Для работы им необходимо небольшое количество жидкости до их включения. В чем их основное преимущество и почему этот тип выделяют отдельно? Если говорить просто, то обычный поверхностный насос не может поднимать воду с глубины более 9-10 метров. Исключение это особо мощные модели с эжектором, но популярностью они не пользуются.
Для самовсасывающих это тоже характерно, они не подходят для подъема воды с большой глубины. Поэтому используют их только с колодцами.
Насосы также можно разделить на собственно самовсасывающие и на нормально всасывающие. Во втором случае это обычно погружные модели, которые функционируют когда жидкость переходит из колодца или скважины в рабочий отсек самотеком. А уже из него она отправляется дальше. Если в рабочий отсек попадает воздух, то при наличии защиты он отключиться, так как насосам нельзя работать всухую. Но если насос самовсасывающий, то они могут самостоятельно удалять воздух, при этом не допуская его назад.
Типы самовсасывающих насосов
Существует два основных типа самовсасывающих насосов: центробежные и вихревые. Мы уже рассказывали про эти типы на нашем сайте, но коротко повторим основную информацию.
Вихревые самовсасывающие насосы
У них есть рабочее колесо с лопатками, которые расположены по краю колеса и направлены радиально. Такое устройство также называется «импеллер». Вода за счет перегородок будет отталкиваться к периферии корпуса, но потом возвращаться назад. Получается, в рабочей камере вихревого насоса создаются струи воды, которые сталкиваются друг с другом, в результате получаются вихревые потоки (отсюда и название).
Вихревые самовсасывающие насосы способны создавать значительно большее давление, чем центробежные, о которых ниже. При одинаковом размере рабочего колеса разница в давлении может быть в 6-7 раз, что очень много. А поскольку они самовсасывающие, они могут работать даже если внутри присутствует воздух, впрочем, для старта работы ему все равно нужно какое-то количество воды внутри. Но в любом случае, это значительно облегчает его запуск, тем более, вода остается в нем после предыдущих запусков.
Плюсы подобных насосов это хороший напор, легкий запуск, компактность и возможность прокачивать смесь воды и воздуха, при этом не теряя своих характеристик. Но есть и минусы. У таких насосов один из самых низких КПД среди всего насосного оборудования, он может не превышать 45%. Проще говоря, вы потратите много электроэнергии, но при этом получите меньший результат, чем при использовании насоса с более высоким КПД и аналогичным потреблением. Ну или результат будет одинаковый (в плане напора и объема прокачки воды), но расходы на электроэнергию будут значительно выше.
Поэтому самовсасывающие вихревые насосы не так уж и часто используют для водоснабжения дома или в других целях, где нужна частая работа. Не смотря на их плюсы, они больше подходят для тех сфер, где использование периодичное и не слишком частое. Например, для полива огорода. Но в целом этот тип достаточно популярен, свои плюсы у него есть.
Центробежные самовсасывающие насосы
Это второй тип, который достаточно сильно отличается от предыдущего. Их рабочая область имеет улиткообразное сечение. Вода в движение приводится крыльчаткой, которое остановлено на валу. Вал может быть один или их может быть несколько, это зависит от конкретной модели.
Плюс варианта с несколькими валами (они еще называются многоступенчатые) в том, что они могут менять свою производительность. Если говорить проще, это помогает экономить электроэнергию, так как насос не будет работать на полную мощность тогда, когда это не нужно.
После запуска насоса вал начинает вращаться, вода прижимается к стенкам, возникает центробежная сила, которая прижимает воду в области между стенкой рабочей камеры и лопастями. Дальше вода выталкивается в сторону выходного патрубка, а в центре крыльчатки возникает область пониженного давления, что провоцирует всасывание воды из колодца. Такое устройство считается надежным, кроме того, центробежные самовсасывающие насосы работают очень тихо, если сравнивать с другими типами. Срок их службы очень большой, нередко это могут быть десятки лет. Также они способны перекачивать воду, которая не совсем чистая.
Но такой устройство и принцип работы означает минус: если возникает воздушная пробка, то никакой центробежной силы не будет и насос прекратит качать воду. То есть, в его рабочей камере постоянно должна быть вода. При первом включении в центробежный самовсасывающий насос заливают воду через предназначенное для этого отверстие. В дальнейшем воду обычно заливать не обязательно, тут предусмотрен клапан обратного действия, который помогает удержать ее при выключении насоса.
Варианты с эжектором
Выше мы писали, что насосы с эжектором не пользуются большой популярностью, это действительно так. Но рассказать про них стоит. Как понятно, основное отличие от предыдущих типов, которые работают самостоятельно, это наличие эжектора. В его конструкции предусмотрено два входа и один выход.
Если с выходом все понятно, то один вход служит непосредственно для забора воды, второй сужается внутри насоса и обеспечивает рециркуляцию потока. В камере создается разряженная область, которая обеспечивает дополнительный подсос воды из источника.
Плюс такой схемы в том, что возникает разница давления между точкой входа и рабочей камерой насоса. А это уже дает серьезное ускорение самому потоку. Поэтому воду можно откачивать с куда больше глубины, чем с помощью самовсасывающих насосов, о которых мы писали выше. Глубина подъема может увеличиваться вплоть до пяти раз. Но и минусы есть.
Часть воды возвращается в скважину, поэтому производительность снижается. Плюс насосы с эжектором шумят значительно сильнее. Более низкая производительность не страшна, просто потому, что для обычных нужд ее все равно более чем достаточно.
Но только ли из-за шума самовсасывающие насосы с эжектором используются редко? Нет, разумеется, не только. Все дело в том, что зачастую просто нет смысла покупать модель с эжектором, так как есть другие типы насосов, которые способны выполнять эту задачу. Да, у них есть свои недостатки тоже, но имеются и плюсы. Плюс они зачастую попросту дешевле, поэтому модели с эжекторами и не нашли широкого применения.
Принцип работы водяного насоса: особенности, схема
В частных домах устройство системы водоснабжения считается одной из важных задач. Для перекачки воды используют разное насосное оборудование, которое отличается мощностью, производительностью, техническими параметрами, способом установки водяного насоса.
При выборе насоса для воды важно ориентироваться на устройство водяного насоса, принцип работы помпы. При выборе агрегата обязательно учитывают количество перекачиваемой воды, скорость выполнения работы. После этого вы сможете подобрать оптимальный агрегат, который будет качественно выполнять поставленные задачи.
Устройство и принцип работы водяного насоса: основные сведения
Ключевая часть насоса – латунные трубки. Они выполнены в плоскоовальной форме. Располагаясь вертикально, трубки формируют пластины. Вокруг сердцевины располагаются стойки. Они предназначены для крепления баков на разной высоте.
В качестве сопутствующих элементов выступают амортизаторы. Их основная функция – смягчение вибраций. Вибрации встречаются чаще всего на местах соединения элементов конструкций. Вблизи радиатора есть специальная облицовка с защитной функцией. Стойка радиатора также удерживает кронштейны.
Разновидности насосов и их конструктивные особенности
Чтобы определить принцип работы насоса, важно разобраться в разновидностях устройств. Именно по механизму работы насосов определяют тип агрегата. Выделяют следующие разновидности насосов:
- центробежные;
- вибрационные;
- вихревые.
В зависимости от способа установки и типа эксплуатации отличают погружные и поверхностные устройства. Главное отличие заключается в том, что поверхностные устройства насосов устанавливают на поверхности. Такой вариант агрегата подходит, например, для организации системы полива.
Погружные устройства монтируются в воду. Они подходят для эксплуатации в воде на максимальную глубину до 10 метров. Грани погружения фиксируются техническими параметрами устройства. В продаже вы можете найти и усовершенствованные насосы для погружения до 80 метров. Такие устройства чаще всего имеют функцию защиты от работы на сухую.
В случае опустошения скважины или нехватки воды устройство автоматически выключается. За счет этого удается избежать выхода из строя насосов. Погружные устройства используют для монтажа с целью перекачки большого количества воды на постоянной основе.
Все насосы разделяют на бытовые и промышленные. В первую очередь, отличаются они стоимостью. Промышленные устройства стоят на порядок дороже, поэтому применяются только в случае острой необходимости при высоких требованиях к производительности.
По типу рабочего элемента устройства бывают:
- Лопастными. В таких устройствах внутри насоса установлено колесо с лопастями, которые постоянно вращаются. За счет этого перекачивается вода. Такой тип устройства применяется для вихревых и центробежных устройств.
- Вибрационными. В таких устройствах отсутствуют подвижные элементы. Насос работает по принципу возвратно-поступательной системы. За счет этого происходит движение воды. Принцип работы таких насосов определяется электромагнитным полем.
Назначение и принцип действия центробежных насосов
Центробежные устройства для перекачки воды отличаются высокой производительностью и мощностью. Работая с высоким напором, эти виды водяных насосов отлично справляются с поставленной задачей. За счет этого устройства считаются очень популярными на рынке.
Устройство центробежного насоса включает следующие элементы:
- корпус, который может быть выполнен из различных материалов. Например, чугун или бронза, сталь или латунь;
- электрический двигатель;
- крыльчатка с лопастями.
Устройство центробежного насоса определяет принцип его работы. Центробежная сила, создаваемая в рабочей части насоса, способствует движению воды. В этом случае система работает следующим образом: вода поступает в корпус, после чего выталкивается в водопровод.
Центробежные водяные насоса отличаются материалами изготовления, техническими параметрами, конфигурацией и другими критериями. Популярность данного вида устройства стала причиной появления большого количества модификаций на рынке:
- по типу эксплуатации – погружные и поверхностные;
- положение – вертикальное и горизонтальное;
- одноступенчатые или многоступенчатые.
При выборе водяных насосов обязательно учитывают тип материала. Он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки и воздействие воды. Центробежные насосы считаются долговечными, надежными устройствами. Плюс в том, что агрегаты могут работать в разных температурных диапазонах. Стоят они относительно недорого, поэтому проблему перекачивания воды вы сможете легко решить без существенных финансовых затрат.
Вихревые насосы для воды: как работают устройства
Для этих водяных насосов присущий высокий уровень напора. Они работают с целью быстрого перекачивания воды. Принцип работы устройства определен созданием вихря из потока воды. Несмотря на компактные размеры устройств, удается обеспечить быстрое перекачивание воды. Такие агрегаты не применяют для перекачки загрязненной воды с примесями.
У вихревых насосов выделяют сильные стороны и минусы, исходя их которых, можно определить рациональность использования устройств для конкретной цели и условий.
К плюсам относят небольшой размер устройства. Показатели напора вихревых насосов превышают центробежные в 3-5 раз. За счет простой конструкции все детали можно обслужить и заменить в случае их выхода из строя. Среди минусов устройств определяют чувствительность к механическим элементам, которые могут встречаться в водной среде.
Как работает вибрационный насос?
Вибрационные насосы применяют для поливов огородов и обеспечения водой. Принцип действия вибрационного насоса – создание магнитного поля. Оно влияет на катушку и сердечник. Эти конструктивные элементы начинают видоизменяться. Так, сердечник имеет металлическую структуру. При изгибании он создает низкий уровень давления.
При поступлении воды в систему, конструктивные элементы принимают свой первоначальный вид.
Вибрационные насосы могут перекачивать даже грязную воду с примесями. Это свойство считают ключевым для вибрационных устройств. Конструкцией водяного насоса исключено наличие взаимодействующих деталей. Они не изнашиваются, поэтому водяной насос считается долговечным.
Минусом считают то, что при перепадах напряжения вибрационный насос работать не сможет. При установке такого устройства важно позаботиться о бесперебойной работе системы. Для этого можно установить стабилизатор, который сможет регулировать уровень напряжения.
Как правильно выбрать водяной насос?
От выбора водяного насоса зависит решение вашей главной задачи – перекачивание воды. Грамотный подход при выборе устройства определяет мощность, скорость перекачивания воды, производительность. Есть ряд параметров, на которые стоит ориентироваться при выборе насоса для скважины:
- максимальный уровень напора. Он также определяет мощность и высоту, на которую водяной насос сможет поднять воду;
- объем воды. Это количество воды, которое насос сможет перекачать за единицу времени. Чаще всего этот параметр рассчитывается в единицах кубометр в час;
- мощность. Определяет экономичность устройства;
- уровень загрязнения воды. Определяет, можно ли использовать устройство для перекачивания грязной воды. Также могут указывать максимальный размер допустимой фракции для перекачивания.
Важно, что при увеличении скорости перекачивания снижается высота напора. В зависимости от условий перекачивания воды нужно определить наиболее подходящий агрегат. Вибрационные насосы лучше всего поднимают воду на нужную высоту. Центробежные насосы не способны подавать воду в большом объеме.
Если в конструкции насосов есть подвижные элементы, существуют риски их повреждения при попадании крупных частиц. Наиболее популярными и универсальными насосами для частных домов считаются центробежные модели агрегатов.
Цены на водяные насосы зависят от технических параметров, способа установки, скорости и количества перекачиваемой воды за единицу времени.
Что могут погружные колодезные насосы и как они устроены?
«. И там пропасть на дне колодца, как в Бермудах, навсегда». Впрочем, лирику в сторону. Ничего подобного предмету нашего дальнейшего разговора не грозит. Речь пойдет о погружных колодезных насосах, которые служат для подъема воды из того же колодца, накопительного резервуара или близлежащего водоема с глубины до 30 м
Прежде чем приступить к рассмотрению разных типов погружных колодезных насосов, ответим на два вопроса:
1. Почему стоит выбрать погружной, а не поверхностный насос?
Есть три основных фактора, свидетельствующих в пользу таких агрегатов. Первый из них — это простой и эффективный способ охлаждения в водной среде, куда погружен насос. Причем если объем воды в резервуаре уменьшится до критической отметки, то прибор автоматически отключится. Поверхностные модели «остывают» на воздухе, который, за счет более низкой теплоемкости, справляется задачей гораздо хуже, чем вода.
Второй фактор касается простоты запуска. Постоянно находящийся в воде агрегат готов к работе в любую минуту, нужно только подать электропитание. В поверхностный же насос предварительно требуется заливать воду.
И наконец, погружные модели создают значительно меньше шума — всего около 22 дБА.
2. В чем разница между погружным колодезным и скважинным насосами?
Колодезные агрегаты, рассчитанные на подъем воды максимум с 30-метровой глубины, выполнены в форме более объемного цилиндра, нежели скважинные, а также имеют кольцеобразный контур охлаждения между оболочкой статора и корпусом, что позволяет полнее использовать ресурс двигателя. Разница в диаметрах ствола и насоса в данном случае роли не играет. Колодезные насосы обеспечивают более высокую подачу и стоят дешевле скважинных при равной потребляемой мощности и напоре.
Считается, что вода, перекачиваемая погружным колодезным насосом, должна содержать массовую концентрацию примесей не более 0,01% при размере неабразивных частиц до 1,5 мм. В этом случае она чаще всего бывает пригодной для питья. Однако ряд фирм предлагает приборы с менее жесткими требованиями к данным показателям (естественно, фильтрацию воды от крупных включений нужно все-таки предусмотреть). По этой причине покупателю сначала необходимо определить, какое качество воды для бытовых нужд его удовлетворяет, и уже затем выбирать модель насоса с соответствующими характеристиками.
Центробежные погружные насосы
Конструкция агрегатов включает корпус из нержавеющей стали, асинхронный двигатель (отделенный от рабочей камеры герметичной перегородкой), лопастное колесо, надетое на вертикальный вал мотора, и пускозащитное реле.
Через водозабор вода попадает во вращающийся лопаточный диффузор, который повышает давление и скорость потока. На выходе из рабочего колеса она устремляется в спираль, где происходит преобразование части кинетической энергии в энергию напора, и затем покидает насос через подающий патрубок.
У многоступенчатых агрегатов, имеющих несколько рабочих колес, напор равен сумме напоров всех ступеней, но подача остается такой же. Как правило, она составляет 4–6,5 м³/ч (67–110 л/мин.) при подъеме воды на 20 м.
Благодаря водяному охлаждению приборы могут функционировать в непрерывном режиме продолжительное время, а если в результате падения уровня воды насосу будет грозить перегрев, поплавковый выключатель остановит двигатель. (Есть модели, у которых двигатель дополнительно оснащен термозащитным устройством, размыкающим электроцепь при превышении температурой пороговых значений).
Диапазон рабочих температур воды для погружных насосов составляет от 1–2 до 35–40°С. Уровень защиты оборудования — IP 68, класс электроизоляции — F (155°С). Контакт токоведущих элементов с водой должен быть исключен. Подсоединять приборы к сети следует через стабилизатор напряжения
Водозабор может находиться как в нижней, так и в верхней части корпуса. В первом случае насос будет бесперебойно работать даже при частичном погружении. Чтобы крупные включения не попадали внутрь, всасывающее отверстие закрывают фильтром грубой очистки, а сам прибор устанавливают как минимум в метре от дна резервуара (для колодцев с питьевой водой это ограничение излишне).
Если впускной клапан расположен сверху, необходимость в фильтре отпадает, а насос может стоять непосредственно на дне источника. Важное условие: для возможности водозабора он должен быть всегда полностью погружен в воду.
В некоторых моделях водозабор производится через особый патрубок, соединенный шлангом с поплавковым фильтром. При этом, чтобы не всасывались загрязнения с зеркала воды, фильтр опускают в нее на несколько сантиметров.
Насосы оборудованы обратным клапаном тарельчатого или шарового типа, который предотвращает ток воды в противоположном направлении и заполнение трубопровода воздухом при остановке двигателя, тем самым обеспечивая быструю подачу воды после повторного запуска агрегата.
Подшипники из керамики и графита, пришедшие на смену стальным и чугунным, имеют более высокий температурный порог, но термодатчик чутко реагирует на перегрев и отключает насос, не допуская «сухого хода».
Практика показывает, что основной проблемой при использовании погружных колодезных насосов центробежного типа может стать разлив масла, который является следствием неправильной эксплуатации или поломки агрегата, вызванной разгерметизацией камеры. Удаление с зеркала воды масляной пленки — мероприятие непростое и недешевое, поэтому производители рекомендуют строго соблюдать все пункты инструкции по пользованию оборудованием.
Вибрационные погружные насосы
Подобные агрегаты устроены гораздо проще центробежных и стоят существенно дешевле. Состоят они из корпуса, электромагнита и вибрационного механизма, никаких вращающихся деталей и подшипников в них нет. В некоторых моделях предусмотрено термореле для защиты от перегрева.
Вибронасосы поднимают воду за счет поршня (эластичной мембраны), приводимого в движение электромагнитными импульсами через вибрацию якоря. Пребывающая под давлением гидравлическая камера отделена от электрической резиновой диафрагмой.
Входной клапан пропускает воду в рабочую камеру и препятствует ее обратному излитию. Чтобы присутствующие в жидкости твердые примеси не привели резиновый поршень к скорому истиранию, водозабор следует снабдить фильтром, который необходимо регулярно очищать, а как минимум раз в год — менять.
Вибрационные насосы не способны обеспечить такие напор и подачу, как центробежные, и обладают меньшим рабочим ресурсом, но все это компенсируется их невысокой стоимостью. Даже если прибор в жестком режиме эксплуатации прослужит один сезон (а с его помощью можно не только качать воду для бытовых нужд, но и осушить залитый подвал, очистить или углубить колодец и т. п.), затраты на него оправдают себя с избытком.
Погружные колодезные насосы обоих типов просты в монтаже: достаточно опустить их в источник, подвесив за проушины на полимерном шнуре (металлический трос быстро корродирует). Единственное ограничение — виброагрегаты не должны касаться поверхностей резервуара
Напор и подача
Основные показатели насосного оборудования — это напор (Н; измеряется в метрах водяного столба или барах), определяющий высоту подъема воды, и подача (Q; л/мин. или м³/ч), ранее обозначаемая как расход или производительность. У погружных колодезных насосов при Q не менее 1 м³/ч величина Н достигает 40 м. Поскольку напор и подача являются взаимозависимыми параметрами, то отражаются они в виде общей напорной характеристики.
Наибольшая подача отмечается на выходе насоса, а наименьшая — при максимальном напоре: чем сильнее напор, тем меньше подача, и наоборот. При этом максимальная подача должна быть равна сумме подач всех одновременно включенных точек водоразбора. Напор воды, требующийся для обеспечения максимальной подачи, зависит от трех величин. Первая — расстояние от зеркала воды в источнике до самой высокой точки водопотребления; вторая — рабочее давление в системе (в норме 2 бара, что соответствует 20 м напора) и третья — потери напора по всей длине водопровода, на всасывающем и подающем участках.
Так как большинству обычных покупателей, мягко говоря, сложно разобраться во всех тонкостях этой «гидравлики», имеет смысл обратиться к консультанту фирмы-продавца, который поможет вам правильно выбрать модель насоса. Нужно только сообщить ему необходимые данные о водном источнике, материале и диаметре труб и предоставить план расположения точек водоразбора.
Насосные станции
На основе центробежного насоса можно создать насосную станцию, управление которой будет осуществляться в автоматическом режиме. Помимо насоса, такая установка включает в себя мембранный бак, реле давления и манометр, соединенные между собой шлангами и электрокабелем. В зависимости от потребления воды, автоматика сама определит, когда нужно включить или выключить насос, и будет постоянно отслеживать параметры давления в системе.
Можно купить уже полностью укомплектованную насосную станцию, а можно собрать ее силами специалиста из отдельных элементов
Мембранный гидроаккумулирующий бак емкостью от 60 до 500 л служит для поддержания заданного давления и предотвращения гидроударов в системе водоснабжения. Реле, фиксируя давление воды, дает команду на запуск насоса при интенсивном водопотреблении, а когда оно прекращается, останавливает прибор, но перед этим бак должен быть заполнен водой до максимального значения давления. Таким образом, при возобновлении расхода бак какое-то время будет обеспечивать его при выключенном насосе. Подобный режим работы способен значительно продлить срок службы агрегата.
Если система эксплуатируется только в теплый сезон, бак можно установить не в помещении, а прямо на участке. Наиболее производительные устройства перекачивают до 8 м³/ч воды, сохраняя давление в трубопроводе 2–3 бара или даже выше, что дает возможность использовать требовательную к этому параметру бытовую технику.
Сегодня в продаже имеются контроллеры «Пампэла ВиСтан-2», предназначенные для автоматического управления системой водоснабжения на базе погружного насоса вибрационного типа. Они осуществляет поддержание давления, стабилизацию напряжения, защиту от короткого замыкания и «сухого хода», плавные пуск и останов, — то есть фактически позволяют создать недорогую насосную станцию.