Насосное оборудование. Характеристика, общие сведения.

Eсли вы не обладаете специальными знаниями, выбор насоса становится непростым делом. В этом обзоре мы постараемся помочь определиться какой тип насоса Вам нужен. Условно насосы делятся на несколько групп. Это погружные, т.е. непосредственно погружаемые в воду (для скважин и колодцев, дренажа, и удаления фекалий) и поверхностные – те, которые работают над поверхностью воды (различные садовые и дачные насосы, напорные, циркуляционные, а также насосные станции).

 

 

ПОГРУЖНЫЕ НАСОСЫ

Погружные насосы являются наиболее распространенным типом насосов для систем водообеспечения . В случае большой глубины водоносного слоя только мощные и производительные насосы погружные обеспечивают возможность иметь свой собственный настоящий водопровод на дачном участке, в коттедже или большом особняке. В их назначение входит подъем чистой воды из артезианских скважин для использования в сельскохозяйственном, промышленном водоснабжении, а так же в городских системах водоснабжения. Погружные насосыработают при частичном или полном погружении корпуса насоса в воду, что требует надежную изоляцию от контакта оголенной проводки и управляющей электроники с водой. В конструкциях используются такие материалы, как нержавеющая сталь, различные "водостойкие" и прочные полимеры.

Погружные насосы подразделяются по принципу действия на центробежные и вибрационные. Последние не рекомендуется использовать, если скважина бурится до песчаного водоносного слоя, поскольку вибрация при работе насоса неизбежно приведёт к попаданию песка в воду. А вот первоначальную прокачку скважины удобно делать именно с помощью вибрационного насоса. Погружные насосы, особенно вибрационные, нельзя запускать на воздухе (при отсутствии воды). Большинство современных дорогих моделей насосов защищены от сухого хода, в то время как более дешёвые, не имеющие подобной защиты насосы даже при кратковременной работе всухую очень быстро выходят из строя. Наличие систем защиты и автоматизации работы насоса, а также использование более дорогих материалов значительно продлевает срок службы насоса и увеличивает их надёжность. Это тем более важно, если речь идёт о выборе насоса для забора воды из глубокой артезианской скважины, ведь замена такого насоса – довольно трудоёмкий процесс.

Центробежные насосы - самая многочисленная группа бытовых насосов. Главная деталь рабочего механизма - закрепленное на валу внутри корпуса вращающееся колесо (иногда их несколько). Оно состоит из двух дисков, соединенных находящимися между ними лопастями. Каждая из них изогнута в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Во время работы насоса полости между лопастями ("межлопастные каналы") заполняются перекачиваемой средой. При вращении такого колеса на жидкость действует центробежная сила, создающая область пониженного давления в центре и повышенного - на периферии. За счет разности давлений вода извне (атмосферное давление) поступает в эпицентр (разрежение) этого своеобразного урагана и выбрасывается через выходной патрубок наружу.

Вибрационные насосы. "Рабочим органом" таких насосов является гибкая мембрана. По одну сторону от нее находится полость, заполненная перекачиваемой жидкостью, а по другую - вибратор, периодически заставляющий мембрану деформироваться. В зависимости от направления ее изгиба рабочий объем изменяется в большую или меньшую сторону, сопровождаясь соответственно уменьшением или увеличением давления. Сначала создается разрежение, открывается впускной клапан, и вода всасывается внутрь. Затем вибратор делает рабочее давление избыточным, в результате жидкость выталкивается через выпускной клапан наружу.

 

Погружные насосы в зависимости от их назначения и функциональных особенностей подразделяютсяна: насосы для скважин, дренажные и колодезные насосы.

Насосы для скважин (или глубинные) служат для подъема воды из артезианских скважин и отличаются высоким напором. Главноедостоинство скважинных насосов - способность добывать воду из глубоких песчаных и известняковых (артезианских) скважин, то есть там, где невозможно применение насосов колодезных. Скважинные насосы погружные являются центробежными насосами, которые предназначены для эксплуатации в скважинах, различного типа шахтных колодцах и технологических емкостях. Такие насосы способны обеспечить высокий напор перекачиваемой воды. Особенность насосов погружных для скважин является возможность осуществлять подачу воды с содержанием песка до 50 г/м3. Небольшие габариты скважинных насосов погружных, минимум средств автоматики и дополнительных комплектующих изделий - все эти достоинства насосов погружных позволяют экономить значительные средства на бурении и обустройстве скважин, монтаже насосов. Характер использования аппаратов накладывает существенные ограничения, прежде всего на диаметр корпуса и материал, из которого они изготовлены. Обычно это цилиндры из нержавеющей стали менее 100 мм в поперечнике и длиной от 500 до 2500 мм. Учитывая жесткое ограничение площади основания, для создания высокого напора и хорошей производительности конструкторам приходится прибегать к сложным техническим решениям (пример - многоступенчатая система всасывания), что, естественно, приводит к удорожанию аппаратов. Поскольку обычный бытовой насос, установленный на поверхности, не в состоянии обеспечить подачу воды с больших глубин (его максимальная высота всасывания, как правило, не превышает 10 метров), то в таких случаях необходимо использование скважных насосов. Действие глубинных насосов основано на том, что легче создать достаточное для подъема давление воды снизу, чем пытаться за счет откачки воздуха поднимать ее сверху. Важно так же помнить, что охлаждение электродвигателя скважинного насоса осуществляется потоком поднимаемой воды. Поэтому для каждого скважинного насоса в технической документации, обязательно указывается минимально допустимая скорость движения воды. Вот почему при использовании скважинных насосов так важен диаметр скважины, которой не должен быть значительно больше диаметра насоса. Диаметр скважинного насоса должен быть меньше внутреннего диаметра водоподъёмной трубы скважины на 1-2см. Это особенно важно в случае, когда в скважину установлена металлическая труба, в которой с течением времени образуются мешающие свободному перемещению насоса наросты ржавчины.

Колодезные насосы похожи на скважинные и могут работать не только в колодцах, но и в специальных резервуарах или естественных водоемах.Этинасосы предназначены для водоснабжения приусадебных участков и загородных домов из широких и относительно неглубоких колодцев, а также водоемов и резервуаров. Они также имеют форму цилиндра, но уже большего диаметра, что позволяет им эффективнее использовать возможности двигателя. Имея больший диаметр рабочих органов, чем скважинные насосы, колодезные насосы обладают большим КПД: при одинаковых значениях напора и потребляемой мощности, колодезные имеют большую производительность, чем у насосов погружных для скважин. Необходимо добавить, что стоимость колодезных насосов при сходных технических характеристиках существенно ниже стоимости скважинных насосов. Из-за сильной тяги, образующей так называемый "конус всасывания", их нельзя приближать менее чем на метр ко дну колодца (сам насос, возможно, и не испортится, а вот качество воды ухудшится заметно). Колодезные насосыявляются менее чувствительными к примесям в виде твердодисперсных частиц, содержащихся в воде. В отличие от скважинных насосов, колодезные насосы, оснащенные простым и надежным поплавковым выключателем, не нуждаются в оборудовании дополнительных средств защиты от "сухого хода. Колодезный насос отличается от скважинного тем, что имеет внутреннюю рубашку охлаждения двигателя и поэтому может быть помещен в колодец или скважину большого диаметра.

Дренажные насосы предназначены для откачки воды из затапливаемых подвалов, бассейнов и других мест, нуждающихся в быстром осушении. Иногда их используют и в целях перекачки питьевой воды, однако это не их работа. Аппараты подобного класса очень производительны, но обладают низким напором и в большинстве своем не способны функционировать на глубинах свыше 7 метров. Их устанавливают непосредственно на дно емкости с водой или на пол залитого помещения. Часто бытовые дренажные насосы уже укомплектованы поплавком для включения насоса в зависимости от уровня воды. Поплавковый выключатель подаст сигнал на включение насоса в случае заполнения подвала водой и отключит насос после того, как вся вода будет откачана, что одновременно является защитой насоса и от работы на «сухом ходе».

 

ПОВЕРХНОСТНЫЕ НАСОСЫ

Термин "поверхностные" означает "не погружные". Иными словами, корпус такого насоса чаще всего удален от перекачиваемой жидкости. Некоторые из них тем не менее могут быть закреплены на специальном поплавке (если позволяют вес и габариты), например, пенопластовом, и установлены непосредственно на воду. Необходимость в этом возникает, когда около берега скапливается много водорослей или дно водоема илистое. Поверхностный насос – это конструкция на основе обычного электродвигателя, к валу которого крепится водяная помпа с отверстиями для забора, подачи воды и наполнения всасывающего шланга и корпуса помпы. На конце шланга, с помощью которого происходит забор воды, устанавливается обратный клапан. Качество обратного клапана должно быть высоким, поскольку его герметичность обеспечивает работоспособность поверхностного насоса. При разгерметизации обратного клапана насос после остановки невозможно будет запустить снова. Если полость помпы за время остановки опустеет, то при последующем включении электродвигатель насоса будет работать вхолостую, и для перезапуска насоса потребуется вновь наполнить помпу водой. Высота всасывания у них не превышает 10 метров, так что для подъема воды с больших глубин приходится прибегать к всевозможным ухищрениям. Одно из них заключается в применении внешнего эжектора - специального устройства, опускаемого в воду вместе с всасывающим шлангом. Во время работы насоса часть поднятой жидкости поступает по дополнительному шлангу обратно в эжектор, повышая тем самым давление на входе. Иначе говоря, вода "подталкивается" снизу. С ростом глубины производительность системы падает, а потребляемая мощность и сложность конструкции, наоборот, растут. При глубинах около 25 метров цены поверхностного и скважного насосов уравниваются. Универсальные садовые насосы обычно конструктивно просты и, следовательно, недороги. Их используют для перекачки воды как для питья, так и для различных хозяйственных нужд. Для обеспечения бесперебойного водоснабжения их дополнительно комплектуют гидроаккумулятором и контролирующей автоматикой. Напорные насосы изначально оснащены необходимой автоматикой и рассчитаны на бесперебойное водоснабжение даже без дополнительного гидроаккумулятора. Это важно не только в случае водопровода, но и при орошении участка. Например, при возможном перегибе шланга и остановке водотока насос отключится автоматически, предотвращая перегрузку двигателя. Аппарат "подождет", пока помеха не будет устранена, и продолжит подачу воды. В полной мере это относится и к простому крану при стационарном подключении насоса к водопроводу - как только он будет открыт, агрегат немедленно начнет работать. Насосные станции являются "полноценными" системами бесперебойного водоснабжения, состоящими из насоса, реле давления и гидроаккумулятора. Они предназначены только для стационарного применения. При небольшом расходе, за счет имеющегося запаса воды, двигатель насосной станции не включается, благодаря чему его ресурс вырабатывается медленнее.