Самовсасывающий насос: устройство и принцип действия центробежного

Самовсасывающий насос: устройство и принцип действия центробежного

Особенности центробежных самовсасывающих насосов

С. А. Федоров, главный специалист по насосам, «Вило РУС», Sergey.Fedorov@wilo.ru

Центробежные насосы широко используются для откачки жидкостей, уровень которых лежит ниже насоса (рис. 1). Однако в начальный момент насос и жидкость разделены воздушной полостью. Напомним, что в центробежных насосах кинетическая энергия вращающейся жидкости Ek = ρυ 2 / 2 (ρ – плотность, υ – скорость) преобразуется в потенциальную энергию сжатия Ep. Плотность воздуха при нормальных условиях примерно в 800 раз меньше, чем плотность воды. Напор насоса, величина которого пропорциональна плотности, при перекачке воздуха будет также почти на три порядка ниже. При попадании газа в центробежный насос его напор падает почти до нуля и процесс перекачки останавливается.

Поэтому использование стандартных (или нормально всасывающих) насосов требует предварительной заливки линии всасывания (или откачки воздушного столба с помощью вакуумного насоса), установки специального клапана на погруженном в воду конце трубы (foot valve), а также постоянного контроля линии всасывания. Атмосферное давление над жидкостью при этом обеспечивает достаточные условия для работы до глубин порядка 6–8 м.

Применение центробежных насосов в режиме откачки из емкости снизу

Применение самовсасывающих насосов намного упрощает процесс. Самовсасывающие насосы могут откачивать небольшие объемы газа, а после завершения цикла дегазации на входе работать как обычные насосы. К классу самовсасывающих относится многочисленная группа объемных насосов (поршневые, винтовые, мембранные, шестеренные и т. д.) [1], а также эжекторные и периферийные насосы (side channel) [2].

Самовсасывающий центробежный насос с портом рециркуляции с напорной стороны: 1 – рабочее колесо, 2 – рабочая камера, 3 – рециркуляционная камера, 4 – порт рециркуляции, 5 – выходной патрубок

Центробежные насосы после небольших изменений в конструкции также могут получить заветные самовсасывающие свойства, например, если в корпус стандартного насоса устанавливается рециркуляционная камера 3 достаточного объема (рис. 2).

Перед началом работы в самовсасывающий насос заливается жидкость. Это обязательное условие. Сразу после старта имеющаяся в насосе вода откачивается из области перед рабочим колесом: в этой зоне создается разрежение, и воздух засасывается внутрь рабочего колеса. Смесь жидкости и газа раскручивается лопатками рабочего колеса и выбрасывается из рабочей камеры 2 в рециркуляционную камеру 3 (рис. 2). После этого скорость потока резко падает, вода стекает вниз, тогда как воздушная полость остается в верхней части насоса. Поскольку в рециркуляционной камере создается некоторый напор, воздух выдавливается из насоса через выходной патрубок 5, а вода снова поступает в рабочую камеру через порт 4. Процесс продолжается вплоть до полной дегазации входного тракта и самого насоса. Далее самовсасывающий насос работает в обычном режиме стандартного насоса с минимальными потоками в камере рециркуляции.

Конструкции самовсасывающих центробежных насосов могут отличаться. Так, рециркуляционный порт может находиться как со стороны периметра рабочей камеры, т. е. с напорной стороны (рис. 2), так и со стороны входа в рабочее колесо (рис. 3) [3].

Самовсасывающий центробежный насос с портом рециркуляции на входе в рабочее колесо: 1 – рабочее колесо, 2 – рабочая камера, 3 – камера рециркуляции, 4 – порт рециркуляции

Рециркуляционная камера может размещаться как вокруг рабочей камеры, так и наверху. Но в любом случае габариты самовсасывающих насосов заметно больше стандартных.

Рабочее колесо может быть как закрытым, так и полуоткрытым. В первом случае можно получить больший напор, но насос, как правило, предназначен для перекачки чистых или слабозагрязненных жидкостей. Во втором случае насос способен перекачивать сильнозагрязненные жидкости с крупными частицами.

На рис. 4 представлено поперечное сечение самовсасывающего центробежного насоса. В насосе используется полуоткрытое рабочее колесо со сменной накладной пластиной. Насос позволяет перекачивать сильно загрязненные жидкости с диаметром твердых включений до 75 мм в широком интервале подач и температур.

Самовсасывающий насос: 1 – входной патрубок с обратным клапаном, 2 – выходной патрубок, 3 – камера рециркуляции, 4 – входная камера, 5 – рабочее колесо, 6 – накладная пластина, 7 – торцевое уплотнение

Входной патрубок самовсасывающих насосов располагается в верхней части насоса и оснащен обратным клапаном. Такая конструкция позволяет оставлять в насосе достаточный для следующего включения объем воды.

Кроме обычных для стандартных насосов характеристик (зависимости напора, эффективности, мощности и NPSHr от подачи) важным и обязательным для самовсасывающих насосов параметром является время дегазации tдег (режим priming). Это важный параметр, определяющий нормальную работу насоса на стадии дегазации. В этот период большая часть механической энергии передается жидкости внутри насоса, и она быстро нагревается. Часть жидкости может при этом испариться, а условия нормальной работы уплотнения могут нарушиться. Поэтому при значительном превышении указанного производителем времени дегазации насос следует выключить и разобраться с причинами задержки. Для подобных насосов время работы в режиме дегазации, как правило, не должно превышать нескольких минут. Время дегазации на заводе измеряется при диаметре трубы на входе, равном диаметру входного патрубка. При использовании других диаметров и значительных горизонтальных участков труб на входе время дегазации пересчитывается с помощью формул, обычно содержащихся в инструкции.

Для диагностики работы желательно установить вакуумметры на входной линии. Обычные диапазоны давлений в режиме дегазации для этих насосов – минус 500–600 мм рт. ст.

Критическим параметром для работы самовсасывающего насоса является величина зазора между краями лопаток рабочего колеса и языком рабочей камеры (рис. 5). Эффективность работы насоса с открытым рабочим колесом также во многом определяется зазором между плоскостью лопаток рабочего колеса, прилегающей к накладной пластине, и плоскостью пластины (рис. 4). При увеличении зазоров выше оптимальных значений эффективность насоса падает, а время дегазации растет. В некоторых насосах конструкция позволяет регулировать величину данных зазоров.

Величина зазора между краем рабочего колеса 1 и языком рабочей камеры 2 – важный параметр эффективной работы насоса

На процесс дегазации сильно влияет наличие даже небольших отверстий и щелей в линии всасывания. Например, работу насоса, выполняющего за 30 секунд дегазацию трубы диаметром DN 65 и глубиной 3 м, может свести на нет отверстие площадью порядка 0,1 см 2 [4].

По этой же причине в самовсасывающих насосах, как правило, не используются сальниковые уплотнения, так как проникновение воздуха через сальники при работе в режиме дегазации снижает эффективность процесса.

Необходимым условием бескавитационной работы самовсасывающих насосов (как и для стандартных насосов) является соотношение (1):

NPSHa – напор жидкости на входе в насос,

NPSHr – заводская характеристика порога кавитации (определяется с запасом по отношению к NPSHr 3%).

Величина NPSHa в данном случае вычисляется по формуле (2):

Hпар – напор паров жидкости,

Hтр – потери напора на трение,

Hст – статический перепад высот на входе.

Все слагаемые имеют значение напора или потери напора при движении жидкости от входа в трубу до входа в насос (рис. 6).

Работа самовсасывающего насоса

Соотношение (1) должно соблюдаться в течение всего процесса откачки, при этом уровень жидкости, температура, атмосферное давление, подача и, следовательно, потери на трение могут меняться. При работе вблизи максимальных глубин откачки такое изменение параметров может привести к кавитации и срыву кривой напора насоса H (Q) (рис. 9).

Характеристические кривые насоса при увеличении глубины Hст

При расчете самовсасывающего насоса для требуемой подачи Qn вычисляется общий динамический напор Hd, включающий в себя общий перепад высот и общие потери. На рис. 7 представлена схема подъема жидкости насосом 2 из емкости 1 (максимальная глубина откачки H1) через насыпь высотой H2 в точку 3.

Применение самовсасывающего насоса

Необходимый напор насоса должен быть не меньше, чем:

Hтр – сумма всех потерь напора на элементах системы от точки 1 до точки 3.

В случае, если в точке 3 жидкость должна иметь некоторую энергию (например, для смыва или разрушения породы), в правой части уравнения (3) нужно добавить необходимую величину H3.

На рис. 8 представлена кривая зависимости Qв потока откачиваемого воздуха при дегазации в зависимости от глубины откачки Hст некоторого самовсасывающего насоса. Максимальная глубина откачки Hм насоса – теоретическая величина, которая определяется как точка пересечения кривой Qв с горизонтальной осью. На практике Нм зависит не только от степени разрежения, но также от атмосферного давления, плотности жидкости, концентрации растворенных в ней газов, характера течения жидкости в емкости (например, появление воронок) и т. д.

Зависимость скорости откачки воздуха от глубины Hст

Поскольку насос может включаться при одном и отключаться при другом уровне жидкости, очевидно, что рабочие величины Hст должны быть заведомо меньше Hм. Кроме того, нужно учитывать, что при увеличении Hст и подачи Q величина NPSHa снижается (см. уравнение 2). Это может привести к кавитации и срыву характеристики насоса H (Q) в правой части кривой (рис. 9).

На рис. 9 представлена характеристическая кривая некоторого самовсасывающего насоса (синяя кривая 1) и набор кривых H (Q) (красные кривые 2) того же насоса при увеличении глубины откачки Hст. Срыв характеристик (падающие участки кривых 2) происходит из-за кавитации при нарушении условия (1) [5].

При эксплуатации самовсасывающих насосов необходимо учитывать низкий напор на выходе насоса в течение периода дегазации. На рис. 10 представлен график зависимости давления самовсасывающего насоса от времени. Период дегазации (отрезок от точки 0 до точки 1) сменяется периодом роста давления (от точки 1 до точки 2), когда жидкость начинает заполнять объем насоса. Далее, после точки 2, напор насоса стабилизируется.

Зависимость давления Pвых самовсасывающего насоса от времени работы t после старта

В схемах без запорных элементов (рис. 11, а – схема со свободным сливом) воздух на стадии дегазации может свободно выходить из напорного патрубка, и никаких проблем не возникает. На схеме 11, б на выходе установлен обратный клапан 1, для открытия которого давления насоса в режиме дегазации, как правило, не хватает. Проблема решается установкой байпасной линии 2 (рис. 11, в). В этом случае воздух свободно стравливается через байпас при закрытом обратном клапане. После выхода на нормальный режим работы обратный клапан открывается, но часть потока продолжает через байпас сливаться обратно в исходную емкость.

Схемы работы самовсасывающих насосов

Типичными ошибками являются примеры, представленные ниже. На рис. 12,а вода, попавшая в напорный трубопровод (в области эллипса), не даст насосу при следующем включении завершить период дегазации. На рис. 12,б представлена схема откачки жидкости из цистерны. Жидкость, попавшая в ловушку перед насосом (область эллипса), при первом включении заблокирует процесс дегазации в дальнейшем.

Блокировка процессов дегазации и откачки

Поток через байпасную линию даже небольшого диаметра при больших напорах может быть достаточно большим, что снижает эффективность и меняет характеристики насоса. Решением может быть установка запорного вентиля как можно с меньшим гидравлическим сопротивлением (например, шаровой вентиль). Но более оптимальным выглядит установка автоматического вентиля дегазации 5 (рис. 13), открытого в нормальном состоянии и закрывающегося при попадании внутрь воды под напором.

При перекачке сильнозагрязненной жидкости ее скорость должна быть достаточна для подъема и перемещения частиц, а диаметр байпаса (рис. 13) достаточно большим, чтобы обеспечить дегазацию и не быть заблокированным грязью. Слив байпаса 6 нужно размещать как можно дальше от всасывающей трубы 1, чтобы жидкость в емкости не насыщалась воздухом.

Схема с установкой автоматического вентиля дегазации: 1 – линия всасывания, 2 – насос, 3 – обратный клапан, 4 – напорный патрубок, 5 – автоматический вентиль, 6 – байпас

Мобильные самовсасывающие центробежные насосы с приводом от дизельных и бензиновых двигателей широко используются в полевых условиях (рис. 14). Стандартные фитинги и шланги позволяют оперативно включиться в работу.

Самовсасывающий насос на тележке

В целом самовсасывающие насосы, имея большие габариты и меньшую эффективность по сравнению с нормально всасывающими насосами, обеспечивают надежную работу при откачке даже сильнозагрязненных жидкостей с глубины до 8 м и незаменимы в экстренных случаях.

Устройство и принцип действия самовсасывающих насосов

Для водоснабжения дома или полива огорода используют насосы. Есть они разных видов и конструкций и каждый из них находит свою область применения. Если вам требуется недорогое и надежное устройство для перекачки воды из скважины, колода или какой-то емкости, обратите внимание на самовсасывающий насос. Это относительно недорогие устройства, которые устанавливаются на поверхности, качать воду могут с довольно приличной глубины — 8-9 м. При необходимости модели дополняются эжекторами, тогда глубина всасывания увеличивается до 20-35 м.

Самовсасывающие насосы: устройство и виды

Самовсасывающие насосы качают воду с глубины 8-9 метров, сами при этом находятся на поверхности. Вода поднимается за счет того, что в центральной части корпуса, за счет движения колес с лопастями, создается область низкого давления. Стремясь ее заполнить, вода поднимается вверх. Вот и получается, что насос всасывает воду.

Внешний вид самовсасывающего насоса

Как и любой другой насос, самовсасывающий состоит из двигателя и рабочей камеры, в которой находится нагнетательный механизм. Валы насоса и двигателя соединяются через муфту, надежность соединения и герметичность определяется типом уплотнителя.Уплотнители бывают двух типов:

  • сальниковый — более дешевый и менее надежный;
  • торцевой уплотнитель — более надежный, но дорогой.

Есть модели самовсасывающих насосов с магнитными муфтами. Они уплотнения не требуют, так как сквозных соединений не имеют. Это на сегодняшний день самая надежная конструкция, но и самая дорогая тоже.

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.

Название Мощность Напор Максимальная глубина всасывания Производительность Материал корпуса Подсоединительные размеры Цена
Калибр НБЦ-380 380 Вт 25 м 9 м 28 л/мин чугун 1 дюйм 32$
Metabo P 3300 G 900 Вт 45 м 8 м 55 л/мин чугун (приводной вал из нержавеющей стали) 1 дюйм 87$
ЗУБР ЗНС-600 600 Вт 35 м 8 м 50 л/мин пластик 1 дюйм 71$
Elitech НС 400В 400Вт 35 м 8 м 40 л/мин чугун 25 мм 42$
PATRIOT QB70 750 Вт 65 м 8 м 60 л/мин пластик 1 дюйм 58$
Джилекс Джамбо 70/50 Ч 3700 1100 Вт 50 м 9 м (втроенный эжектор) 70 л/мин чугун 1 дюйм 122$
БЕЛАМОС XI 13 1200 Вт 50 м 8 м 65 л/мин нержавеющая сталь 1 дюйм 125$
БЕЛАМОС XA 06 600 Вт 33 м 8 м 47 л/мин чугун 1 дюйм 75$

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%.

Название Мощность Напор (высота подъема) Производительность Глубина всасывания Материал корпуса Цена
LEO XKSm 60-1 370 Вт 40 м 40 л/мин 9 м чугун 24$
LEO XKSm 80-1 750 Вт 70 м 60 л/мин 9 м чугун 89$
AKO QB 60 370 Вт 30 м 28 л/мин 8 м чугун 47$
AKO QB 70 550 Вт 45 м 40 л/мин 8 м чугун 68 $
Pedrollo РКm 60 370 Вт 40 м 40 л/мин 8 м чугун 77$
Pedrollo РК 65 500 Вт 55 м 50 л/мин 8 м чугун 124$

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.

Вихревые и центробежные — сравнение и область применения

Сначала общие черты:

  • максимальная глубина всасывания — 8-9 метров;
  • способ установки — поверхностный;
  • на всасывающем трубопроводе должна стоять труба или армированный шланг (обычный не ставить, его сплющит отрицательным давлением).

Теперь о том, в чем отличия между вихревыми и центробежными моделями. Вихревые насосы более компактные, стоят меньше, но при работе издают больше шума. Центробежные — более тихие, на выходе создают небольшое давление. Вихревые при тех же размерах крыльчатки и скорости ее вращения могут создать давление в 3-7 раз больше. Но нельзя сказать, что это их достоинство — далеко не всегда требуется большой напор на выходе. Например, он не нужен при поливе сада и огорода. Вода, подаваемая с высоким давлением просто размоет почву, обнажит корни. Потому в качестве насоса для полива лучше брать самовсасывающий насос центробежного типа.

Высокое давление на выходе может потребоваться при организации системы водоснабжения дома. Вот тут и потребуются характеристики вихревых насосов. Есть только у них один недостаток: они не могут обеспечить большой расход. Так что чаще для этих целей используют все тот же центробежный, но в паре с гидроаккумулятором. Правда, тогда это получается уже насосная станция.

Поверхностные центробежные насосы необходимо заполнять водой перед пуском

Основной недостаток поверхностных центробежных самовсасывающих насосов — необходимость заполнять их водой перед стартом. Не самое приятное занятие, которое добавляет хлопот при использовании такой помпы для полива.

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.

Мы детально описали разные варианты самовсасывающих насосов, привели рекомендации по эксплуатации. Углубить познания помогут полезные фото и видео-приложения.

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.

Обратите внимание на расположение труб. Всасывающая линия не должна иметь перегибов, изломов, сложной сборной конструкции, поднимающейся выше уровня насоса, в ином случае возможно образование воздушных пробок, которые нарушают процесс всасывания и с трудом удаляются из системы.

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.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, особенности эксплуатации

Насос, обеспечивающий заполнение трубопровода без предварительной заливки жидкости или применения дополнительных приспособлений, называют самовсасывающим. Прибор этого типа используют для повышения давления в системе, поднятия воды со дна глубокой скважины или колодца. В остальных случаях, если нет утечек, пригодны нормальновсасывающие устройства.

Особенности самовсасывающих агрегатов

Главная особенность самовсасывающей помпы или насосной станции – способность самостоятельно отводить воздух из трубопровода и всасывать воду. Если использовать нормальновсасывающий агрегат, то при появлении воздуха в системе ее приходится снова заполнять жидкостью.

По принципу действия различают следующие виды самовсасывающих насосов для воды:

По способу расположения относительно уровня перекачиваемой жидкости различают помпы самовсасывающие:

  • поверхностные;
  • погружные, их ремонт и эксплуатация сложнее.

По мощности насосы делятся на бытовые и промышленные. Первый тип помп использовать на производстве запрещено.

Области применения самовсасывающих приборов – водопровод, отопление и канализация частных домов, откачка воды, пожаротушение, понижение уровня грунтовых вод перед заливкой фундамента.

Характеристики

Основные характеристики самовсасывающих устройств в зависимости от мощности модели:

Возможные характеристики насоса.

  1. Глубина подъема (предельное расстояние от насоса до уровня перекачиваемой жидкости) – от 7 до 30 м.
  2. Высота нагнетания (предельное расстояние от прибора до отметки, на которую он способен поднять воду вертикально вверх) – от 10 до 64 м.

Насосы имеют разную предельную температуру рабочей среды, производительность, работают с разными типами жидкостей – не все самовсасывающие приборы пригодны для воды, есть модели, способные работать только с чистой.

Правильный монтаж всасывающей линии

Всасывающая линия – трубопровод, по которому жидкость движется по направлению к поверхностному насосу. Этот трубопровод подключают к входному патрубку. Чем меньше длина этой линии, тем лучше. Перед входом в агрегат обязательно наличие прямого участка длиной не менее 2 диаметров трубы. Большая часть линии чаще всего располагается вертикально и заканчивается на дне скважины, колодца, ямы, резервуара. Трубопровод делают без резких переходов с минимальным количеством стыков и изгибов. Соединения должны быть герметичными. Необходим уклон не менее 5 мм на 1000 мм.

На входе жидкости в трубу устанавливают донный обратный клапан: без него при остановке перекачки рабочая среда под действием силы тяжести стекает обратно вниз, в трубопроводе образуются воздушные пробки, и насос работает в режиме сухого хода, что приводит к его быстрой поломке. В инструкции по эксплуатации прибора производитель указывает минимальное расстояние от дна до входа во всасывающую линию и минимальную длину линии от обратного клапана до уровня поверхности жидкости.

Центробежные самовсасывающие насосы

В строительстве, бытовых и промышленных системах чаще других применяют самовсасывающие насосы центробежного типа. Эти приборы состоят из корпуса с рабочим колесом, напорного и всасывающего патрубков.

Виды конструкций и их особенности

  1. Одноступенчатый. Прибор этого типа имеет чаще всего спиралевидный корпус, по форме напоминающий улитку. Внутри установлено рабочее колесо с лопастями, изогнутыми в сторону, противоположную направлению его движения.
  2. Многоступенчатый (секционный). Этот вид помп отличается наличием нескольких рабочих колес, делящих прибор на секции. Чем их больше, тем мощнее насос.
  3. Двухкорпусный. Это два объединенных насоса, работающих параллельно. Приборы этого типа ставят там, где необходима повышенная производительность.
  4. Консольный. Рабочее колесо на этом устройстве располагается на конце вала, удаленного от привода. Части прибора объединяются на одной платформе.
  5. С двойным всасыванием (двойным входом). Его особенность заключается в том, что жидкость подводится с двух сторон, вход и отвод расположены горизонтально. Достоинства – высокая производительность, простая установка.
  6. Скважинные. Приборы этого типа предназначены для выкачивания воды с большой глубины. Лучший вариант для скважин – специальный погружной насос.

Самовсасывающая насосная станция включает в себя помпу, манометр, реле давления (иногда с функцией защиты от сухого хода), мембранный бак.

Особенности и принцип действия

Центробежные насосы по принципу работы относятся к динамическим. Жидкость внутри них перемещается за счет центробежной силы, создаваемой вращением лопастей ротора.

Сфера применения центробежных агрегатов

Устройства этого типа применяются в быту и на производстве чаще других, так как они отличаются простотой эксплуатации, технологической экономичностью. В быту помпы центробежного типа используют для перекачивания воды и других жидкостей из колодцев, бассейнов, резервуаров, в системах водоснабжения загородных домов, для полива садовых участков и мойки автомобилей.

Объемные самовсасывающие насосы для воды

Объемными называют насосы, перемещающие жидкости за счет изменения объема рабочей камеры.

В бытовых и промышленных системах чаще всего встречаются следующие их разновидности:

  1. Поршневые. Объем камеры меняется за счет движения поршня. Достоинства: высокий КПД, не зависят от напора воды, пригодны для использования в качестве дозировочных приспособлений.
  2. Винтовые (шнековые). За счет вращения спиралевидных деталей ротора внутри насоса поочередно открываются и закрываются отдельные части рабочей камеры.
  3. Водокольцевые (жидкостно-кольцевые). При вращении рабочего цилиндра под действием центробежной силы жидкость прижимается к стенкам камеры.
  4. Шестеренные. При вращении шестерен зубья, выходя из зацепления, создают вакуум. Жидкость стремится заполнить впадины. На противоположной стороне рабочей камеры зубья, снова сцепляясь, выталкивают перекачиваемую массу в нагнетательный патрубок.

Вихревые импеллерные насосы

Для перекачивания чистой воды и газированных (пенящихся) жидкостей в быту и на производстве применяют вихревые насосы.

Схема устройства и принцип работы

Вихревой насос состоит из электродвигателя с вентилятором, вала, рабочего колеса (импеллера), деталей и крепежей корпуса. Схема устройства у каждой модели разная. По принципу действия прибор относится к динамическим – использует центробежную силу, но вода в рабочей камере движется к центру по спирали, образуется водяной вихрь.

Перед первым запуском нужно полностью залить водой корпус и всасывающий трубопровод. Некоторые модели приходится заполнять жидкостью после длительного перерыва в работе и при появлении воздуха в системе.

Преимущества бытового использования

Главное преимущество насосов вихревых – простота конструкции, их легко установить и самостоятельно ремонтировать. При перекачивании воды они создают мощный напор. Еще одно важное достоинство этих агрегатов – они могут работать даже при наличии воздуха в трубопроводе, так как пригодны не только для жидкостей, но и газообразных сред.

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:

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

Для использования на садовом участке можно сделать эжектор своими руками.

Читать еще:  Топиарии из монет: своими руками пошаговое фото
Ссылка на основную публикацию