложен принцип устройства и работы агрегатов этого типа, приведены различия в конструкции. Представленная нами информация поможет совершить взвешенную покупку.