Принцип работы вибрационного насоса

Устройство глубинного насоса для скважины – особенности конструкции агрегата

Конструкция бытовых глубинных насосов может быть разной. Все зависит от типа мотора, принципа действия и параметров агрегатов. Каждый погружной глубинный насос состоит из двух основных частей – встроенного или наружного мотора, и насосного многоступенчатого узла.

Встроенный мотор, как правило, размещен в нижней части насоса – это защищает двигатель от контакта с водой. Над двигателем находится приводной вал агрегата, колесные направляющие и специальные отводы в форме лопастей.
В зависимости от типа скважинного глубинного насоса, он может оборудоваться дополнительными запчастями. В устройство вибрационного насоса, помимо мотора и вала, также входит специальный стакан и вибратор, создающий необходимое для работы высокое давление. Сам вибратор состоит из якоря, регулирующих шайб и резинового амортизатора. Последний во время работы насоса сжимается, создавая, тем самым, необходимые для забора воды условия. Все элементы вибрационного насоса расположены в прочном корпусе.

Еще один тип глубинных водяных насосов – центробежные агрегаты, немного сложнее по своей конструкции, и более долговечные при эксплуатации. Именно из-за этого большинство покупателей предпочитают именно это глубинно-насосное оборудование. Основную роль в таком устройстве играет лопаточный отвод, закрепленный на двигателе агрегата. Насосы этого типа почти не перегреваются за счет того, что подшипники внутри его конструкции охлаждаются посредством контакта с откачиваемой водой. Большинство центробежных насосов снабжаются встроенной автоматикой, защищающей оборудование от работы на «сухом ходу» и перепадов напряжения в электросети дома.
Все элементы центробежного насоса расположены в прочном герметичном корпусе из нержавеющей стали.

Виды

Чтобы подобрать НС, сначала нужно учитывать возможности колодца и взять модель чуть ниже этого предела. Но если предел меньше 1,7 куб. м/час, то про НС придется забыть: постоянное давление мотор не обеспечит и, перебои с водой неизбежны.

У бытовых насосов производительность от 1,5 до 9 куб. м/ч, определяется по числу водоразборных точек (кухня, туалет, ванная, стиральная или посудомоечная машина).

Расход воды в точке: 0,35 куб. м/ч. Х 5 = 1,75 куб. м/ч. В таком случае можно ограничиться НС с мощностью 2 куб. м/ч (запас не помешает).

Емкость бака также зависит от точек потребления.

Средняя емкость крана – 12л, следовательно, в нашем случае подойдет бак 60 л. В инструкции обычно указывают максимум, который может обеспечить данная модель.

Данные о колодце получают, используя любой мотор для замера объема выкачанной жидкости. Уровень зеркала подскажет гайка на нитке, опущенная в колодец.

На отечественном рынке представлены три вида насосов:

1. Станция с центробежным самовсасывающим насосом и встроенным эжектором с напором воды до 40 м и глубиной всасывания до 9 м самая популярная. Но главное ее достоинство – низкая восприимчивость к воздуху.Для запуска НС открывают крышку и наполняют водой до краев. После прокачки воздуха мотор даст воду. Излишек воздуха уходит через кран или клапан.
2. Центробежные самовсасывающие насосы с внешним эжектором подходят для колодцев с глубиной до 45 м.Монтируют НС в котельной или другом подсобном помещении. Эжектор с двумя трубами помещают в колодец. Одна подает воду в эжектор для всасывания, вторая – для подъема.

   Этот тип НС очень чувствителен к воздуху и загрязнениям, но позволяет использовать его в доме, опуская эжектор в колодец на расстоянии до 40 м.

3. Погружные насосы работают на участках уровнем грунтовых вод до 10 м. Их опускают до уровня воды, накачивают ее и поднимают вверх. Высота всасывания 8м, а выталкивать они могут и на большую высоту.

Итак, определили количество воды для комфортного проживания. Рассчитали мощность насосной станции и выбрали тип и место. Осталось купить:

• Насос;
• Гидроаккумулятор;
• Трубы для наружного водопровода (лучше полимерные);
• Автоматическую систему защиты;
• Смесители;
• Вентили;
• Задвижки;
• Краны;
• Гибкие шланги;
• Обжимные и пресс-фитинги

Если на участке колодца еще нет, его можно сделать, устанавливая арматуру вокруг колец, обваривая ее. Это спасет от плавунов и сдвига колец.

Чем раньше спланируете водоснабжение дома, тем лучше будет результат. В идеале станция работает автономно. Ежегодно проверяем по манометру давление воздуха в гидроаккумуляторе – вот и вся профилактика. Очень хотелось, чтобы у вас было именно так.

Подготовка насоса к погружению

Обычно погружные глубинные насосы, используемые для водозабора, готовы к работе после подачи на него питающего напряжения, иногда перед запуском производят следующую подготовку к их монтажу:

1. В некоторых моделях в верхней части корпуса около выходного патрубка отсутствует обратный клапан – в этом случае приобретается отдельный элемент, установленный в фитинг с подходящей к насосу внутренней или наружной резьбой, который прикручивается к его выходному патрубку.
2. Многие модели укомплектованы коротким питающим электрокабелем, перед спуском его придется удлинять, для этого используют специальные термоусадочные муфты, которые надевают на соединенные провода. После их нагревания феном, соединение полностью герметизируется и становится защищенным от проникновения влаги.

Рис. 7 Подготовка к монтажу скважинного насоса в источник

Принцип действия

1-Вибрационный насос 2-Центробежные насосы

В зависимости от своего принципа действия, существует 3 основных вида погружных насосов, такие как:

1. Винтовые насосы. В их конструкции присутствует спираль, которая крепится на роторе. Для ее работы требуется спираль, располагающаяся на статоре. В результате вращения ротора определенный объем воды поднимается со скважины наверх.
2. Вибрационные насосы. В них используется специальный вибратор. Он связывается с электромагнитной катушкой, через которую проходит переменный электрический ток. Таким образом возникает электромагнитное поле. Именно она запускает в действие вибратор. Из-за происходит нагнетающий эффект.
3. Центробежные насосы. Такие устройства отличаются наибольшей эффективностью. Принцип работы данного прибора основан на то, что его двигатель создает вращающий эффект на валу. Он оснащен одним или несколькими колесами, что имеют специальные лопасти. Именно они поднимают воду наверх.

Винтовой насос.

Мнение эксперта
Кузнецов Василий Степанович

Вышеперечисленные погружные насосы отличаются друг от друга своим коэффициентом полезного действия.

Как подобрать

Нормальное обеспечение водой дома, дачи или бани возможно только при правильном подборе всех параметров. А выбрать нужно:

• тип и производительность насоса;
• размеры гидроаккумулятора;

• место расположения.

Прежде всего, нужно узнать, достаточно ли быстро прибывает вода в колодец или скважину. Если дебет колодца или скважины меньше 1,7 м3/час (количество поступающей воды за один час), требуемое давление обеспечить не удастся. Оборудование рассчитано на более высокую производительность.

Подбор типа насоса

Один из самых сложных и ответственных этапов — выбор насоса. Он должен создавать достаточное давление, чтобы поднять воду на необходимую высоту. При этом его производительность должна обеспечивать потребности в воде, но в то же время, не должна превышать мощности скважины или колодца.

В насосных станциях используют самовсасывающие насосы вихревого и центробежного типа. И те и другие могут быть в моноблочном или консольном исполнении. Но такие насосы могут поднимать воду с относительно небольшой глубины:

• насос со встроенным инжектором обеспечит подачу с глубины 8-9 метров;
• нормально всасывающий с глубины 7-8 метров.

Если подавать воду нужно с большей глубины, необходимо будет использовать погружной насос. Его покупают, и на его основе собирают насосную станцию, второй выход — поставить агрегат с выносным инжектором.

Насос — один из главных компонентов системы

При использовании выносного инжектора поднять воду можно будет с глубины порядка 42 метров, но КПД системы получается невысоким, а затраты электроэнергии гораздо выше — работают по сути два насоса одновременно. Но иногда это — лучший выход.

Система с погружным насосом при большой глубине колодца будет самым лучшим вариантом. Она эффективна и «тянет» немного энергии. Единственный нюанс: погружное оборудование достаточно чувствительно к чистоте воды. Чтобы внутрь не попадал песок ил и другие посторонние частицы, на входной патрубок насоса  устанавливают специальную сетку-фильтр.

https://youtube.com/watch?v=p1twcgiduZg

Выбор мощности

Производительность подбирают из учета максимального расхода воды. Прикиньте, сколько одновременно может быть открыто кранов, посчитайте, объем воды, который через них уходит. Это и будет требуемая мощность насоса. Вообще, этот параметр лучше брать с запасом, так как работа на пределе резко сокращает «жизнь» оборудования.

В среднем, для семьи из 3-4 человек расход составляет 2-4 м3/час, соответственно выбирается и оборудование.

Выбор объема гидроаккумулятора

Вообще, желательно устанавливать как можно более объемный бак. Это обеспечит более редкое включение насоса. Ведь, чем реже он включается, тем дольше будет служить: пусковые токи на мотор действуют разрушительно. С другой стороны, большой гидроаккумулятор нужно где-то устанавливать, а еще он стоит приличных денег. Зато при отключении электропитания у вас в системе будет запас воды, равный объему вашего бака.

Чем больше бак для воды, тем реже включаться будет насос

Только будьте внимательны. Есть мембранные расширительные бачки для газовых котлов. Они стоят намного дешевле, но делают воду непригодной для питья. Да и не рассчитаны они на работу с жидкостью, так что скоро выйдут из строя.

Подобрав все эти компоненты, можете приступать к выбору насосной станции, которая будет удовлетворять вашим требованиям.

Установка и запуск насоса для скважины

Чтобы правильно подключить систему водоснабжения и выполнить ввод воды, необходимо грамотно установить насосное оборудование:

• подсоединить обратный клапан к перекачивающему агрегату;
• установить обжимную муфту;
• произвести соединение с трубопроводом;
• зафиксировать троса для погружения в источник водоснабжения;
• зафиксировать на тросе трубы и питающий кабель;
• опустить перекачивающий агрегат в скважину;
• зафиксировать трос в оголовке обсадной трубы.

На заключительном этапе выполняется проверка работы перекачивающего агрегата. Сборку автоматики нужно производить по прилагаемой производителем инструкции.

Сфера применения насоса

Использование насоса Малышок возможно для решения широкого спектра задач, это оборудование применяется на садово-огородных участках, в подсобных хозяйствах, на фермерских угодьях и на дачах. Учитывая универсальность насоса, его можно использовать со следующими целями:

• устройство оросительной и поливной системы на садовом участке, полив полей и орошение посадок, кроме того, оборудование можно эффективно использовать для откачки воды из искусственного водоема или, наоборот, его наполнения;
• закачка воды из скважины или колодца в водопроводную систему или специальные емкости, с помощью данного насоса можно легко обеспечить водой все точки забора на дачном участке среднего размера;
• откачка воды из подвалов и подсобных помещений в случае затопления.Компактные габариты, простота подключения и эксплуатации оборудования отлично подходят для этих целей.

Погружной вибрационный насос Малыш пользуется большим спросом на рынке — это одно из лучших соотношений цены и качества

В зависимости от специфики использования, можно выбрать вариант насоса Малыш с нижним забором воды или же с верхним. Вариант с нижним забором наиболее эффективен при использовании в колодцах или скважинах с диаметром более 100 мм. Также такое оборудование хорошо подходит для откачки воды из мелких резервуаров, то есть пригодится при затоплении помещений или откачке воды из низин. Минус нижнего забора – высокий риск попадания грязи и различных мелких частиц, поэтому на входное отверстие оборудования с нижним забором рекомендуется устанавливать фильтр.

Насос с верхним забором не только не позволяет мусору попасть вовнутрь, но и характеризуется более эффективным охлаждением и практически не боится перегрева. Такой насос можно смело оставить работающим без присмотра, что позволяет использовать его с целью обеспечения непрерывной работы автономной системы водоснабжения. Также данный тип техники применяется для подъема воды из скважин и колодцев.

Принцип работы насоса Малыш с верхним забором воды в водоеме: 1 — насос, 2 — защитное кольцо, 3 — хомут, 4 — трос (шнур) капроновый, 5 — связка, 6 — шланг, 7 — шнур питания, 8 — пружинящая подвеска, 9 — перекладина

Принцип работы насоса Малыш

Как и любой другой вибрационный насос, Малыш работает по инертному принципу — это означает, что в его корпусе имеется вибратор, который придает жидкости колебательные движения. Вибратор представляет из себя якорь, к которому прикреплен шток. Когда насос включается в сеть, якорь притягивается к магниту, затем магнит выключается, и специальная пружина возвращает якорь со штоком в исходное положение. Такие колебания происходят примерно 50 раз в секунду.

По характеристикам насоса Малыш видно, что такая простая конструкция, тем не менее может обеспечивать достаточно высокое давление жидкости в системе водоснабжения.

Технические характеристики для выбора насоса

Вне зависимости от типа размещения прибора, принципов действия и прочих параметров, важно учитывать технические характеристики. Только так можно купить оборудование в дом или на дачу, которое будет работать долго, и справляться с объемами работ

Особенности эксплуатации и архитектурное решение всей системы автономного водопровода также влияет на процесс выбора и покупки агрегатов. Итак, что учитывается:

1. Производительность. Параметр обязан соответствовать максимальному объему потребления воды в сутки. Стандартный расчет – 200 литров. Показатель варьируется в зависимости от количества человек, поливальных нужд (тип почвы), погодных условий.
2. Напор. Хороший напор отвечает за доставку потока до сантехнических приборов. Расчет показателя в метрах с учетом падения 1 м напора на каждые 10 м протяженности трубопровода. Минимальный уровень напора равняется длине (по вертикали) от самой высокой точки всей системы до точки расположения насосного оборудования. К этому добавляется 20% суммарной длины трубопровода. А чтобы правильно рассчитать нужный параметр, лучше добавить к результату еще 5-10 метров.

Устройство насосного агрегата глубинного типа

Схема: устройство глубинного насоса для скважины

Главными деталями устройства является двигатель и насосная часть

В нижней части корпуса расположен двигатель, при установке особое внимание обращается на его гидроизоляцию. Насосная часть — многоступенчатый механизм, который включает в себя рабочие колеса, лопастные отводы и приводящий их в действие рабочий вал

Охлаждается изделие с помощью выкачиваемой воды. Наружное охлаждение происходит за счет прохождения водяных масс между корпусом насоса и стенами скважины. Внутреннее – при прохождении воды непосредственно через агрегат.

Принцип работы погружного насоса

Виды

• Ручные погружные насосы – удачное решение для дач и участков, где нет электричества. Они неприхотливы и очень долговечны.
• Самые распространенные по принципу действия в использовании – центробежные насосы. Их работа основана на концентрации вакуума в корпусном элементе прибора, на использовании центробежной силы. Благодаря её напору и происходит движение воды. К центробежным относится шламовый насос. Его применяют для выкачивания гидрожидкостей с содержанием абразивных веществ, в которых количественное содержание твердых частиц песка и глины может достигать 80%.

Есть два типа насосов: штанговые и бесштанговые. В водной среде применяют бесштанговые устройства, которые вместе с силовым кабелем погружаются в воду. Это электрические водяные насосы. По функциям они имеют незначительные отличия и подразделяются на скважинный, глубинный, дренажный, колодезный и фекальный насосы. Такие насосы просты в употреблении и широко применяются для циркуляции воды, в системах канализации жилых домов и на дачных участках.

Фекальные помпы снабжены специальным измельчителем, дренажные – поплавком-индикатором уровня воды; колодезные легко монтируются, их ещё называют поверхностными из-за их универсальных свойств. Все виды насосов мобильны, их можно при необходимости демонтирова ть и переставить в другое место. Существуют и стационарные разновидности насосов, которые устанавливаются на постоянное место использования.

Преимущества ПНД труб перед стальными аналогами

Трубы, которые соединяют погружное оборудование с поверхностным центробежным насосом, заслуживают особого внимания.

Выбирая материал для этого участка, нужно учитывать следующее:

• Трубы должны быть удобными для перевозки.
• Их монтаж не должен представлять особой сложности.
• Нужно выбирать материал прочный и устойчивый к истиранию.
• Изделия должны быть эластичными и не терять функциональные характеристики при деформации.
• Отсутствие в составе материала токсичных веществ и безопасность при транспортировке чистой воды – главное условие.

Все перечисленные критерии можно обнаружить при изучении характеристик труб из полиэтилена низкого давления. Кроме того они не подвержены коррозии, как стальные водопроводные трубы. В среднем эксплуатационный период ПНД труб составляет около полувека.

Решив приобрести для подачи воды из скважины трубы из полиэтилена низкого давления, следует отдавать предпочтение качественным изделиям с соответствующей маркировкой. На трубах должно быть обозначение сорта изделия, внешнего диаметра, толщины стенки, номинального и максимального давления.

Трубы, которые планируется использовать для прокладки водопровода от источника воды, должны иметь надпись «питьевая». Для использования на дачном участке подойдут трубы диаметром 32 мм и толщиной стенок 2,4 мм. Трубы для перекачки воды имеют синюю полосу (в качестве информации можно сказать, что трубы для транспортировки газа имеют желтую полосу).

Рекомендации по выбору оборудования

Первое, на что стоит нацеливаться при выборе агрегата – условия его применения и степени загрязнения воды.

Диаметр условного прохода насоса будет соответствовать максимальному размеру твердых включений, которые он способен перекачивать

При выборе дренажного оборудования для воды следует ориентироваться на технические характеристики изделия:

1. Производительность. Она определяется из расчета объема работ, которые должен выполнять агрегат. То есть, какое количество жидкости он должен откачивать за указанный временной период. Упор следует делать на самый сложный процесс.
2. Напор. Для определения этого параметра следует знать приблизительную высоту и расстояние, на которое планируется транспортировать воду. Этот показатель рассчитывается как разность между отметкой выхода воды из патрубка и глубиной погружения агрегата.
3. Откачиваемая среда. Максимально допустимый размер подлежащих перекачке с водой твердых включений указан в спецификации прибора. В моделях, предназначенных для работы с загрязненной водой, габариты рабочей камеры должны быть такими, чтобы обеспечивать беспрепятственное прохождение фракций.
4. Максимальный температурный порог. При выборе погружной модели, ориентируйтесь на максимальный порог температуры перекачиваемой жидкости, поскольку двигатель такого агрегата охлаждается за счет передачи тепловой энергии в транспортируемую жидкость. В большинстве случаев максимальный порог температуры воды составляет 50°С.

Максимальная производительность агрегатов бытового пользования составляет 180 л/мин. Этого вполне достаточно, чтобы осушить резервуар или убрать воду из погреба. Чтобы иметь возможность откачивать воду со дна емкости или колодца в оптимальном режиме, выбирайте модели, всасывающие отверстия которых расположены внизу.

При расчете необходимой мощности следует брать за основу тот параметр, что один метр вертикального водозабора будет соответствовать десяти метрам по горизонтали.

Напор и производительность дренажного насоса взаимосвязаны: чем больше глубина погружения устройства, тем меньше создаваемый напор (+)

Подбирая модель, учитывайте также состояние поверхности, где будет размещаться оборудование. Поверхностный дренажный насос лучше размещать в приямке размером 40х60 см. Это позволит избежать растекание воды по ровной поверхности.

Если же использовать автоматику, предполагающую вертикальное расположение поплавка, то поверхность и вовсе останется сухой. Ведь при грамотно выполненной настройке поплавковые механизмы работают исправно и надежно.

Независимо от типа модели, предназначенной для перекачки чистой жидкости, следует учитывать, что не стоит эксплуатировать ее вблизи заиленного или песчаного дна водоема. Попадающие в устройство частицы будут засорять его, что может негативно повлиять на срок службы агрегата.

Общая характеристика и классификация погружных насосов

Самым главным преимуществом погружных насосов является то, что их можно опускать на большие глубины без потери качества работы. Но недостаток этого свойства заключается в сложности технического обслуживания.

Любой насос этого типа состоит из очень прочного герметичного закрытого корпуса, который выполняет защитную функцию всего внутреннего оборудования от коррозионного воздействия.

Конструкция всех насосов погружного типа делится на два вида:

• вибрационная;
• центробежная.

Конструкционные особенности и принцип работы насоса непосредственно зависят от его типа. В целом, погружные насосы делятся на 4 основных вида:

• центробежные;
• скважинные;
• вихревые;
• фекальные.

Рассмотрим подробнее каждый из перечисленных видов.

Пределы глубин размещения электронасоса в скважине

Определение глубины опускания электронасоса всегда связывают с динамическим и статическим уровнем источника. Под статическим уровнем понимают расстояние между поверхностью грунта до водного горизонта источника при отсутствии водозабора, при составлении паспорта скважины он определяется спустя час после прокачивания.

Динамический уровень колодцев и скважин фиксируют при включенном на полную мощность электронасосе, который осуществляет водозабор в данном источнике, он также равен расстоянию между поверхностями земли и воды. Динамический порог фиксируется в точке равновесия пребывающего и откачиваемого потока, когда водное зеркало находится на постоянной отметке.

Рис. 3  Показатели уровня воды

Понятно, то при определении глубины спуска необходим учет динамической характеристики скважины, то есть электронасос должен располагаться ниже динамического порога не менее чем на 1 – 3  м – это является первым неоспоримым условием.

К тому же такая вода станет непригодной не только для питья, но и для хозяйственных нужд. Поэтому правильно рассчитанная глубина опускания должна учитывать этот фактор, расстояние до дна не должно падать ниже, чем на 0,5 – 1 м., для мощных электронасосов выбирают наивысший предел и даже увеличивают это расстояние.

Виды

Погружные насосы по своим конструктивным особенностям делятся на две большие группы:

1. Штанговые погружные насосы. Их привод осуществляется с использованием независимого двигателя. Он находится над поверхностью воды. Этот процесс происходит вследствие использования механической связи – так называемой штанги.
2. Бесштанговые погружные насосы. Они изготовляются в одной агрегате вместе с двигателем. Он может быть как электрическим, так и пневматическим. В первом случае питание происходит при помощи погружаемого электрокабеля.

По своему предназначению погружные насосы бывают:

• Скважинные.
• Колодезные.

• Фекальные.
• Дренажные.

Вследствие большого количество частных владений в Российской Федерации пользуются популярностью прежде всего скваженные и колодезные погружные насосы. С их помощью можно обеспечить работу автономной системы водоснабжения частного дома или же дачи. Кроме этого, их нередко используют, в том числе, и на разнообразных предприятиях. Это связано с тем, что таким образом завод или фабрика может обеспечить свои потребности в воде без необходимости полагаться на централизованные городские системы.

Популярные марки

Разнообразие моделей на все случаи жизни позволяют выбрать качественный прибор для определенных целей – для питьевой воды, откачки грязной воды с примесями, канализационные насосы. По достаточно низкой цене можно купить хороший долговечный аппарат, устойчивый к образованию коррозии.

По статистике, каждый второй прибор для откачки воды в мире производится датской фирмой Grundfos. Цены на такое оборудование гораздо выше российского. Качество подтверждено сертификатами. Фирма представляет широкий модельный ряд водооткачивающих приборов. Выбирая агрегаты марки Grundfos, нужно точно знать, какие параметры должен иметь насос.

Длительной работой без необходимости ремонта отличается насосное оборудование фирмы Wilo. Срок гарантии – 10 лет. При правильной установке и эксплуатации прибор может проработать в 3 раза дольше.

Итальянская марка Pedrollo давно работает на рынке и представляет насосное оборудование всех типов – поверхностное, погружное, полупогружное.