Типы и классификация насосных агрегатов

Выбор погружных насосов

При выборе насосов следует отталкиваться от их технических характеристик. Обязательно учитываются такие параметры, как производительность и максимальная высота.

Для начала следует обратить внимание на глубину скважины, обязательно нужно замерить глубину у себя на участке

Важно знать, до какой отметки разрешено погружать устройства. После достижения грузом поверхностного зеркала нужно будет сделать отметку

Учитывайте диаметр скважины при выборе устройства, при выборе погружного насоса следует учитывать его технические характеристики, самая важная — размер. Величина диаметра насоса обозначена в дюймах. Как правило, используется диаметр в 3,5-4 дюйма

После достижения грузом поверхностного зеркала нужно будет сделать отметку. Учитывайте диаметр скважины при выборе устройства, при выборе погружного насоса следует учитывать его технические характеристики, самая важная — размер. Величина диаметра насоса обозначена в дюймах. Как правило, используется диаметр в 3,5-4 дюйма.

Производительность насоса – характеристика, который используется для перекачки за единицу времени. Чтобы провести расчет производительности, следует определиться с количеством смесителей. Устройства употребляют около 600-700 литров в час.

Потребность устройства в доме обязательно следует учитывать, как правило, используются модели с мощностью от 20 до 200 литров в сутки. 2 тысяч литров в сутки хватает не только для потребления проживающих, а еще и для полива зеленых насаждений.

Напор устройства – очень важный критерий. Чтобы рассчитать данную характеристику, необходимо выяснить, какую глубину имеет скважина, это обязательно. Для оснащения дома требуются агрегаты с напором в 90м. Насос монтируется способом погружения в скважину на стальном тросе. Жидкость подается через шланг.

Для установки арматуры потребуются резьбовые соединения

Размеры насоса очень важно учитывать, нужно оставаться погруженным в воду. Обязательно учитывается допустимая загрязненность воды

Приборы, которые оборудованы системой автовыключения. Можно купить обычный насос, а автоматику установить позже.

Степень загрязненности воды – важный параметр. Если скважина будет находится на песчаной почве, то качество воды будет важным.

Обращаем внимание на материалы оборудования, корпус погружного насоса должен быть изготовлен из качественного материала, который не подвержен коррозии. Это могут быть чугунные изделия и нержавеющая сталь

Существуют разные бренды, которые зарекомендовали себя в качестве надежных производителей

Следует обратить внимание и на параметр, который указан в техническом паспорте изделия

Обязательно нужно обращать внимание на дополнительные опции насоса и его комплектность. Многие модели оснащены обратными клапанами и фильтрами очистки

Среди необходимой арматуры – фитинги, муфты. Проверьте, все ли детали есть в комплекте. Огни должны быть качественными и долговечными.

Типы погружных насосов для скважин различной глубины

Для обустройства различных видов АСВ предоставляется широкое количество разновидностей насосов. Они отличаются между собой конструктивными особенностями (хотя в основном имеют общую базу), принципом действия. При выборе необходимого насосного агрегата нужно учитывать как технические характеристики, так и непосредственно тип необходимого насоса.

Существуют следующие виды глубинных насосов для скважин:

агрегаты с вибрационным воздействием;

Принцип действия такого насосного элемента заключается в использовании витков электрической катушки. Через нее проходит переменный ток, последний создает переменное магнитное поле в сердечнике катушки.

Далее, в ход вступает металлический якорь(МЯ). В зависимости от движения магнитного поля он притягивается или отталкивается. Следствием этого действия является поступательное движение определенной частотности.

МЯ при помощи штока соединен с эластичной мембраной и поршнем. Последний размещен в специальной камере, где он и совершает движение, приводя насос к перекачке воды. Принцип снабжения водой заключается в том, что при нахождении поршня внизу жидкость всасывается в рабочую камеру через патрубок, а когда вверху – вода поршнем выталкивается в транспортную (напорную) магистраль.

Одной из главных особенностей вибрационного насоса является отсутствие электродвигателя и узлов вращения. За счет этого устройство отличается повышенной надежностью и долговечностью. Но при этом есть обратная сторона медали – ограниченная производительность. Такие насосы не могу создавать большой напор. Также вибрационный насос восприимчив к наличию примесей в перекачиваемой жидкости.

Преимущества агрегатов заключаются в следующем:

• незначительный вес – поэтому для его транспортировки и установки не нужно использовать габаритное оборудование;
• невысокую стоимость агрегата.

Важно: Вибрационное воздействие устройства создает волны. Они могут привести к разрушению незащищенных частей скважины

Из-за этого водоем может залить. Поэтому этот факт необходимо учитывать при проектировке АСВ.

Центробежный тип погружных насосов для скважин

Особенность конструкционного исполнения заключается в наличии колеса (К). Оно же является и основным рабочим элементом. На внешней части К располагаются лопатки, которые отвечают за перемещения перекачиваемой жидкости через внутреннюю камеру агрегата на большой скорости.

На перекачиваемую жидкость воздействует центробежная сила (ЦС), которая выталкивает ее по напорному патрубку. За счет отбрасывания воды в центре рабочей камеры формируется разреженный воздух. Он способствует продолжению работы – обеспечивает дальнейшее всасывание жидкой среды.

Совет: Для улучшения технических характеристик центробежные насосы можно оснастить дополнительными рабочими колесами. За счет этого значительно вырастет производительность и создаваемый напор.

Насосы такого типа являются наиболее распространенными. Широкая востребованность обусловлена возможностью многофункционального применения:

• их можно задействовать для перекачки воды;
• насосы эффективно справляются с задачей дренажной системы.

За счет высоких технических характеристик создается значительный напор. При этом погружные насосы центробежного типа практически не создают шум. В отличие от вибрационных они не провоцируют возникновение волн, разрушающих стенки скважины.

Винтовой тип погружных насосов для скважин

Такой вид агрегатов используется редко. Главное назначение насосов этого типа является перекачки вязких жидкостей или аналогичных сред, имеющий значительное количество примесей различных типов. Поэтому их, как правило, используют при обустройстве канализационных и дренажных систем.

Из конструктивных особенностей стоит отметить, наличие винтовых узлов (винтов и шнеков). Они вращаются на приводном валу, перемещая перекачиваемую среду с входного патрубка в транспортный (он же магистральный или напорный). Касательно преимуществ, то стоит отметить возможность поднятия жидкости с глубины свыше 50 метров. Но при этом в процессе эксплуатации создается повышенное трение, которое приводит к более интенсивному износу всех внутренних компонентов. Поэтому винтовые (они же шнековые) требуют регулярное и частое техническое обслуживание.

Нерегулируемые пластинчатые насосы

В нерегулируемых насосах отсутствует возможность изменения рабочего объема. Подачу таких насосов можно регулировать путем изменения частоты вращения приводного двигателя или использовать дроссельное регулирование гидропривода.

//www.youtube.com/embed/P_cCwSbwusA

Устройство пластинчатого насоса двукратного действия

Внутренняя поверхность статора 1 имеет овальную форму. Ротор 2 установлен соосно статору. В пазах 3 ротора установлены пластины 4, которые могут свободно перемещаться внутри пазов. При вращении ротора пластины за счет центробежной силы пластины прижимаются к поверхности статора образуя рабочие камеры. В связи с тем, что внутренняя поверхность статора имеет овальную форму при вращении ротора объем рабочих камер будет изменяться. В зонах 6 и 7 увеличения объема камеры выполнено отверстие для всасывания рабочей жидкости, в зонах 5 и 8 уменьшения объема камеры — отверстие для нагнетания.

В насосах двойного действия устанавливается четное число пластин (не менее 8).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса двойного действия

Рабочий объем насоса определяется минимальным Rc1 и максимальным радиусами Rc2 внутренней поверхности статора, толщиной ∆ и количеством z пластин, а также углом их наклона ξ.

Вычислить рабочий объем насоса двойного действия можно по формуле:

Подача пластинчатого насоса

Подача объемного насоса — это произведение его рабочего объема на частоту вращения приводного двигателя.

Q = V · n

Принцип работы пластинчатого насоса однократного действия

Пластинчатый насос однократного действия показан на рисунке.

Ротор 1 установлен в статоре 2 с эксцентриситетом. В роторе 1 в радиальном направлении выполнены пазы 3, в которых установлены подвижные пластины 4. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы прижимаются к цилиндрической поверхности статора. За счет эксцентриситета между осями вращения ротора и статора обеспечивается изменение объемов рабочих камер.

В зоне 6 увеличения объема камеры происходит всасывание рабочей жидкости, зоне 5 уменьшения — нагнетание.

В насосах одинарного действия используется нечетное число пластин (не менее 3).

Расчет рабочего объема пластинчатого насоса одинарного действия

Рабочий объем насоса зависит от радиусов ротора r статора R и эксцентриситета e.

Эти величины связаны зависимостью:

e = R — r — a

где a — минимальный зазор между ротором и статором.

Максимальный рабочий объем пластинчатого насоса одинарного действия можно определить по формуле:

Если полости под пластин при их выдвижении соединяются с линией всасывания, а при задвижении — с линией нагнетания, то рабочий объем такого насоса можно определить по формуле:

∆ — толщина пластин z — количество пластин b — ширина статора

Для точного определения объема рабочей камеры необходимо учесть закон перемещения пластин в роторе во время его вращения. Уточненная формула для определения рабочего объема однократного пластинчатого насоса выглядит следующим образом:

Значение коэффициента k будет зависеть от количества пластин в насосе.

В пластинчатых насосах однократного действия нагрузки неравномерны, сила давления действует на ротор только со стороны полости нагнетания. По этой причине насосы однократного действия предназначены для работы на давлении до 12 МПа. Эта проблема устранена в насосах двойного действия, где действие сил давления на ротор уравновешено.

Поверхностные и погружные скважинные насосы

Чтобы понять, какой глубинный насос выбрать для скважины, необходимо разобраться в классификации помпового оборудования.

Какие бывают насосы для скважин по месту монтажа:

1. Погружные. Устанавливаются внутри шахты, в непосредственной близости от ее дна.
2. Поверхностные. Местом размещения этих моделей является поверхность земли, в непосредственной близости от точки водозабора. Также есть вариант с установкой на специальных поплавках, когда откачивающее устройство плавает по поверхности воды. Чтобы понять, какой поверхностный насос лучше для скважины, необходимо замерить глубину шахты. Поверхностные помпы в своей работе используют всасывание, поэтому их эффективность во многом зависит от высоты подъема отобранной из источника воды.

Чтобы понять, для какой скважины лучше поверхностный насос, нужно учитывать расстояние от воды до поверхности земли. В идеале оно не должно превышать 8 м. Подобными параметрами обладают популярные абиссинские колодцы, для которых поверхностная помпа является идеальным вариантом. Дело в том, что шахта такого колодца очень узкая и неглубокая.

Что касается фильтрационных или артезианских скважин, то при использовании поверхностных моделей положительный результат не будет достигнут. Выход тут только один – покупать погружной глубоководный насос для скважины

Рассматривая обе разновидности помпы, необходимо взять во внимание, что поверхностные насосы во время работы издают больше шума. По этой причине оборудование обычно устанавливают внутри специального кожуха или в отдельном помещении.

В отличие от поверхностных приборов, всасывающих воду, погружные устройства ее выталкивают

В отличие от поверхностных приборов, всасывающих воду, погружные устройства ее выталкивают

Определяясь, какой выбрать погружной насос для скважины, особое внимание уделяют расстоянию от точки размещения оборудования до поверхности земли. Чтобы его получить, к динамическому уровню прибавляют 2 м

Большинство представленных в продаже моделей способны подавать воду на высоту до 40 м

Для оснащения скважины с большей глубиной необходимо применять помпу повышенной мощности. Сопроводительная документация содержит указание на мощность насоса для скважины и максимальную высоту, на которую прибор сможет качать воду. Некоторые люди, по старинке, устанавливают ручной насос для воды, что весьма экономно и практично в некоторых случаях.

Большинство представленных в продаже моделей способны подавать воду на высоту до 40 м. Для оснащения скважины с большей глубиной необходимо применять помпу повышенной мощности. Сопроводительная документация содержит указание на мощность насоса для скважины и максимальную высоту, на которую прибор сможет качать воду. Некоторые люди, по старинке, устанавливают ручной насос для воды, что весьма экономно и практично в некоторых случаях.

Примерную мощность насоса можно узнать по внешнему виду оборудования. Техника большой производительности помещена в габаритный корпус. Весят такие приборы намного больше, чем стандартные насосы с глубиной погружения до 40 метров

Беря во внимание эти соображения, желательно приобретать устройства с определенным запасом производительности. К примеру, для шахты глубиной 50 м хорошо подойдет агрегат, предназначенный для установки на глубине 60 м.

На максимальной глубине аппарат будет работать в режиме постоянных перегрузок

Это негативно отобразится на продолжительности его службы из-за быстрого износа внутренних деталей. Скважины глубиной погружения 60 м необходимо оснащать помпами для работы на глубине 70 метров. Желательно, чтобы на помповом оборудовании имелась автоматическая защита от «сухого хода». Иногда бывает так, что подача воды в агрегат по тем или иным причинам прерывается.

На максимальной глубине аппарат будет работать в режиме постоянных перегрузок. Это негативно отобразится на продолжительности его службы из-за быстрого износа внутренних деталей. Скважины глубиной погружения 60 м необходимо оснащать помпами для работы на глубине 70 метров. Желательно, чтобы на помповом оборудовании имелась автоматическая защита от «сухого хода». Иногда бывает так, что подача воды в агрегат по тем или иным причинам прерывается.

Канализационные насосные устройства

Такое оборудование используется для отвода сточных вод. В зависимости от места установки насосы могут быть двух видов:

1. Погружные дренажные агрегаты канализационного типа монтируются в месте сбора сточных вод, а именно в септике, отстойнике, сточной канаве, выгребной яме и т.п. Подача стоков в эти накопители осуществляется самотёком за счёт наклона труб. Обычно такое оборудование используется на дачных участках.
2. Принудительные канализационные насосы наружного типа – это комбинация насосного оборудования и накопительной ёмкости. Это устройство устанавливается в многоэтажных домах, офисных зданиях, производственных помещениях, где нет возможности осуществлять удаление сточных вод самотёком. Они монтируются в подходящей нижней точке системы и осуществляют сбор стоков в специальный бак, откуда под действием насоса они поставляются к месту самостоятельного стока в канализационную систему.

Как правило, многие канализационные фекальные насосы укомплектовываются специальными измельчительными ножами. Это позволяет им транспортировать стоки с высокой степенью загрязнения. За счёт ножей осуществляется измельчение крупных составляющих стоков, что препятствует засорению насосного оборудования.

Классификация насосов по конструктивному исполнению.

Название насоса	Конструктивное исполнение и особенности насоса
Горизонтальный	Ось вращения рабочих органов, например рабочих колес, расположена горизонтально вне зависимости от расположения оси привода илипередачи
Вертикальный	Ось вращения рабочих органов расположена вертикально
Консольный	Рабочие органы расположены на консольной части вала
Моноблочный	Рабочие органы расположены на валу двигателя
С выносными опорами	Подшипниковые опоры изолированы от перекачиваемой среды
С внутренними опорами	Подшипниковые опоры соприкасаются с перекачиваемой жидкостью
С осевым входом	Жидкость подводится в направлении оси рабочих органов
С боковым входом	Жидкость подводится в направлении, перпендикулярном оси рабочих органов
Двустороннего входа	Жидкость подводится к рабочим органам с двух противоположных сторон
Одноступенчатый	Жидкость подается одним комплектом рабочих органов
Многоступенчатый	Жидкость подается двумя и более последовательно соединенными комплектами рабочих органов
Секционный	Многоступенчатый насос с торцевым разъемом каждой ступени
С торцевым разъемом	С разъемом корпуса в плоскости, перпендикулярной оси рабочих органов
С осевым разъемом	С разъемом в плоскости оси рабочих органов
Футерованный	Проточная часть футерована (облицована) материалом, стойким к воздействию подаваемой жидкости
Погружной	Устанавливается под уровнем подаваемой жидкости
Полупогружной	Насосный агрегат с погружным насосом, двигатель которого расположен над поверхностью жидкости
Самовсасывающий	Обеспечивает заполнение подводящего трубопровода жидкостью непосредственно без использования дополнительных устройств.
Регулируемый	Обеспечивает в заданных пределах изменение подачи и напора
Герметичный	Полностью исключен контакт подаваемой жидкости с окружающей атмосферой

Вихревой погружной насос

Вихревой насос погружного типа подходит для транспортировки жидкостей из скважин и колодцев, полива приусадебного участка.

Особенности конструкции

Самым важным элементом вихревого погружного насоса является рабочее колесо, оснащенное лопатками открытого либо закрытого типа. Сами лопатки обладают периферийно радиальным расположением. Благодаря данному элементу движение жидкости происходит в радиально-винтовом направлении, что способствуют постепенному повышению давления. Никакой пульсации в трубопроводе – все происходит плавно и постепенно.

В результате описанного движения жидкость постепенно переходит из внутренней части устройства в наружную. В процессе образуется вихрь продольного типа, который поднимаясь выходит под высоким давлением наружу.

Максимальная глубина погружения этого устройства составляет около 30 м. В установке существуют некоторые нюансы. В первую очередь, агрегат не должен устанавливаться на самое дно скважины. Помимо этого он должен находиться ниже уровня воды. Большую роль играет температурный показатель среды, который должен составлять не более 35˚С, в противном случае двигатель не сможет самостоятельно охлаждаться и в скором времени может выйти из строя.

Преимущества и недостатки устройства

К преимуществам вихревого насоса относятся следующие показатели:

• несмотря на небольшое количество воды на выходе создается высокий показатель давления;
• самовсасывающая способность;
• отсутствие необходимости заливки воды в систему вручную;
• небольшие размеры, что позволяет установку в скважины даже с минимальным размером обсадной трубы.

Несмотря на наличие большого количества преимуществ, существует и очень существенный недостаток – это очень маленький коэффициент полезного действия.

Главные критерии – как сделать правильный выбор?

Среди множества характеристик стоит выделить несколько главных, на которые стоит обратить внимание в первую очередь, выбирая насос:

Предназначение насоса

Полив из загрязненного водоема, дренаж подвалов и колодцев, дренаж канализации, чистка водоема и так далее. Каждое возможное применение имеет различные оптимальные варианты, отличающиеся конструктивно и допустимым размером твердых включений. Также нужно учитывать, что поверхностные насосы не могут быть использованы, если глубина водной поверхности превышает 5 метров от точки установки аппарата.

Необходимые производительность и напор

Производительность подбирается исходя из объема задач, которые будут поставлены насосу.

При выборе поверхностного насоса необходимо учесть его неспособность работать длительно без перерыва. Необходимый напор подсчитывается суммированием высоты слива над водной поверхностью и 1/10 длины горизонтальных труб до места слива.

К примеру, имея колодец с глубиной водной поверхности 5 метров, и расстояние до канализации 50 метров, получаем требуемый минимальный напор 10 метров. Для большей надежности дренажной системы, советуют брать насосы с напором на 30% больше расчетной.

Внутренний механизм

Электронасосы для загрязненной воды настоятельно рекомендуют брать с всасывающим устройством центробежного типа. Центробежная сила внутри таких насосов не только обеспечивает движение воды в нужном направлении, но и отбрасывает твердые частицы от лопастей к корпусу, предупреждая их быстрое изнашивание.

Наличие автоматического поплавкового и электронного выключателя

Поплавковые выключатели предназначены для поддержания в емкости заданного уровня воды. Это позволяет автоматизировать процесс пополнения водонапорной башни или дренажа излишнего уровня сточных вод.

Однако, поплавкового выключателя не всегда достаточно, при необходимости выкачивать воду полностью, используются электронные выключатели, которые срабатывают при наличии нескольких сантиметров воды, и выключают насос, когда вода закончится. Желательно наличие хотя бы одного из указанных типов выключателей, чтобы не допустить работы насоса без воды.

Поверхностные насосы обязательно должны быть снабжены защитой от перегрева.

Наличие автоматического реле и встроенного поплавка

Качественные дренажные насосы оснащаются автоматическим реле для защиты от перегрева двигателя и работы всухую. Такой конструктивный элемент необходим, если у владельца оборудования нет возможности постоянно следить за работой, и если объем работ слишком велик, чтобы его можно было выполнить без перерывов.

Наличие поплавкового выключателя поможет насосу погружного типа автоматически поддерживать уровень воды в резервуаре в установленных границах.

Производительность

Производительность насоса измеряется литрами в минуту или кубическими метрами в час, перед покупкой насоса необходимо просчитать максимальную необходимую скорость выкачивания воды.

Также нужно помнить, что избыточная производительность насоса достигается за счет снижения напора или повышения потребляемой мощности, поэтому для бытовых нужд намного практичней будет взять устройство средней производительности, чем дорогой и неэкономичный промышленный аппарат.

Максимальный напор воды

Насосы для грязной воды обычно не используют для подачи воды под высоким давлением, но чтобы выкачивать воду, залегающую существенно ниже уровня слива, или слив находится на значительном удалении от водоема, понадобится насос с соответствующим напором.

К примеру, погружное устройство с напором 10 м может поднимать воду на 10 метров, и прокачивать её на 100 метров по горизонтали. Обилие твердых частиц снижает выдаваемый напор аппарата, поэтому при покупке рекомендуется выбирать модели на 30% мощнее необходимого.

Предельно допустимый размер частиц загрязнений

В технических характеристиках каждого насоса указан максимальный размер твердых частиц, с которыми он может справиться – от 5 до 50 мм. Слишком крупные частицы задерживаются решеткой на входном отверстии.

Более крупный размер частиц обычно связан с повышением потребляемой мощности, веса и стоимости аппарата, поэтому к этому вопросу нужно подходить исходя из поставленных перед насосом задач. Для полива будет достаточно 5 – 10 мм, для откачки погреба, водоема или колодца – 20 – 30 мм.

Необходимо помнить, что обычные дренажные насосы не способны перекачивать жидкости с волокнистыми загрязнениями, для этого будет необходим фекальный насос.

Сфера применения

Благодаря своей некоторой универсальности в вопросе характеристик перекачиваемой жидкости, центробежные насосы нашли огромный список вариантов применения. Они используются в нефтегазовой промышленности, устанавливаются в бытовых сетях водоснабжения, работают на автозаправочных станциях.

Без центробежных насосов, компактных и надежных, не может обойтись ни один самолет для борьбы с огнем, набирающий воду в открытых водоемах. Установки такого класса используют пожарные городские службы. Перечислить все сферы применения устройств с центробежным нагнетателем попросту нереально.