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.
Особенности ремонта и возможные неисправности
Учитывая, с чем сталкивались те, кто пользовался вибрационным насосом, и кому не повезло, можно сделать вывод, что все поломки связаны с выходом из строя электромагнитов. Это возможно лишь по причине разгерметизации корпуса. Такое бывает только в результате неправильной эксплуатации:
- Устройство работало вхолостую. В этом случае электромагниты вызывают вибрацию, которая критична для корпуса и диафрагмы. Результат – попадание жидкости в отсек с электрическим оснащением, и как следствие – короткое замыкание.
- Контакт насоса с обсадной трубой. Это возможно если при монтаже не установить защитное резиновое кольцо. В данном случае приспособление получает более 100 ударов в минуту, что естественно приводит к нарушению целостности корпуса.
Но главное, всегда можно произвести ремонт своими руками. Заменить и восстановить можно абсолютно все узлы, включая катушки, которые перематываются.
Винтовые насосы — плюсы и минусы
Данные конструкции аналогичны роторному агрегату. В качестве рабочего элемента выступает винт с лопастями в виде шнека мясорубки. Во время вращения он создает эффект всасывания воды во входящем патрубке. На выходе вода подается с большим давлением. Для увеличения давления в таких конструкциях могут одновременно работать до трех винтов. Винтовой насос имеет ряд преимуществ и недостатков.
Основные плюсы:
- Возможность создать на выходе большой напор.
- Нет ограничений по глубине залегания водного пласта.
- Возможность создать хороший напор воды при ее незначительном объеме.
- Вода подается равномерно, исключены перепады давления.
- Способность транспортировать воду с наличием в ней мелких частиц песка.
- Во время работы нет шума.
- Устройство является достаточно простым, что увеличивает его надежность.
- Техобслуживание производится в указанное время, но оно не несет значительных затрат.
Минусы:
- Габариты таких конструкций больше нежели у центробежных насосов.
- Нет возможности регулировать напор воды.
- В этом типе конструкции возможны только погружные модели.
Во время техобслуживания понадобится оборудование вынимать из скважины, на что потребуется некоторое время.
Самостоятельное подключение
Как подключить скважину к насосу? Сделать это можно при помощи профессионалов или же самостоятельно. Услуга мастеров будет стоить не так уж и дешево, поэтому все чаще предпочтение отдается установке своими силами. Сделать это не так уж сложно, если предварительно изучить порядок действий.
Рассмотрим самую простую схему насоса, которая поможет как в подключении, так и при эксплуатации.
На выходной патрубок устанавливается особый переходник для труб. Чаще всего он продается сразу с агрегатом. Если нет, придется докупить его. На данный переходник прикручивается муфта.
Монтаж поверхностного насоса
Монтаж поверхностного насоса в скважину осуществляется либо в помещении, либо непосредственно над ней. Подключение поверхностного насоса к скважине начинается с того, что в земле следует выкопать место для прибора ниже уровня промерзания почвы – кессон.
Начинаем подключение поверхностного насоса:
- к всасывающей части прикрепляем необходимый нам шланг;
- в месте окончания шланга следует закрепить специальный клапан. Он препятствует обратному сливу воды в момент отключения прибора;
- фильтрующий элемент прикрепляется на обратный клапан. Он чистит воду от грязи и частичек песка;
- шланг погружается в отверстие на нужную глубину.
Установку насоса в скважину своими руками осуществить совсем несложно при наличии инструмента.
Схема подключения поверхностного прибора представлена на рисунке:
Схема 1
Монтаж погружного насоса
Для установки глубинного насоса в скважину, необходимо четко следовать инструкции. Погружной насос для скважин устанавливается прямо в отверстие. Причем должен быть выдержан определенный зазор между прибором и шахтой, иначе он попросту сгорит. В инструкции можно узнать минимальное расстояние между стенками. Как подключить погружной насос?
Инструкция по установке погружного насоса в скважину выглядит следующим образом:
- на патрубок насоса монтируется обратный клапан. Он препятствует сливу воды трубой, когда прибор прекращает работу;
- к всасывающей части прикрепляется особый клапан, фильтрующий воду;
- на обратный клапан прикрепляется шланг, по которому вода будет подниматься вверх;
- провод электропитания к глубинному насосу крепят к нагнетательному шлангу при помощи особых клипс или стяжек из полимерного материала;
- в кронштейны верхней части корпуса прибора вводят шпагат. Именно на нем он будет висеть в скважине;
- как опустить насос в скважину? Делать это нужно аккуратно и исключительно при помощи каната.
Установить глубинный насос – не такая уж и сложная задача, с которой можно справиться и самостоятельно.
Схема подключения агрегата погружного типа представлена на рисунке.
Схема подключения 2
После погружения на нужную глубину, канат необходимо зафиксировать специальными кронштейнами. На какую глубину нужно опускать насос? Обычно прибор фиксируют в метре от дна. Глубина монтажа глубинного насоса зависит и от свойств почвы и уровня грунтовых вод.
Типичные ошибки при подключении
При монтаже крайне важно избежать ошибок, которые впоследствии обязательно скажутся в будущем. Наиболее типичные из них при монтаже насоса в скважину следующие:
- неверное определение высоты подвеса агрегата;
- малое сечение питающего электрокабеля;
- пренебрежение установкой защиты от нестабительности напряжения;
- недостаточный диаметр трубы для подачи воды;
- отсутствие в системе обратного клапана;
- неверный подбор либо отсутствие КИП и управляющей автоматики.
Вот и все. Теперь вы знаете, как правильно установить насос в скважину. Как видим, делать самому это несложно, главное, вникнуть во все нюансы. Еще один совет – не экономьте на насосной станции. Лучше один раз потратиться и купить качественный прибор, чем потом постоянно чинить дешевый. И еще – перед тем как установить насос в скважину, просмотрите видеоролики, где подробно рассказывается обо всех нюансах.
Вал и подшипники
Какой бы вид колеса не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:
- Консольно
- Симметрично
Консольное закрепление
При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.
Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.
Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.
Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.
Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.
Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.
Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.
Симметричное крепление
Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.
Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.
Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.
Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.
Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.
Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Типы и конструкция подшипников
Винтовой насос для скважины: устройство и отличительные особенности
Скважинный винтовой насос Спрут
Среди огромного ассортимента насосного оборудования, насосы винтовые для скважин занимают особую нишу. Конструктивные особенности позволяют использовать их не только для воды, но и для перекачки вязких жидкостей.
Поэтому винтовые агрегаты широко применяются: в пищевой, химической, фармацевтической, а также нефтедобывающей промышленности. Для большинства динамических насосов повышенное содержание песка в воде губительно, тогда как винтовой насос для скважины не столь привередлив, и может работать даже с грязной водой.
Принцип работы винтового насоса
Главное преимущество, которым обладают винтовые насосы для скважин – это поддержание равномерного, а не пульсирующего, как у центробежных вариантов, потока. При скромных внешних параметрах, они обеспечивают достаточно высокое давление
Это особенно важно для подземных водозаборов, когда воду приходится поднимать на поверхность с большой глубины
По общей классификации, винтовые насосы относятся к самовсасывающим объёмным насосам с многоступенчатой структурой. Конструкция скважинного винтового насоса предусматривает один вертикальный вал, что позволяет создавать оборудование с минимальными поперечными размерами.
Такая конфигурация и предопределяет его использование для установки в скважинах, и даже абиссинских колодцах.
Насос винтовой для скважины: внутреннее устройство
Ротор насоса представляет собой однозаходный стальной винт (шнек) с широким шагом резьбы и круглым сечением. Статорный винт имеет аналогичное сечение, но шаг резьбы у него вдвое больше, и он имеет обрезиненную поверхность.
Вращаясь в полости статора, ротор забирает воду от всасывающего патрубка, и, перемещая по спирали, подаёт её к патрубку отводящему.
Насосы для скважин винтовые производятся в двух вариантах. Это погружные насосы, и агрегаты с трансмиссионным валом.
Погружные насосы моноблочные, у них двигатель расположен внутри корпуса. Насосы с трансмиссионным валом более мощные, и способны, при подаче 1200 м3/час, поднять воду с глубины 125 метров.
Двигатель этих агрегатов находится на поверхности, над устьем водозабора, и соединяется с насосным узлом промежуточным трансмиссионным валом. Насосная часть имеет несколько, соединённых между собой шпильками, чугунных секций.
В каждой из них находится свой вал и центробежное рабочее колесо. Объединяет секции защитная сетка, через которую и поступает вода.
Насос винтовой скважинный: вариант для артезианских водозаборов
Такая конструкция позволяет при необходимости изменять количество ступеней насоса, регулируя тем самым его напор. С напорным трубопроводом, насосный узел соединяется через фланец, расположенный на корпусе верхней секции.
Трансмиссионный вал располагается во внутренней полости защитных труб, заполненных маслом. Собирают их тоже по секциям, постепенно наращивая в процессе опускания в скважину.
Погружные насосы отличаются тем, что их валы жёстко соединены с валами двигателей, поэтому необходимость в установке длинного трансмиссионного вала отпадает. Соответственно, упрощается и конструкция напорного трубопровода.
Такой агрегат можно установить даже в искривлённый ствол, да и помещение над скважиной, где располагают оборудование, в этом случае, будет по площади гораздо меньше. Вообще, винтовой скважинный насос отличается наиболее длительным сроком эксплуатации. Этому способствует практические полное отсутствие вибрации – извечного врага любого оборудования.
Какой насос выбрать
Итак, вы решили приобрести насос винтовой скважинный, но не знаете, какому варианту отдать предпочтение. И вообще, что предлагают сегодня производители для бытового использования?
Бесштанговые насосы для скважины
Все глубинные бесштанговые насосы для скважин можно разделить на такие разновидности:
- вибрационные;
- центробежные;
- вихревые;
- шнековые, то есть винтовые, или червячные.
Все модели имеют цилиндрическую форму, они погружаются в воду под поверхность зеркала. Забор воды может происходить снизу или сверху, от этого зависит качество использования скважины, быстрота ее заиливания
Это учесть весьма важно, так как быстрое накопление ила приведет к выходу из строя всего насосного оборудования. Поэтому важно выбрать подходящие модели
Схема вибрационного насоса.
Использование центробежного насоса считается самым удачным вариантом для любой скважины. Оборудование предназначено для обеспечения подъема воды с большой глубины, при этом полностью сохраняется ее чистота. Количество песка, которое допускается в жидкости, допустимо до 180 г/м³. Производительность устройства значительная, а надежность – высокая.
Выбор таких насосов сегодня большой, можно подобрать оборудование любой производительности, с дополнительными функциями. Работать они могут без перерыва длительное время, воду поднимают с глубины до 120 м. Это хороший результат для использования. Размеры оборудования компактные, один блок содержит до 120 ступеней. Центробежный глубинный насос для скважины считается лучшим вариантом. Чаще всего такие устройства используются для бытовых целей, глубоких скважин, промышленных предприятий. Сроки службы у насосов значительные, качество – отличное.
Стоит ли выбирать вибрационные насосы?
Использование вибрационного агрегата можно считать универсальным. Он применяется для колодцев, скважин, водоемов. Именно такой тип оборудования может применяться и для полива, при необходимости откачивания воды из затопленного подвала, для очистки самой скважины при ее заиливании. Производительность оборудования высокая, составляет примерно 700 л/ч, воду он может поднимать до 70 м.
Схема центробежного насоса.
Для вибрационного уход требуется простой, поломки возникают редко. Именно это оборудование применяется для разработки скважины на начальном этапе. Для постоянной стационарной работы такой насос применять не рекомендуется, так как по время работы вибрационного насоса стенки скважины повреждаются. Происходит это потому, что принцип работы основан на вибрации, а она крайне негативно влияет на состояние скважины. Она быстро выходит из строя, в воду попадают осыпающиеся частицы.
Для чего предназначены винтовые насосы?
Винтовой прибор применяется для резервуаров, небольших шахтных колодцев, скважин. Глубина погружения такого насоса для скважины составляет всего 15 м, для более глубоких применять не рекомендуется. Общие размеры оборудования относительно небольшие, эти устройства компактны, удобны в использовании. В уходе они простые, много внимания от владельца не требуют.
Процесс монтажа несложный. Требуется только выбрать оборудование, диаметр которого будет полностью соответствовать диаметру скважины, т.е. на несколько сантиметров меньше самого узкого места. Качество насоса хорошее, он с успехом применяется для бытовых нужд, особенно для колодцев загородных участков. Для скважин используется не столь часто, так как глубина погружения небольшая, хотя само оборудование и может поднимать воду примерно до 100 м.
Выбирать ли вихревые насосы?
Схема вихревого насоса.
Насосы для скважины вихревого типа способны качать воду до 40 г/м³. При этом допустимая глубина скважины составляет 30 м. Максимальный уровень напора, который может дать такое оборудование, составляет 100 м. Вода поднимается за счет вихря, который создается во время работы специального колеса устройства. При включении насоса вода начинает засасываться по внутреннему каналу, после чего поступает в верхнюю часть насоса. Есть возможность создания высокого давления, даже если подача воды небольшая. Это обеспечивает отличную производительность оборудования. Выбрать глубинный насос для скважины такого типа можно, если дебит не очень высокий, но в другом месте обустраивать источник не получается. Это устройство немного уступает центробежному, но для невысокой производительности колодца подходит больше всего.
Внутреннее устройство глубинного насоса и его принцип работы
Тип конструкции погружного насоса может варьироваться в зависимости от его принципа действия. Например, обязательными составляющими вибрационного устройства является насосный механизм и встроенный двигатель. Последний находится в самой нижней части агрегата и имеет защиту от воды. Также в приборе предусмотрен вибратор, посредством которого создаётся давление для накачивания воды по подъёмному трубопроводу.
Сам вибратор включает якорь, регулирующие шайбы и прорезиненный амортизатор. Такой механизм даёт оборудованию более устойчивую работу без сбоев и нарушения герметизации стенок.
Насосы погружного типа не требуют специально оборудованного помещения
Что касается глубинных центробежных агрегатов, то их конструкция имеет некоторые отличия. Огромная роль отводится лопаточному типу двигателя. В таких насосах предусматривается своя система охлаждения. За счёт того, что жидкость проходит через внутренние механизмы, подшипники, работающие во время запуска, не успевают перегреваться. Поэтому такие устройства принято считать самыми долговечными. Такое насосное оборудование имеет специальные защитные устройства. Все детали механизма упакованы в надёжный металлический корпус.
Домашнему скважинному насосу следует регулярно устраивать ревизию, проверяя работоспособность внутренних механизмов
Принцип работы погружных насосов также имеет некоторые отличия. В вибрационном насосе весь процесс закачивания воды происходит посредством специального передвижного поршня. При запуске внутри прибора формируется электромагнитное поле, которое заставляет двигаться вибратор, приводящий в движение поршень.
Погружные насосы уже много лет считаются самыми долговечными
Центробежный насос осуществляет работу с помощью специального колеса, создающего центробежную силу, которая осуществляет выталкивание воды в напорный канал с водозаборной трубки. Аналогичный принцип работы у шнекового насоса для скважины.
Устройство и принцип действия
О том, как работает насос такого типа, мы рассказывали неоднократно. Но все же повторимся в двух словах, чтобы было понятно далее, как он подразделяется на виды.
–>
- Главным рабочим элементом устройства является насаженное на вал и заключенное в корпус колесо (крыльчатка), состоящее из двух дисков, соединенных изогнутыми лопастями;
- Между дисками и лопастями образуются каналы, которые перед началом работы агрегата заполняются водой;
Фото рабочего колеса
- Когда рабочее колесо начинает вращаться, на воду действует центробежная сила, отбрасывающая её на периферию;
- Одновременно в центре колеса давление снижается и в разреженное пространство по всасывающему трубопроводу через патрубок поступает новая порция воды из источника;
- А вода с периферии под давлением выбрасывается из колеса в приемную камеру (диффузор), а оттуда в напорный патрубок, после чего покидает водяной центробежный насос по напорному трубопроводу.
Элементарная схема устройства центробежного насоса
Чтобы агрегат работал бесперебойно и надежно, помимо электродвигателя и рабочей камеры он снабжается дополнительным оборудованием:
- Задвижка для регулирования потока воды;
- Обратный клапан на всасывающем патрубке с фильтром грубой очистки для предотвращения вытекания воды из камеры обратно в приемный бассейн и её очистки от механических примесей;
Обратный клапан
- Манометр на напорном патрубке, показывающий давление, которое создает насос;
- Предохранительный клапан для защиты от гидравлического удара и т.д.
Подобное оборудование не всегда входит в комплект, но его можно приобрести отдельно и установить своими руками на сам насос или трубопровод, соединяющий его с источником либо потребителем воды.
Как лучше эксплуатировать
При покупке шнекового насоса для оборудованного источника придется принимать во внимание определенные правила эксплуатации. Благодаря следованию простым рекомендациям, домовладельцу удастся значительно продлить продолжительность эксплуатационного периода устройства. Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты
Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую
Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты. Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую.
Желательно соблюдать расстояние от дна хотя бы в 1 метр, чтобы по водопроводу не перекачивалась жидкость с примесью песка. При покупке шнекового агрегата можно не переживать о надежности функционирования такой техники. Конструкция изделия и основной принцип функционирования разрабатывался специально таким образом, чтобы водозаборное отверстие размещалось над самим двигателем. Рабочий узел, благодаря подобной конструкции, может охлаждаться естественным образом. Вероятность возгорания при этом практически равна нулю.
Особенности водозабора являются определяющими в вопросе подбора функциональных характеристик оборудования. Перед выбором подходящего насоса нужно обязательно учитывать все требуемые контрольные параметры.
Рабочее колесо
Есть 3 вида рабочих колёс:
- открытые,
- полузакрытые
- закрытые
Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.
Открытое колесо
Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.
Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.
Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.
Полузакрытое колесо
Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется закрытым.
Закрытое колесо
Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.
Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.
Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.
Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.
Кстати, прочтите эту статью тоже: Вакуумсоздающие системы на НПЗ
Правильное направление вращения для этого колеса – противочасовое. Поэтому по направлению сгибов лопастей можно сказать направление движения колеса.
Заключение по теме
Что хотелось бы еще сказать о погружных центробежных насосах для скважины. Выше уже говорилось о том, что количество рабочих колес определяет мощность, производительность и напор установки. Поэтому производители сегодня предлагают различные модели с разными техническими характеристиками. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, необходимо представить насосы разных величин (для глубинных в основном это касается длины). То есть, существуют приборы длиною не больше метра, а есть огромные в несколько десятков метров.
Не забудьте оценить статью:
