Принцип работы насосной станции: устройство, типы бака

Устройство насосной станции и принцип работы

Гидроаккумулятор

Емкость накопительного бака аккумулятора представляет две соединенные полости, одна из которых служит для приема поднятой насосом воды. Вторая камера выполнена в виде резинового компенсатора, постоянно сжимающегося под действием поступающей воды. После повышения давления во второй емкости автоматика отключает работу насоса.

При разборе воды жидкость, выливаясь из первой емкости, способствует уменьшению давления, а обратный клапан на выходе из бака не дает возможности воде вернуться. Сигналом автоматическому устройству к включению насоса следует понижение давления до заданной величины. Автоматическая защита от перегрева отслеживает температуру двигателя и отключает агрегат, а вода служит для охлаждения.

Четыре этапа работы насосной станции

1. насос забирает воду со дна колодца, и она по трубам поступает в накопительный бак, создавая определенное давление, после чего автоматическое реле выключает оборудование;
2. насосная станция работает в режиме ожидания, при котором давление сохраняется на максимальном значении;
3. пользователь открывает кран и расходует воду;
4. снижение давления во второй камере, вызванное уменьшением давления, позволяет системе включить насос для восполнения жидкости и так далее.

Основным преимуществом насосной станции перед применением простого насоса является постоянный небольшой запас воды, который позволит не заботиться о водопотреблении при отсутствии электричества в сети. Если поставить накопительную емкость в 50 и больше литров, то насос не будет включаться от каждого израсходованного на чайник литра воды.

Включение насосного оборудования будет происходить чаще, если прибавится полив сада или грядок. Понижение давления и учащение переключения реле вызовет подсоединение потребления горячей воды для отопления.

Применение стандартных насосных станций возможно, если глубина дна колодца располагается не ниже 9– 10 м. Если колодец или скважина расположены глубже, то применяется глубинный тип насоса или для больших скважин.

Для продления срока эксплуатации насосная станция оборудуется обратным клапаном, который защищает ее от работы без носителя при отсутствии воды в скважине. Перед насосом устанавливается фильтр грубой предварительной очистки, который предохраняет оборудование от засорения и загрязнения системы нерастворимыми примесями. Он легко снимается и поддается чистке.

Благодаря тому, что все резьбы и разъемы в наше время стандартизированы, не возникает трудностей при подсоединении всех этих приспособлений и замены их в случае выхода из строя.

Для гарантии отсутствия деформации всасывающую трубу лучше выбирать из жесткого и армированного материала. Хорошей альтернативой служит металлопластиковая труба, которая идет через отверстие в боковой стенке колодца и подсоединяется к насосу после фильтра. Нижний конец трубы изгибается и опускается в толщу воды около дна колодца. До дна она не должна доходить на 30 см. Сама труба закрепляется к вбитому внутри колодца штырю. Закрепляется труба в отверстии цементно-песчаным раствором и делается глиняный замок.

Насосная станция продается в комплекте с различными видами приспособлений, подходящими к этому типу по всем параметрам. Покупать отдельно собирательный бак или устанавливать контрольно-переключательные реле не нужно.

Для эффективной и безопасной работы значение имеет качество воды, поступающей в насосную станцию, поэтому организация системы фильтрации бывает просто необходима. Почти все модели рассчитаны на работу с чистой водой и имеют ограничения по степени загрязнения жидкости. Особенно вихревые насосы часто выходят из строя из-за грязной воды.

Для устройства насосных станций больше всего покупают насосы с центробежной силой, отличающиеся небольшой ценой. Они менее капризны в плане загрязнения воды, дают постоянный напор жидкости. Вихревые дают большую силу напора и выигрывают простотой эксплуатации, но высокая стоимость и небольшой допустимый подъем воды не всегда делают их востребованными среди широких слоев потребителей.

Для того чтобы установить насосное оборудование в жилой части дома, следует подбирать ее по производимому шуму во время работы. Обычно малошумные насосы стоят гораздо дороже, но зато комфорт от использования превзойдет все ожидания.

Насосные станции следует подбирать и по материалу корпуса и рабочих колес насоса. Если они выполнены из пластика, это приведет к удешевлению оборудования, но недолговечному использованию. К среднему классу стандартного насосного оборудования относят стальные и чугунные корпуса, а для дорогой высококлассной станции применяется бронза, алюминий и латунь.

Ошибки монтажа и их последствия

• Резьбовые соединения не достаточно затянуты ключом. Как следствие, утечка воды и размывание стен колодца.
• Не учтен принцип работы гидроаккумулятора: давление необходимо стабилизировать при помощи компрессора, если оно опускается ниже 1,5 атмосфер.
• Неправильный выбор оборудования.
• Неправильный выбор глубины погружения системы водозабора.
• Это грозит подрывом фильтров, скважина начинает пропускать песок, который очень быстро выведет оборудование из строя, давление стремительно упадет и потребуется капремонт.
• Завышенное потребление воды приведет к тому, что давление упадет.
• Неправильное подключение станции, работа в надрывном режиме, что приведет к ее поломке.
• Превышение нормы частоты включения, гидробак будет вынужден снижать негативное действие этого превышения, но на практике это происходит не всегда, что снова приведет к более раннему износу оборудования.

Как показывает практика, сама по себе насосная станция не наносит вред колодцу или скважине, но неправильная установка, монтаж и эксплуатация вполне могут привести к поломке оборудования, загрязнению воды, а также повреждению источника.

Многие еще встречаются с проблемой как достать насос из скважины.

Итак, мы выяснили, какие бывают насосные станции, как они работают, и каких ошибок в монтаже следует избегать.

В любом случае, для оптимальной работы оборудования мало правильно его установить, нужно правильно его использовать и своевременно обеспечивать ремонтно-профилактические работы.

Правильная эксплуатация техники и регулярное техническое обслуживание у квалифицированных специалистов значительно увеличивает срок службы насосных станций!

Устройство и принцип работы центробежных насосов

Широкое распространение центробежных насосов в быту и промышленности обусловлено их высокими эксплуатационными характеристиками и простотой конструкции. Для правильного выбора установки рассмотрим устройство центробежного насоса и основные типы.

Устройство насоса

В спиралевидном корпусе агрегата на валу находится рабочее колесо (или несколько у многоступенчатых насосов). Оно представляет собой передний и задний диски (или только задний), между которыми находятся лопасти.

Прокачиваемая жидкость с помощью всасывающего (принимающего) патрубка подается в центральную часть колеса. Вал приводится во вращение электродвигателем. Вода за счет центробежной силы выталкивается от центра рабочего колеса к его периферии. Тем самым в центре колеса создается разреженное пространство, область низкого давления. Это способствует притоку новой воды.

На периферии рабочего колеса наоборот: вода, находясь под давлением, стремится выйти через нагнетающий (отдающий) патрубок в трубопровод.

Типы центробежных насосов

1. По количеству рабочих колес (ступеней) центробежные различают:
   • одноступенчатые – модели с одной рабочей ступенью (колесом);
   • многоступенчатые – с несколькими колесами на валу.

1. По количеству дисков рабочего колеса :
   • с передним и задним дисками – они используются для сетей низкого давления или перекачки густых жидкостей;
   • только с задним диском.

1. По расположению установки во время работы :
   • горизонтальные;
   • вертикальные.

1. По величине создаваемого давления воды центробежные насосы бывают:
   • низкого (до 0,2 МПа) давления;
   • среднего (0,2-0,6 Мпа) давления;
   • высокого (от 0,6 Мпа давления).

1. По количеству и расположению всасывающих патрубков :
   • с односторонним всасыванием;
   • с двухсторонним всасыванием.

1. По скорости вращения установки :
   • быстроходные (высокоскоростные) – в этих моделях крыльчатка находится на втулке;
   • нормального хода;
   • тихоходные.

1. По способу вывода жидкости :
   • модели со спиральным выходом – в них водные массы выводятся непосредственно с периферии лопаток;
   • с лопастным выходом – жидкость выходит через направляющий аппарат с лопастями.

1. По своему назначению :
   • канализационные;
   • водопроводные и т.д.

1. По способу соединения установки с приводящим электродвигателем :
   • с помощью привода шкива или редуктора;
   • с помощью муфт.

1. По расположению установки во время работы :
   • поверхностные (наружные) насосы – при работе они располагаются на поверхности земли, а в резервуар (выгребную яму, приямок и т.д.) опускается водозаборный рукав;
   • погружные центробежные модели – такие устройства рассчитаны на погружение в перекачиваемую жидкость;

Виды рабочих колес центробежного насоса

Рабочее колесо – одно из важных частей центробежного насоса. В зависимости от мощности агрегата и места его работы они различаются:

1. по материалу :
   • чугун, сталь, медь применяется для изготовления колес, работающих в неагрессивных средах;
   • керамика и подобные материалы – при работе насоса в химически активных средах;

1. по способу изготовления :
   • клепаные (используются для маломощных насосов);
   • литые;
   • штампованные;

1. по форме лопастей :
   • с прямыми лопастями;
   • загнутые в сторону, противоположную направлению вращению рабочего колеса;
   • загнутые в сторону вращения рабочего колеса.

Форма лопастей влияет на напор воды, создаваемый агрегатом.

Рабочий вал

Это наиболее восприимчивая к повреждениям во время работы часть установки. Он нуждается в точной балансировке и центровке. Материалы, из которых изготавливается вал:

• кованая сталь;
• легированная сталь (для установок, работающих с повышенными нагрузками);
• нержавеющая сталь (для использования в агрессивных средах).

• жесткие (для нормальных режимов работы);
• гибкие (для повышенных оборотов);
• соединенные с валом приводящего электродвигателя (применяются для бытовых моделей насосов).

Принцип действия центробежного насоса, а также схема центробежного насоса одинакова для всех видов агрегатов. Он основан на силовом воздействии вращающихся лопастей на поток перекачиваемой жидкости с передачей ей механической энергии от рабочего механизма. Различия типов установок заключаются в их мощности, создаваемом напоре воды и исполнении.

Критерии выбора оборудования

Заводские насосные станции комплектуются насосом поверхностного типа. Существуют насосные системы, которые подразумевают применение насосов погружного типа. В их случае аккумулирующая емкость может быть меньших размеров, так как погружные насосы создают большее давление в системе и реже включаются. Для их защиты нет необходимости устанавливать аккумулирующую емкость большого объема.

Разберем устройство и принцип работы насосной станции. Поверхностные насосы бывают с разными инжекторами:

• Внутренний инжектор позволяет работать с глубиной до 8 метров, однако на выходе такие конструкции способны создать давление до 6 бар. Они не боятся воздушных пробок и прокачивают их вместе с водой. Их недостатком считается высокая шумность рабочего процесса, что делает необходимым обустраивать звукоизолирующий короб.
• Внешний инжектор работает с глубиной до 50 метров. Такие изделия отличаются экономичностью, но выдают КПД до 40%. Они работают гораздо тише, однако давление на выходе оставляет желать лучшего.

Каждый домовладелец самостоятельно выбирает тип насоса в зависимости от своих потребностей и желаемых характеристик. Разнообразие предлагаемых насосных станций располагает к большому выбору. Здесь можно найти любой вариант, соответствующий особенностям собственного водопровода.

Принцип работы и устройство насосной станции водоснабжения гидроаккумулятором

По такому принципу работают все современные станции. Вместо накопительного бака здесь используют гидроаккумулятор – герметичную емкость, разделенную на два отсека эластичной мембраной. Причем в первый отсек закачивают воздух, а во второй – воду.

Насосная станция с гидроаккумулятором

В итоге, чем больше воды во втором отсеке, тем выше давление на выходе из накопителя (воздух за эластичной мембраной уплотняется и начинает работать как амортизатор). Соответственно появляется возможность регулировать давление в домашнем водопроводе даже в случае размещения аккумулятора в подвале строения. Напор в водоводе обеспечивает сжатый воздух, давящий на мембрану.

А за наполнением гидроаккумулятора следит особый датчик давления, включающий и выключающий насос станции. Подобная конструкция исключает саму возможность протечек из-за переполнения аккумулятора.

Однако, есть у такой схемы и недостатки. Самый главный из которых – небольшой объем «запаса» воды. Вместимость типового аккумулятора – 20-25 литров. Для сиюминутных нужд этого вполне достаточно, но скважину с малым дебетом такая система обслуживать уже не может.

Кроме того, гидроаккумулятор это достаточно дорогое изделие, ведь он функционирует под достаточно большим давлением. Поэтому его производят только из стали, что приводит к появлению еще одной проблемы – угрозы разрушения бака под действием коррозии. Впрочем, эта беда легко устранима – емкость можно изготовить из нержавейки или оцинковать.

Насосные станции со встроенным эжектором — описание конструкции

Станции с внутренним эжектором можно оснащать и гидроаккумуляторами, и накопительными баками. Конструктивная особенность, в данном случае, кроется в конструкции заборного узла самого насоса.

Насосные станции со встроенным эжектором

Вода из скважины поднимается по трубе, в которой создается разрежение. Причем условие для транспортировки жидкости создает особый узел насоса – эжектор — прокачивающий сквозь себя воздух, «газированную» воду и, наконец,100-процентную жидкость. Содержание воздуха в жидкости может достигать и 25 процентов.

Соединенный со встроенным эжектором насос всегда центробежный – работает на крыльчатке. Вибрационный аналог просто не выдержит таких объемов воздуха в трубе. В итоге, такой насос сильно шумит при работе и выкачивает воду только из скважины глубиной до 10 метров. При этом насос со встроенным эжектором практически не реагирует на присутствие песка в жидкости.

Принцип работы и конструкция станций с выносным эжектором
Насосы с эжектором выносным отличаются от вышеописанных устройств месторасположением заборного узла. Он вынесен за пределы корпуса насоса. Причем к внешнему эжектору подводятся два шланга – вакуумный, в котором создается разрежение, и напорный, создающий рабочее давление в эжекторе.

Вода поднимается по вакуумному «рукаву» и сливается в накопитель или перетекает в нагнетательный «рукав». Напор в нагнетательном рукаве поддерживается насосом и провоцирует, посредством эжектора, разрежение в вакуумной трубе.

Выносной заборный узел (эжектор) обслуживается вибрационным насосом, для которого характерно неприятие сильно загрязненной и «газированной» воды. Впрочем, поскольку эжектор заглублен ниже зеркала колодца с последним проблем практически не бывает. А от частиц ила заборное отверстие эжектора защитит фильтрующая решетка.

Главное достоинство такой конструкционной схемы заключается в практически неограниченной глубине обслуживаемой скважины. Однако, в силу особенности строения насоса, большая часть выносных эжекторов погружается до отметки 60 метров. При этом станция с выносным заборным узлом работает абсолютно бесшумно.

Как выбрать насос поверхностный –основные факторы при покупке

В первую очередь при покупке нужно определиться с задачами, которые будет решать поверхностный насос

Если агрегат будет перекачивать воду для питья, бытовых нужд жителей и полива огорода, значит, нужно обращать внимание на следующие факторы:

• Производительность насоса – чтобы обеспечить семью из 3–4 человек водой для питья и полива, устройство должно перекачивать не менее 3 м3/ч;
• Протяженность трубы по горизонтали и глубина забора – два эти параметра связаны между собой. Чтобы выбрать насос для колодца, необходимо ориентироваться на соотношение 1:4, то есть, при наличии источника глубиной 2 метра, протяженность горизонтальных труб не должна превышать 8 м;
• Напор воды – очень важный фактор. Узнав глубину колодца, к этому показателю следует прибавить 30 м. Подобрать насос нужно так, чтобы указанный в его паспорте напор не был меньше полученных расчетов;
• Количество точек потребления воды – необходимо учесть, что чем больше этих точек, тем мощнее должен быть насос. В противном случае при открывании сразу нескольких кранов давление в системе резко упадет.

https://youtube.com/watch?v=zd3h74o1lZA

Разбираем как подключить гидроаккумулятор к погружному насосу

Чтобы правильно подключить гидроаккумулятор к погружному насосу, надо для начала теоретически разобраться с механизмом подключения. Это поможет быстрее выполнить работу по соединению насоса с баком.

Подключение гидроаккумулятора в систему водоснабжения осуществляется не сложно. Для этого достаточно иметь все необходимые элементы, клапаны, шланги и подключить их последовательно по алгоритму.

Для того чтобы подключить бак, надо будет проверить наличие:

Скважного насоса; Реле; Трубопровода для течения воды от насоса к будущему баку и от бака до точек водозабора; Обратного клапана; Запорной арматуры; Фильтров для очистки воды; Дренажа для канализации. Если всё вышеперечисленное у вас в наличии, то можно приступать к подключению

К погружному насосу подключается переходной ниппель. Далее следует подключение обратного клапана и трубы. Потом ставится фитинг и фильтр, а между ними кран. После них устанавливаете пятерник и реле давления. Для контроля нужен манометр. Он помогает настроить давление. К гидроаккумулятору подключаете спускной кран и шланг, который выдерживает вибрации во время работы. На этом установка завершена. В этом случае колодец отходит на второй план, ведь вся основная работа переносится на систему домашнего водоснабжения

Если всё вышеперечисленное у вас в наличии, то можно приступать к подключению. К погружному насосу подключается переходной ниппель. Далее следует подключение обратного клапана и трубы. Потом ставится фитинг и фильтр, а между ними кран. После них устанавливаете пятерник и реле давления. Для контроля нужен манометр. Он помогает настроить давление. К гидроаккумулятору подключаете спускной кран и шланг, который выдерживает вибрации во время работы. На этом установка завершена. В этом случае колодец отходит на второй план, ведь вся основная работа переносится на систему домашнего водоснабжения.

Подключить аккумулятор к насосу не составляет труда. Главное, проверить наличие всех составляющих для подключения к погружному или для скважинного насоса. Иначе, придётся сворачивать работу. Процесс подключения может занять всего пару часов, если вы будете делать его при правильной последовательности.

Основные части и компоновка

Комплектно поставляемые компактные агрегаты оснащены поверхностными самовсасывающими насосами центробежного или вихревого типа. Станции, укомплектованные погружными (скважинными) насосами, будучи распределенными (не компактными) системами, далее не рассматриваются.

Компактная насосная станция с поверхностным насосом содержит следующие  основные части:

• насосную установку:
• гидроаккумулятор (мембранный гидробак);
• блок автоматики.

Насосная установка с горизонтальным расположением валов насоса и двигателя (обычно асинхронного короткозамкнутого однофазного) монтируется сверху на гидроаккумулятор также горизонтального типа. Баки некоторых фирменных станций (например, Aquario) оснащены специальными монтажными площадками под насосы. Это обеспечивает большую его устойчивость при транспортировке и эксплуатации.

Составные части нососной станции.

В хорошо спроектированных агрегатах составные части соединяются посредством пятиходового штуцера (в просторечии «пятерика»), латунного или из нержавеющей стали. Конструктивно «пятерик» представляет собой обычный тройник с двумя дополнительными выходами, устанавливаемый на напорный патрубок насоса. Боковой выход служит для присоединения шланга-переходника (в металлооплетке) к гидроаккумулятору. Два дополнительных выхода малого диаметра служат для присоединения манометра и блока автоматики (реле давления). Оставшийся выход служит для присоединения напорного трубопровода.

Присоединение составных частей станции посредством пятиходового штуцера.

Однако на рынке достаточно распространены и другие варианты компоновки станций, производители которых используют упрощенную комплектацию, отказываясь от одних комплектующих и экономя на других. Существуют станции без пятиходового штуцера, в которых реле давления, соединительный шланг и манометр крепятся непосредственно к корпусу насоса. Есть компоновка, содержащая блок автоматики, закрепленный на фланце гидроаккумулятора. При этом производители таких станций, экономя на комплектующих, жертвуют удобством потребителя при эксплуатации оборудования.

Конструкция и принцип действия водяных станций

Погружные модели опускают в воду, где они охлаждаются при работе. Для защиты от перегрева при падении уровня жидкости они имеют встроенную автоматику. Поверхностные модели устанавливают на удалении от источника в помещениях с постоянной плюсовой температурой. Вода всасывается через трубу, опущенную в источник.

В отдельный вид можно выделить насосные станции — компактные водонапорные комплексы.

На общей станине смонтированы:

• поверхностная помпа;
• накопительный мембранный бак;
• автоматика из реле давления и манометр.

Гидроаккумулятор разделен надвое эластичной мембраной. Когда электронасос включается, во вторую часть бака закачивается вода. Под ее воздействием мембрана сжимается, создавая давление в водопроводе. Его уровень контролирует реле, которое отключает помпу при достижении верхнего заданного порога.

Принцип работы насосных станций.

Если открыть кран, в него из бака начинает поступать вода. Давление постепенно снижается; когда оно достигает нижнего уровня 1,5 атм, реле включает электродвигатель. Вода вновь начинает закачиваться в систему, цикл повторяется. Стабильное давление, которое поддерживается автоматически, позволяет подключать любые бытовые приборы, организовать автополив участка.

В насосных станциях преимущественно установлены помпы центробежного типа. Единственный их недостаток — шумность в работе.

Преимуществ больше:

• могут качать воду, содержащую примеси песка;
• КПД бытовых моделей достигает 70%;
• объем прокачиваемой жидкости до 20 м³/час;

Принцип работы простой: вода поступает на центробежное колесо и выталкивается через патрубок. Выпускаются многоступенчатые модели с несколькими центробежными колесами в отдельных камерах. На каждом последующем повышается давление. Напор, создаваемый бытовыми , превышает возможности помп других типов и достигает 300 м.

применяются в станциях реже. Они всасывают воду лопастями, работают почти бесшумно. Высота подъема не превышает 100 м, а объем прокачки 5 м³.

Станции от производителей оснащаются в большинстве

Их важное преимущество — возможность использовать в самых узких скважинах диаметром 32 мм, куда погружная помпа не войдет. Опускают шланг, через который засасывается вода с глубины 7-10 м. С большей глубины воду качают погружными электронасосами

В быту применяются несколько видов, среди них есть центробежные и вихревые. Используют также , которые подают воды до 15 м³/час на высоту 100 м. Рабочая часть в них — змеевидный винт, который всасывает жидкость и проталкивает в выходной патрубок

С большей глубины воду качают погружными электронасосами. В быту применяются несколько видов, среди них есть центробежные и вихревые. Используют также , которые подают воды до 15 м³/час на высоту 100 м. Рабочая часть в них — змеевидный винт, который всасывает жидкость и проталкивает в выходной патрубок.

Для колодцев используют вибрационные электронасосы. В них под воздействием электромагнита быстро перемещается мембрана, засасывая воду. Они прокачивают до 1,5 м³/час жидкости, предельный напор 80 м. К достоинствам относится быстрая установка и демонтаж, долговечность. Преимущественно используют сезонно дачники для полива участка, других хозяйственных нужд.

Общая характеристика принципа работы насосной станции

Агрегаты предназначены для водоснабжения загородных домов из любого источника: скважины, колодца, открытого водоема, центрального водопровода (как повысительные установки). В зависимости от мощности, станции, периодически включаясь и выключаясь, могут обеспечивать водой от одного до нескольких потребителей без потери напора в системе.

Как только в доме открывается хотя бы один водопроводный кран, давление, имевшееся в системе до начала водоразбора, сразу начинает падать. Когда его уровень достигает нижнего порогового значения (обычно 1 ат, максимум 2,5 ат) автоматика насосной станции включает агрегат на закачку воды. Когда кран закрывается, насос быстро доводит давление внутри системы до верхнего порогового значения (обычно 3 ат, максимум 4,5 ат), тогда автоматика отключает агрегат и забор воды прекращается. Дачник (домовладелец) получает возможность пользоваться водой для бытовых нужд (полива), просто открывая и закрывая водопроводные краны.

Варианты использования насосных станций.

Основные элементы конструкции станции

Самые главные составные части любой насосной станции – это накопитель и сам насос. Причем накопители могут быть всего двух типов – бак и аккумулятор. А насосы трех типов – со встроенным эжектором, с выносным эжектором и без эжектора.

Типовая конструкция насосной станции

Кроме того, в конструкции станции есть и связующее звено, регулирующее работу насоса и процесс наполнения бака – управляющий элемент, в основе которого лежит либо поплавковый клапан, либо датчик давления.

При этом все вышеописанные разновидности накопителей, насосов и регуляторов влияют не только на конструкцию станции, но и на сам принцип работы устройства для перекачки воды. И далее по тексту мы отследим влияние этих узлов на устройство и принцип работы станций.