Как устроен и как работает вихревой насос?!

Конструкция

Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

• вид колеса;
• вид подшипника;
• расположение корпуса;
• крепление двигателя;
• число ступеней.

Устройство и эксплуатация винтовых насосов

Человеку, далекому от техники, проще всего объяснить устройство и принцип работы винтового насоса на примере обычной мясорубки.

Особенности конструкции

Как и в мясорубке, основной рабочей деталью устройства является шнек (поэтому такие насосы часто называют шнековыми), заключенный в резиновую обойму. Но с вращающимся валом двигателя он соединен не напрямую, а с помощью карданной передачи, обеспечивающей их небольшую несоосность.

На рисунке показана конструкция скважинного винтового насоса

Когда вал начинает вращаться, соединенный с ним винт совершает сложное движение вокруг своей оси, которая в свою очередь тоже вращается по окружности, радиус которой задан эксцентриситетом винта. В результате такого движения между витками шнека и обоймы образуются полости, которые постоянно перемещаются по направлению от всасывающего отверстия к выходному патрубку.

Попавшая в эти полости жидкость постепенно нагнетается в камеру, откуда под напором вытесняется наружу, а в приемной части насоса тем временем происходит разрежение давления, поэтому вода из скважины устремляется в неё.

В зависимости от количества винтов эти устройства могут быть одновинтовыми или многовинтовыми. Но в системах индивидуального водоснабжения из скважин обычно используются погружные насосы с одним винтом.

Двухвинтовой насос в разрезе

Для получения на выходе чистой питьевой воды на всасывающий патрубок устройства часто монтируется сетчатый фильтр грубой очистки, не пропускающий внутрь крупные частички песка или ила. Если этого недостаточно, то фильтры тонкой очистки устанавливаются уже на поверхности, чаще всего – в техническом помещении дома. Какие именно, определяется после анализа воды (см. Анализ воды из скважины – зачем он нужен и как делать).

Обслуживание и эксплуатация

Простая и надежная конструкция гарантирует потребителям минимум затрат и времени на обслуживание такого оборудования.

Итак:

• Винт и ротор насоса охлаждается перекачиваемой водой, поэтому он практически не нуждается в профилактическом обслуживании, что очень удобно, так как для этого его приходилось бы периодически доставать из глубокой скважины, а затем вновь устанавливать на место.
• Но даже если потребуется ремонт или замена каких-то деталей, продуманная конструкция агрегата позволит сделать это своими руками, не прибегая к услугам специалистов и использованию сложного оборудования.
• Длительный срок службы таких насосов объясняется и отсутствием вибрации при работе, несмотря на высокую мощность и большое число оборотов.
• Они практически бесшумны, поэтому даже если скважину оборудовать в подвале дома, работающее оборудование не будет создавать дискомфорта.

Установка в скважину

Погружные винтовые насосы монтируются точно так же, как центробежные и любые другие. Они тоже имеют вытянутую цилиндрическую форму со всасывающим отверстием в нижней части, выходным патрубком и проушинами для троса в верхней.

Металлический трос удерживает устройство на заданном уровне, а питание к нему идет через электрический кабель. К выходному патрубку присоединяется шланг или труба, по которой вода подается наверх.

Инструкция по подключению и монтажу насоса:

• Соберите устройство и убедитесь в его работоспособности;
• Присоедините к патрубку напорный шланг и стяните его хомутами в нескольких местах по всей длине с кабелем, чтобы последний не провисал;
• Установите поплавковый выключатель, если он входит в комплект;
• Закрепите страховочный металлический трос. Это очень ответственный момент: если трос сорвется, достать насос из скважины, вытягивая его за кабель, будет проблематично и чревато поломкой;

Оборудование готово к погружению

Осторожно опустите агрегат в скважину на требуемую глубину, заранее сделав метку на шланге или кабеле;
Закрепите трос на оголовке скважины;
Подключите насос винтовой для скважины к электросети и проверьте его работу.

Устройство не должно вибрировать и издавать сильный шум или стук. Если это не так, значит, где-то вы допустили ошибку или существуют неполадки в самом механизме.

Классификация по типу установки — погружные или поверхностные насосы

Все насосы бывают погружными или поверхностными. Это классификация определяет расположение оборудование и принцип его работы.

Погружные насосы имеют особенную конструкцию для полного погружения в перекачиваемую жидкость. Эти специализированные насосы используются в различных промышленных и коммерческих целях, встречаются и на территории частных домов.

Конструкция погружного насоса имеет определенные особенности:

• оснащен водонепроницаемыми кабелями, которые подают питание непосредственно на двигатель. Поскольку речь идет о погружении в воду, производители продумывают защиту от негативного воздействия водной среды на материалы агрегата;
• двигатель и корпус турбины соединены между собой;
• механические и электрические элементы управления находятся в защитном корпусе, чтобы не допустить попадание воды.

Для эффективной и бесперебойной работы оборудования через насос должно проходить достаточное количество жидкости. Если это недопустимо в силу конструктивных особенностей и условий эксплуатации, тогда в насосе присутствует кожух с закрытым верхом. За счет этого жидкость подается в насос.

Для надежной и длительной работы погружных насосов важно обеспечить дополнительную защиту от перегрузки. Поскольку отслеживать его состояние и исправность сложнее (агрегат находится на глубине), важно продумать систему защиты для продления срока службы оборудования

Также должна быть исправной и срабатывать система автоматического отключения насоса в случае остановки двигателя или заклинивания рабочего колеса. Если такая проблема будет иметь место, сложно предотвратить повреждение обмоток двигателя.

Погружные насосы бывают разных размеров, который зависит от сферы их применения – бытового или промышленного. Для тяжелых условий эксплуатации используют крупные насосы с возможностью перекачивания частиц диаметром до 65 мм. В промышленных условиях может иметь место двухуровневая система насоса путем соединения дух агрегатов. Так, можно обеспечить бесперебойность работы даже при выходе одного из строя. Плюсом такой системы будет снижение износа каждого насоса.

Погружные насосы устанавливают в следующих местах:

• глубокие колодцы;
• подвальные помещения с рисками затопления;
• в паре с обычным насосом, чтобы предотвратить выход из строя одного устройства, двигатель которого может забиться загрязненной жидкостью;
• в местах с ограниченным пространством;
• сельскохозяйственные постройки;
• трубопроводы с целью увеличения потока воды. Допустима горизонтальная установка насоса. Они бесшумные, поэтому использовать погружные насосы в трубах оптимально. Более того, двигатель и электрические детали закрыты для попадания жидкости.

Погружные насосы нельзя использовать при повышенных температурах жидкостей, в условиях агрессивной окружающей среды, в источниках с абразивными элементами, с твердыми частицами увеличенных фракций.

В погружных насосах система управления предназначена для контроля над уровнем жидкости. Она должна запускать или останавливать работу оборудования при достижении определенного уровня жидкости

В таких насосах важно исключить работу на сухую, что может привести к выходу из строя двигателя. Для этого производители оснащают модели насосов дополнительными функциями и сигналами тревоги.

Современные погружные насосы – это высокоэффективное оборудование, которое считается безопасным в использовании. Это долговечные двигатели со сроком эксплуатации свыше 40 лет. Это отличный вариант для перекачивания воды из источников, когда нужно полностью погрузить насос в жидкость или установить его ниже уровня земли.

Струйные типы насосов

Предназначены для работы со всеми типами жидкостей. Струйные насосы могут устанавливаться вертикально или горизонтально. В конструкции агрегатов предусмотрено несколько входов, которые используются для всасывания постоянного потока жидкости с использованием давления для создания подъемной силы. Давление на всасывании и скорости жидкости обеспечивают выталкивание жидкости из источника, транспортируя ее в конечную точку.

Струйный насос или инжектор объединяет в себе функции струйного и центробежного устройства. Конструктивно наличие части центробежного насоса в составе струйного специально разработана для работы в сочетании с инжектором. Сам инжектор увеличивает давление центробежного насоса примерно на 60 процентов, обеспечивая нужное давление. Струйные насосы превосходят центробежные именно благодаря своей способности повышать давление.

В зависимости от глубины скважины определяют принцип работы оборудования. Так, для использования в неглубокой скважине дна труба соединяется со входом скважины и проходит вниз в источник с жидкостью. Если же нужно выкачать воду из более глубокого источника, нужно два канала для воды. Один используется для вытеснения воды, второй – для промывочной воды. Струйные насосы для глубоких скважин бывают однотрубные и двухтрубные.

Для работы всех струйных насосов действует универсальное правило: должен быть обратный клапан внизу всасывающей трубы. Такая система исключает попадание воды обратно в колодец при выключенном положении оборудования. Многие струйные насосы являются самовсасывающими, поэтому способны поддерживать достаточный уровень вакуума для всасывания жидкости.

При выборе струйного насоса обязательно учитывается тип перекачиваемой жидкости. От него зависит скорость потока. Например, в скважинах с примесями твердых частиц лучше применять агрегат с кольцевым соплом. Струйные насосы могут быть изготовлены из высокопрочных видов пластика, стали, нержавеющей стали. Если вы выбираете материалы, поддающиеся коррозии, обязательно нужно обеспечить антикоррозийную защиту.

Устройство насоса

Главными элементами, из которых состоит циркуляционный насос, являются:

• корпус из нержавеющей стали, бронзы, чугуна или алюминия;
• роторный вал и ротор;
• колесо с лопастями или крыльчатка;
• двигатель.

Как правило, рабочее колесо – это конструкция из двух параллельных дисков, которые соединяются друг с другом посредством радиально выгнутых лопастей. В одном из дисков есть отверстие для протекания жидкости. Второй диск фиксирует крыльчатку на валу электродвигателя. Теплоноситель, проходящий через двигатель, выполняет функции смазки и охладителя для роторного вала в месте фиксирования рабочего колеса.

Поскольку статор двигателя находится под напряжением, он отделяется от ротора при помощи стакана, выполненного из нержавейки или углеродистого материала. Стенки стакана  толщиной 0,3 мм. Ротор фиксируется на керамических или графитовых подшипниках для скольжения.

Дозирующие насосы

Особняком стоит такой вид мембранных насосов как дозирующий. Сфера их применения более узка. Эти насосы применяются для точного и регулируемого дозирования различного рода составов.

Этот подвид мембранных насосов отличается прецизионным изготовлением корпусов, гибкой системой регулировки, что позволяет точно дозировать определённые порции перекачиваемых веществ. Особо стоит отметить конструкцию в виде легко меняемых блоков, этого требует характер применения, что обеспечивает лёгкость монтажа и обслуживания.

Эти насосы используются практически во всех областях промышленности.

Ввиду великолепных технических характеристик мембранные насосы выпускаются в широком ассортименте, тем не менее, для стабильной работы насоса требуется использование качественных материалов при его изготовлении, особенно это касается мембраны и обратных клапанов.

Устройство и принцип действия центробежного насоса

На рисунке представлено устройство самовсасывающего насоса центробежного типа. В корпусе, имеющем спиральную форму, расположено жестко закрепленное колесо, которое состоит из пары дисков с лопастями, вставленными между ними. Лопасти отогнуты в противоположную сторону от направления вращения рабочего колеса. С помощью патрубков определенного диаметра обеспечивается соединение насоса с напорным и всасывающим трубопроводом.

Принцип действия центробежных самовсасывающих насосов выглядит следующим образом:

• • • После наполнения водой корпуса и всасывающего трубопровода рабочее колесо начинает вращаться.
    • Центробежная сила, возникающая при вращении колеса, вытесняет воду от его центра и отбрасывает ее на периферийные участки.
    • За счет создаваемого при этом повышенного давления происходит вытеснение жидкости с периферии в напорный трубопровод.
    • В это время в центре рабочего колеса давление наоборот понижается, что вызывает поступление жидкости через всасывающий водопровод в корпус насоса.
    • По данному алгоритму происходит непрерывная подача воды самовсасывающим насосом центробежного типа.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

1. Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
2. Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
3. Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
4. Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
5. Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
6. Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
7. Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
8. Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
9. Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Выбираем место

При монтаже такого агрегата необходимо выбрать способ его врезки с учетом того, что в дальнейшем устройство нужно будет обслуживать. Помимо этого требования есть и другие моменты, которые влияют на выбор места для установки.

Раньше его врезали в обратку – чтобы рабочая область омывалась охлажденной уже водой, и тем самым продлевался срок эксплуатации устройства. Сейчас производители выпускают насосы с деталями, узлами из материалов, не боящихся воздействия горячей воды. Поэтому их можно устанавливать не только в обратный, но также в подающий трубопровод.

Нужно определиться, куда именно вы будете врезать устройтво.

Чтобы повысить давление теплоносителя, его стоит установить на участке трубы подачи воды, разместив поближе ко входу в систему расширительного бака. Это обеспечит поддержание высоких температур.

Перед установкой на байпас (перемычку, отрезок трубы между прямой и обратной подводкой теплоносителя) надо проверить, выдерживает ли устройство сильный напор горячей воды.

При наличии мембранного бачка, насос на байпасе врезают в обратный трубопровод, предпочтительно поближе к расширительному бачку. Когда же доступ к устройству будет затруднен, его можно установить на подающий трубопровод, туда же врезать и обратный клапан.

Принцип работы

Циркуляционные насосы преодолевают гидравлическое сопротивление контура, ускоряя перемещение жидкости по контуру. Оборудование функционирует по достаточно простому принципу, который заключается в следующем:

1. Нагревательная жидкость поступает на вход устройства.
2. Запуск электропривода позволяет ротору передать вращательные движения на рабочий вал.
3. При вращении, колесо с наклонными лопатками двигает воду, двигающуюся по краю лопастей, под воздействием механической и центробежной силы.
4. Давление и скорость потока увеличиваются по мере перемещения теплонагревателя к краю рабочего колеса.
5. Выброс жидкости в систему.

Оборудование от «Керхер» и «Вило»

Оборудование от немецкого производителя «Керхер» ценится во всем мире. Это хорошие насосы с отличной производительностью, долго работающие. Единственным недостатком выступает цена. К примеру, SPP 33 Inox 1.645−409 стоит 13 000 рублей.

Насосы от бренда «Вило», используемые в быту, практически универсальны. Цена ниже, чем у немецкого аналога, но качество идентичное. В этом убеждены миллионы пользователей такого оборудования, сообщения которых можно увидеть на тематических форумах и различных сайтах.

При выборе насоса важны такие характеристики, как напор, мощность, срок службы, качество. Лучше довериться хорошим отечественным товарам. Покупка европейского насоса обходится дороже, но не всегда он служит долго

Важно уделить внимание тому, как будет установлено оборудование и насколько хорошо оно будет обслуживаться

Центробежные и вибрационные

Для домашнего пользования больше подходят центробежные насосы, схема работы которых проще и эффективнее. В его конструкции присутствует вал, на котором находятся лопасти. При этом вся сила напора концентрируется на краях лопастей. Но для использования этого оборудования необходимо ставить фильтр, потому что оно недостаточно хорошо реагирует на загрязнения и теряет из-за них мощность.

Хорошо зная назначение и устройство центробежного насоса для воды, можно выбрать подходящую модель. Вы можете уточнить наличие дополнительных компонентов в конструкции у продавца.

Виды насосов для скважин

Перед тем как выбрать насос для скважины необходимо проанализировать и учесть все нюансы и показатели. Одним из главных нюансов является способ размещения насоса.

Принимая это во внимание, все скважинные насосы делятся на группы:

1. Погружные. Эти насосы отличаются от поверхностных высокой производительностью, несмотря на достаточно небольшой диаметр корпуса. В настоящее время на строительном рынке представлен огромный выбор различных погружных насосов, которые отличаются друг от друга не только внешним видом, но и техническими характеристиками и соответственно стоимостью. Также погружные насосы для скважин подразделяются по принципу действия на винтовые, вибрационные и центробежные. Винтовые насосы отличаются тем, что их можно использовать даже для грязной воды. Вибрационные считаются одними из самых надежных и неприхотливых насосов, а также имеющих невысокую стоимость. Единственным недостатком этих насосов является то, что их нельзя использовать, если в скважине присутствует песок. Что касается скважин, которые отличаются большой глубиной и небольшим диаметром, то для них лучше всего подойдут именно центробежные насосы.
2. Поверхностные. Этот тип насосов для скважин больше всего подходит в том случае, если вы являетесь владельцем небольшого загородного участка. Эти модели достаточно просты в процессе установки и эксплуатации. Единственным нюансом является то, что устанавливать их необходимо на сухой поверхности или площадке. Это требуется для того, чтобы защитить электродвигатель от проникновения влаги. В основном поверхностные насосы используются для скважин, которые имеют глубину, не превышающую 9 метров. В свою очередь все поверхностные насосы подразделяются на вихревые, центробежные и эжекторные.
3. Вихревые насосы имеют довольно компактные размеры и отличаются невысокой стоимостью. При его приобретении обязательно стоит учитывать тот факт, что такой насос способен перекачивать только чистую воду.
4. Центробежные насосы подходят для скважин, где вода имеет незначительное количество примесей. Несмотря на то, что их стоимость немного выше, чем у вихревых они пользуются огромной популярностью в частных домовладениях.
5. Эжекторные насосы могут применяться для скважин глубиной до 30 метров. Для их использования насос должен быть присоединен к трубопроводу, который будет погружаться в воду.

Если сравнивать все разновидности насосного оборудования для скважин, то сказать однозначно какой из них лучше нельзя, так как каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а также идеально подходит для использования в той или иной ситуации, поэтому выбор насоса должен осуществляться с учетом конкретных критериев.

Классификация насосов по конструктивному исполнению.

Лучшие модели водяных насосов для повышения давления в квартире

Повысительный насос Wilo

Если необходимо установить надёжный насос повышения давление воды в квартире, следует обратить внимание на продукцию компании Wilo. В частности, модель PB201EA имеет водяный тип охлаждения, а вал изготовлен из нержавеющей стали

Насос Wilo PB201EA c «мокрым» ротором

Корпус агрегата изготовлен из чугуна и обработан специальным антикоррозионным покрытием. Соединительные патрубки из бронзы обеспечивают длительный эксплуатационный ресурс. Также стоит отметить, что агрегат PB201EA обладает бесшумной работой, имеет автоматическую защиту от перегрева и большой моторесурс. Оборудование легко монтируется, однако, следует помнить, что возможна только горизонтальная установка этого устройства. Wilo PB201EA также предназначен для перекачивания горячей воды.

Насос повышения воды Grundfos

Среди моделей насосного оборудования следует выделить продукцию компании Grundfos. Все агрегаты обладают большим эксплуатационным сроком, хорошо выдерживают достаточно большие нагрузки, а также обеспечивают продолжительную бесперебойную работу водопроводных систем.

Насосная станция Grundfos самовсасывающего типа

Модель MQ3-35 представляет собой насосную станцию, при помощи которой можно решить проблемы с давлением воды в трубах. Установка управляется автоматически и не требует дополнительного контроля. В конструкцию агрегата входят:

• гидроаккумулятор;
• электродвигатель;
• реле давления;
• блок автоматической защиты;
• насос самовсасывающего типа.

Помимо этого, агрегат оснащён датчиком расхода воды, что обеспечивает высокую экономичность при эксплуатации. К основным преимуществам станции следует отнести высокую износостойкость, длительный срок службы и бесшумную работу

Обратите внимание, что агрегат MQ3-35 предназначен для холодного водоснабжения. Повысительные насосы также оборудованы сравнительно небольшими накопительными резервуарами, которых, тем не менее, хватает для выполнения бытовых задач

Действующая насосная станция Grundfos в системе водоснабжения

Насос Comfort X15GR-15 с воздушным типом охлаждения

Чтобы циркуляционный насос для водоснабжения мог работать и в ручном, и автоматическом режиме, советуем обратить внимание на модель агрегата Comfort X15GR-15. Корпус данного устройства изготовлен из нержавеющей стали, поэтому агрегат не боится влаги и может функционировать в любых условиях

Насос Comfort X15GR-15 с воздушным типом охлаждения

На роторе установлена крыльчатка, которая обеспечивает отменное воздушное охлаждение. Агрегат обладает компактными размерами, не требует специального обслуживания, а также экономно расходует электроэнергию. Если нужно, его можно использовать для перекачки потоков горячего водоснабжения. К недостаткам установки следует отнести громкую работу силового агрегата.

Насосная станция Джилекс Джамбо H-50H 70/50

Насосная станция Jambo 70/50 H-50H оснащается центробежной насосной установкой, гидроаккумулятором с горизонтальным размещением и реле потового давления. В конструкции оборудования имеется эжектор и асинхронный электродвигатель, которые обеспечивают стабильную работу установки.

Джамбо 70/50 H-50H

Корпус домашней водопроводной насосной станции имеет антикоррозионное покрытие. Автоматический блок управления обеспечивает простую эксплуатацию оборудования, а встроенная защита от перегрева исключает возможность поломки агрегата. К минусам агрегата можно отнести громкую работу, а также отсутствует защита от «сухого» хода. Чтобы устройство нормально функционировало, рекомендуется выполнять установку в помещениях с хорошей вентиляцией и невысокой температурой.

Jemix W15GR-15А

Среди моделей повысительных насосов c воздушным типом охлаждения ротора следует выделить Jemix W15GR-15A. Корпус агрегата обладает повышенной прочностью, поскольку изготовлен из чугуна. Составные части конструкции электродвигателя сделаны из алюминиевого сплава, а элементы привода из особо прочной пластмассы.

Jemix W15GR-15A

Насосное оборудование отличается высокой производительностью, а также может эксплуатироваться во влажных помещениях. Возможен ручной и автоматический контроль работы агрегата. При необходимости установку можно подключить к горячему водоснабжению. К существенным недостаткам следует отнести быстрый нагрев элементов устройства и шумность.