Водяной насос. виды и работа. устройство и применение. как выбрать

Правильный монтаж всасывающей линии

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

Величина напора (7-8 м) рассчитывается с учетом высоты поднятия воды и параметрами гидравлического сопротивления, которое возникает в процессе перемещения жидкости

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.

Постарайтесь расположить всасывающую магистраль таким образом, чтобы она представляла собой простейшую конфигурацию с прямыми трубами и одним углом, то есть напоминала бы букву «Г».

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.

Классификация

Вихревые устройства могут отличаться по нескольким параметрам. В настоящее время существуют следующие типы вихревых насосов:

• открытой и закрыто — вихревые;
• погружные и поверхностные;
• комбинированные.

Каждый из них имеет разное назначение и строение

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые

Открыто-вихревой насос отличается от закрыто-вихревого тем, что у него более длинные лопатки, крыльчатка по диаметру меньше отводного канала, и сам кольцевой канал соединяется только с напорным патрубком. У закрытых моделей лопасти более короткие и расположены под разными углами, диаметр колеса совпадает с диаметром внутренней камеры, а канал соединяет входное и выходное отверстие.

Отличие в работе следующее. Вода поступает через вход и попадает в рабочую камеру, где в виде вихря отправляется в соединительный канал и уже через него под давлением выходит через выходной патрубок. У закрытых устройств в силу одинакового диаметра рабочей камеры и колеса вода сразу попадает в соединительный канал, там формируется вихрь и усиливается напор.

Погружные и поверхностные модели

Отличие данных моделей понятно из названия: погружные находятся непосредственно в перекачиваемой среде,  поверхностные расположены рядом с ней. Первый вариант чаще всего используется просто для перекачивания жидкостей или не слишком вязких веществ, второй используется для циркуляции воды, например, в оросительных системах или для водоснабжения дома.

Комбинированные варианты

Свободно-вихревые модели позволяют работать с сильно загрязненными веществами. Их используют как фекальные или дренажные насосы, применяют в очистных сооружениях и в добывающей промышленности для откачивания воды из скважин при бурении.

Центробежно-вихревые насосы имеют более высокий КПД в сравнении с классическими вихревыми моделями, они способны работать с жидкостями с температурой нагрева не более 105 градусов. Отличие заключается в том, что здесь установлено и центробежное, и вихревое колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа – это своего рода воздуходувки. С их помощью можно обеспечить распространение горячего или холодного воздуха, а также добиться небольшого вакуума. Часто применяется для сушки стеклянной тары и аэрации водоемов.

Поверхностные насосы для бытовых нужд

Поверхностные насосы – это компактные мобильные агрегаты, предназначенные для решения широкого спектра задач в организации водоснабжения (подачи воды в загородные дома, для систем орошения/полива, наполнения резервуаров, функционирования искусственных водопадов и фонтанов, пр), по действию похожи на циркуляционные насосы, но все же отличаются. Устройство размещается на поверхности, забор воды происходит посредством опущенного в резервуар шланга (максимальная глубина – 10 м).

По принципу работы агрегаты данного вида подразделяют на следующие типы:

1. Вихревые.
   Агрегаты данного типа отличаются загнутой формой лопастей, которые не разбрасывают жидкость, а создают локальные завихрения воды, формирующие в общем канале вращающийся турбулентный водяной поток. Такие устройства в сравнении и центробежными имеют меньшими габаритами, имеют низкий уровень шума, превосходят напорные характеристики минимум в два раза и цена их гораздо меньше. Наряду с этими достоинствами вихревые модификации очень чувствительны к качеству воды и при наличии песка, ила и других вкраплений быстро изнашивается.
2. Центробежные (самовсасывающие).
   Два параллельных обода, скрепленных между собой поперечными лопастями из высокопрочных неподдающихся коррозии материалов образуют рабочее колесо, размещенное в специальной камере. При его вращении вода лопастями отбрасывается к стенкам рабочей камеры и формируется в единый канал, соединенный с выходным шлангом. В некоторых модификациях производители устанавливают несколько колес, каждое из которых увеличивает напор подающейся жидкости. Центробежные поверхностные насосы уступают вихревым агрегатам по мощности, но способны перекачивать воду с частичками песка и другими мелкими фракциями, справиться с воздушными пробками и пузырями, формирующимися при выкачивании воды.

Ввиду сравнительно небольшой глубины водозабора вихревые агрегаты (не путайте с вибрационными насосами) отлично справляются с регулировкой давления в системах водоснабжения. Центробежные идеально подходят для забора воды из резервуаров.

Наиболее эффективны и удобны в эксплуатации автоматические поверхностные насосы. Автоматика регулирует работу устройства, предохраняет его от перепадов напряжения в электросети, защищает от перегрева, производит отключение прибора при других аварийных ситуациях.

Какой насос лучше выбрать

Потребители в своем большинстве отдают предпочтение насосам центробежного типа, поскольку те работают совершенно бесшумно и удобны в эксплуатации и могут быть установлены даже в жилом доме. Но подобные насосы уступают вихревым по производительности и глубине выкачки воды.

В принципе, если речь идет о небольшом домашнем хозяйстве или необходимости обеспечения водой обычного жилого дома, такое устройство отлично подойдет.

Если вода требуется в достаточно больших объемах или же поблизости расположен труднодоступный/заиленный водоем, лучше отдать предпочтение вихревому насосу, который, кстати говоря, отличается более приемлемой ценой и компактными размерами. Но, помним: монтировать его можно лишь вдалеке от жилого дома.

Опытные пользователи советуют при выборе подходящей модели не акцентировать внимание на ценовых показателях, а учитывать, скорее, его функциональные характеристики. Удачных покупок!

Смотрите видео: Обзор самовсасывающего насоса Pedrollo JCRm 2A

Насосы без эжекторов затягивают жидкость при помощи гидравлического устройства, который оснащён многоступенчатой конструкцией. Работа такой установки происходит бесшумно, но глубина всасывания меньше и уступает эжекторным аналогам.

Центробежная насосная установка в спиралевидном корпусе имеет жёстко зафиксированное рабочее колесо, состоящее из двух дисков с загнутыми лопастями, размещёнными посредине. Лопасти имеют выгнутую форму, которая размещается в противоположной стороне от всасывающих, напорных труб.

Центробежный самовсасывающий насос без предварительной заливки жидкости при работе наполняет корпус и всасывающую трубу водой, колесо при этом приходит в движение. При движении колеса появляется центробежная сила, она вытесняет воду из центральной части и перегоняет её на боковые части. Образуется давление, вытесняющее воду в напорную трубу. В этот момент в центре движущегося колеса давление падает.

Полезное видео: Возможности самовсывающего насоса без заливки жидкости

Что позволяет заливать новую порцию жидкости в корпус через всасывающий трубопровод. При этом подача воды производится постоянно, а предварительную заливку жидкости делать не обязательно. Рабочих колёс в различных моделях такого насоса может быть несколько. Чем больше их больше тем больше ступеней у насоса, но это не влияет на работу (подачу воды) и заливку жидкости. В любом насосе жидкость перемещается с помощью центробежной силы в колёсах.

Принцип работы вихревого самовсасывающего насоса

Вихревой насос подаёт воду по такому принципу: воздух засасывается в корпус с помощью вакуума. Вакуум образуется при работе импеллера (колеса). Воздух в колесе перемешивается с водой. Жидкость при функционировании этого насоса может подниматься на высоту в 8 метров. Донный клапан при этом для работы не требуется.

Когда воздух с жидкостью поступает в камеру и происходит их рассоединение, так как они различаются по плотности. Воздух выходит в подающую специальную магистраль, а вода распределяется в камере. При полном вытеснении жидкости происходит заливка воды и включается центробежный механизм. На входном всасывающем фланце самовсасывающего насоса размещается обратный клапан. Он не позволяет воздуху проходить обратно и оставляет в корпусе необходимое количество воды для работы.

Кроме воды эти установки способны перекачивать различные жидкостно-воздушные смеси. Центробежные самовсасывающие насосы имеют большой вес и размер. Вихревые насосы производятся с меньшим весом и габаритами. Центробежный насос работает тихо и это позволяет использовать его в частных домах. Вихревой насос без заливки жидкости имеет меньшую стоимость и при этом превосходит возможности напора центробежного аналога до семи раз.

При выборе самовсасывающего насоса без заливки жидкости необходимо руководствоваться своими потребностями и обращать своё внимание на принцип работы. Таким образом, вы сможете сделать недорого водоснабжение в доме

Строение и принцип действия

По способу действия самовсасывающий насос может быть вихревым и центробежным. В обоих ключевым звеном является крыльчатка только имеет она разное строение и установлена в корпусе разной форы. От этого меняется принцип работы.

Центробежные

Центробежные самовсасывающие насосы имеют интересное строение рабочей камеры — в виде улитки. В центре корпуса закреплены рабочие колеса. Колесо может быть одно, тогда помпа называется одноступенчатой, может быть несколько — многоступенчатая конструкция. Одноступенчатые всегда работают на одной мощности, многоступенчатые могут в зависимости от условий изменять производительность, соответственно, являются более экономичными (меньше расходую электроэнергии).

Устройство самовсасываюшего центробежного насоса

Основной рабочий элемент в данной конструкции — колесо с лопастями. Лопасти загнуты в обратном направлении по отношению к движению колеса. При движении они как-бы расталкивают воду, отжимая ее к стенкам корпуса. Такое явление называется центробежной силой, а зону между лопастями и стенкой называют «дифузор». Итак, рабочее колесо движется, создавая на периферии область повышенного давления и подталкивая воду в сторону выходного патрубка.

Схема движения воды в центробежном насосе

Одновременно в центре рабочего колеса образуется зона пониженного давления. В нее засасывается вода из подающего трубопровода (всасывающей магистрали). На рисунке выше поступающая вода обозначена желтыми стрелками.  Далее она крыльчаткой проталкивается к стенкам и за счет центробежной силы поднимается наверх. Этот процесс постоянный и бесконечный, повторяется до тех пор, пока крутится вал.

С принципом действия центробежных насосов связан их недостаток: создавать центробежную силу из воздуха крыльчатка не может, потому перед работой корпус заполняют водой. Так как часто работают помпы в прерывистом режиме, чтобы вода не вытекала из корпуса при останове, на всасывающем патрубке ставят обратный клапан. Вот такие особенности работы центробежных самовсасывающих насосов. Если обратный клапан (он должен быть обязательно) на подающем трубопроводе стоит внизу, заполнять приходится и весь трубопровод, а для этого понадобится не один литр.

https://youtube.com/watch?v=Rn-qkLkFS3s

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос отличается строением корпуса и рабочего колеса. Рабочее колесо — диск с короткими радиальными перегородками, располагающиеся по краям. Называется он импеллер.

Строение вихревого насоса

Корпус сделан так, что он довольно плотно охватывает «плоскую» часть рабочего колеса, а в районе перегородок остается значительный боковой зазор. При вращении импеллера вода увлекается перемычками. За счет действия центробежной силы она отжимается к стенкам, но через какое-то расстояние снова попадает в зону действия перегородок, получая дополнительную порцию энергии. Таким образом в зазорах она еще и закручивается в вихри. Получается сдвоенный вихревой поток, что и дало название оборудованию.

Благодаря особенностям работы вихревые насосы могут создавать давление в 3-7 раз больше, чем центробежные (при одинаковых размерах колес и скорости вращения). Они идеальны, когда необходим малый расход и высокое давление. Еще один плюс — они могут качать смесь воды и воздуха, иногда даже создают разрежение если заполнены только воздухом. Это делает проще его запуск в работу — не надо заполнять камеру водой или достаточно ее небольшого количества. Недостаток вихревых насосов — низкий КПД. Он не может быть выше 45-50%.

Что учесть при установке и подключении насоса?

Подбирая насосную, станцию в расчет берутся:

1. Мощность. Имеется в виду количество затраченной энергии, которая сопоставима с высотой водяного столба. Принято считать, что один киловатт мощности способен поднять воду до отметки +10 метров. Если систему оснастить эжектором, высота водяного столба увеличится на 30%.
2. Производительность. Это объем воды, перекачиваемый за единицу времени. Обычно указывается количество кубометров в час. Данный показатель сопоставляется с расходом воды и дебитом скважины. При подбое оборудования за основу берется условие, что дебит больше производительности.

Рассчитывая требуемую производительность самососущей насосной станции, в расчет закладывается суммарное потребление всех подключенных точек. Предполагается, что они включены одновременно.

При этом необходимо, чтобы вода была поднята с отметки залегания водоносных пластов до горизонта, и передана от скважины к дому. Зная, на какой глубине залегает вода, не сложно подобрать мощность насоса. Дистанция, на которую жидкость передается по горизонтали, также указывается в технической документации.

Если требуется рассчитать производительность насоса для полива, нужно сложить площадь орошаемой поверхности. Суммируются квадратные метры, которые занимает огород, палисадники, клумбы, насаждения, цветники и т.д. Полученную площадь нужно умножить на норму потребления влаги. Этот показатель един для региона, и его можно посмотреть в интернете

Важно, чтобы производительность не была меньше

Насос для молочных ферм ГНВ2 25 30 с

Нержавеющее исполнение корпуса и внутреннего рабочего колеса позволяет эффективно использовать данный аппарат для транспортировки молока и жидких пищевых растворов.

Особенности:

• примитивность конструкции, что обуславливает ее долговечность и легкость в обслуживании;
• удобство мытья – корпус можно собрать и собрать после промывки даже неопытному пользователю;
• малогабаритность;
• горизонтальная локализация устройства.

Технические параметры:

• Максимальная t оС – 90;
• Мотор – 5500 Вт;
• Крутящий момент рабочего колеса – 3 тыс. об./мин;
• Производительность – 0,42 м3/мин;
• Напор (м) – 30;
• Масса – 55 кг.

Популярные бренды

Владельцы дачных участков и загородных домов с автономным водоснабжением из неглубокой скважины или колодца часто предпочитают поверхностные насосы погружным из-за простоты их обслуживания. Поэтому им небезынтересно будет узнать, какие самовсасывающие модели насосов заслужили хорошую репутацию своей надежностью, долговечностью и эксплуатационными характеристиками.

Начнем с отечественных марок:

Калибр НБЦ – это один из самых недорогих агрегатов в ряду самовсасывающих насосов, отличающийся при этом внушительными характеристиками: он способен давать до 80 литров воды в минуту, качая её с девятиметровой глубины. Есть модели со встроенным эжектором и без него. Но именно это оборудование подтверждает правило: скупой платит дважды. По отзывам владельцев, средний срок его службы всего три года.

Калибр НБЦ – S80

Насосы самовсасывающие ОНЦс могут использоваться как в пищевой промышленности для откачки жидкостей из цистерн, так и в системе водоснабжения загородного дома из источника с динамическим уровнем воды не более 8 метров. В зависимости от модели, могут создавать напор от 15 до 55 метров и подавать от 3 до 80 кубометров воды в час. Но мобильными их назвать трудно, так как вес самой малогабаритной модели составляет 20 кг.

ОНЦс 6,3/30К-2,2/2

Пока российские потребители, ценящие надежность, долговечность и качество водоподъемного оборудования, предпочитают покупать насосы европейских производителей. К самым популярным маркам можно отнести:

Wilo (см. Насосы Wilo: технические характеристики) – насосное оборудование известной немецкой компании. Длительный срок эксплуатации ему обеспечивает качественная сборка, использование высокопрочных и устойчивых к коррозии материалов, а также оснащенность автоматикой, защищающей насосы от перегрева и работы на холостом ходу. При этом среди большого ассортимента самовсасывающих агрегатов можно найти и весьма недорогие бытовые модели, и установки для коммунального и промышленного применения. Например, цена представленного ниже агрегата всего около 10 тысяч рублей, и прослужит он не менее 10 лет.

WILO JET WJ 202 с максимальной подачей до 4,5 м3/ч

Насосы Grundfos серии JP представлены несколькими моделями разной мощности и предназначены для обустройства поливочных и водопроводных бытовых систем. Основные рабочие детали изготавливаются из нержавейщей стали и прочных современных композитных материалов. Глубина их всасывания 8 метров, создаваемый напор достигает 50 метров, максимальная производительность 5 м3/ч. Стоимость выше, чем у аналогичных моделей Вило (18-25 тысяч рублей), но и гарантированный срок службы 15 лет.

Одноступенчатый самовсасывающий центробежный насос JP от Grundfos

Корпуса итальянских насосов Pedrollo серии JSWm изготавливаются из чугуна с антикоррозийным покрытием, а вал и крыльчатка из нержавеющей стали, хотя по заказу рабочее колесо может быть сделано и из технополимеров. Устойчивые к коррозии материалы обеспечивают долгую и надежную работу устройств этой марки, позволяя им работать в длительном режиме без технических перерывов. Высота всасывания эжекторных насосов составляет 9 метров, максимальный напор в зависимости от модели 35-48 метров, производительность до 60 м3/ч. Инструкция допускает их использование не только в источниках с чистой водой, но и в открытых водоемах. Цена оборудования довольно высока и составляет в среднем 25 тысяч рублей.

Самовсасывающий эжекторный насос Педролло

Другой итальянский бренд Calpeda известен чуть менее остальных, но и его насосы находят все больше поклонников на отечественном рынке. В первую очередь это касается агрегатов серий МХ и MG, обладающих максимальной для самовсасывающих насосов глубиной подачи, достигающей 9,5-10 метров. А устройства серии Calpeda А с открытым рабочим колесом могут перекачивать даже загрязненную воду с нерастворенными примесями диаметром до 10 мм. Они применяются для откачки воды из бассейнов, канав, затопленных помещений, используются как в быту, так и в сельском и коммунальном хозяйстве. Стоимость – от 16 тысяч рублей.

Универсальный агрегат Calpeda MXH

Самовсасывающие насосы

Малосведущему человеку может показаться, что это свойство характерно для любого насоса, однако это не так: агрегаты второй разновидности – нормального всасывания – «ждут», пока перекачиваемая среда поступит в их рабочую камеру самотеком (из расположенной рядом емкости) или посредством другого насоса.

Предназначенные для этого модели так и называются – погружными.

Совсем по-другому обстоят дела с самовсасывающим насосом: он «умеет» создавать разрежение, благодаря которому внешнее атмосферное давление заставляет воду подняться по всасывающей магистрали.

Похожим образом действуем и мы, когда пьем напиток через соломинку.

Теоретически при создании идеального вакуума воду в условиях нормального атмосферного давления можно втянуть на высоту 10,34 м. Но до идеального вакуума даже самым современным самовсасывающим насосам пока далеко. Да ведь и вода при работе помпы пребывает не в статичном состоянии, а в постоянном движении, а значит на нее оказывает воздействие гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода. В результате глубина всасывания – так называют максимальную высоту, на которую самовсасывающий насос может вытянуть воду – составляет в лучшем случае 9 м, а у большинства моделей – не более 8 м.

Самовсасывающий горизонтальный открыто-вихревой насос с магнитной муфтой в герметичном исполнении — устройство

Тот факт, что самовсасывающий насос может выкачивать воду из скважины или колодца, находясь при этом на поверхности (такие агрегаты как раз и называют поверхностными – в противоположность погружным), обуславливает целый ряд преимуществ:

1. Корпус насоса можно изготовить из дешевых материалов – обычной углеродистой стали (без легирующих добавок) или низкокачественного (непищевого) чугуна.
2. Сэкономить, также, можно на качестве и конструкции уплотнителей, удерживающих в двигателе смазку, ведь даже при самых неблагоприятных обстоятельствах она в колодец не попадет. Погружные агрегаты, напротив, приходится делать сверхнадежными, поскольку удаление машинного масла из источника в случае его протечки – очень сложная и дорогостоящая процедура.
3. Разработчики самовсасывающих насосов не стеснены размерами скважины или колодца. Корпус и двигатель могут иметь любые габариты, соответственно, и мощность поверхностного агрегата ничем не ограничена.
4. Поверхностный насос покоится на прочном основании, с которого никуда деться не может. В отличие от него погружной агрегат приходится подвешивать на тросике, который нередко обрывается.
5. Самовсасывающий насос всегда находится на виду, что облегчает контроль его состояния и обслуживание.

При установке самовсасывающего насоса следует учитывать, что максимальная глубина всасывания ограничивает не только разность уровней зеркала воды и насоса, но и расстояние между агрегатом и скважиной. Обычно гидравлическое сопротивление 4-метрового горизонтального участка всасывающей магистрали считают эквивалентным перепаду высот в 1 м. Приведем пример: если у нас имеется источник глубиной 3 м и насос с максимальной глубиной всасывания 7 м, то мы его сможем расположить не далее, чем в (7 — 3)х4 = 16 м от источника.

Соотношение 1:4 справедливо только для всасывающего трубопровода, для напорной магистрали характерна другая зависимость – 10 м трубопровода приблизительно приравниваются к 1-му метру напора.