Что такое эрлифт и как он работает?

Эрлифт для скважины — конструкция, достоинства и недостатки, изготовление своими руками

Часто на дачном участке или в загородном доме вместо колодца используется скважина в качестве источника индивидуального водоснабжения. И если диаметр скважины слишком мал для погружения в него насоса, то для подъема воды на поверхность можно использовать скважинный эрлифт (аэролифт) . В этой статье мастер сантехник расскажет, что такое эрлифт и как он работает.

Конструктивные особенности и принцип действия

Эрлифт (от английского airlift) – это техническое устройство, при помощи которого, используя только поток сжатого воздуха, можно откачивать жидкие среды из скважин даже значительной глубины. Аэролифт (это еще одно название данного приспособления) отличается высокой универсальностью и может быть успешно использован для решения различных задач, к которым, в частности, относятся:

  • Удаление из первичных и вторичных отстойников влажных осадков и избыточного ила;
  • Обеспечение циркуляции активного ила;
  • Перекачка сточных вод и других жидких сред, в том числе и химически агрессивных.

Первые устройства, работающие по такому же принципу, что и эрлифт , появились еще в конце XVIII в., но активно использоваться в различных отраслях промышленности стали лишь в 90-х гг. XX в. Особого внимания заслуживают эрлифты , разработанные Г.В. Шуховым. Конструкцию подобных устройств, отличающихся оптимальными техническими характеристиками, составляют:

  • Всасывающее устройство, которое обеспечивает равномерную и дозированную подачу рабочей среды в трубопровод;
  • Смеситель, в котором осуществляется смешивание сжатого воздуха и рабочей среды;
  • Труба, по которой двух- или трехфазная рабочая смесь подается от смесителя к устройству, предназначенному для отделения из нее воздуха;
  • Воздухоотделитель, назначение которого состоит в том, чтобы разделить гидросмесь, поступающую из скважины, на отдельные составляющие (воздух и пульпа);
  • Трубопровод, по которому от компрессора к смесителю подается сжатый воздух.

Принцип, по которому работают эрлифты , заключается в следующем:

  • В скважину , из которой необходимо откачать жидкость, помещается труба.
  • К нижней части магистрали, по которой будет осуществляться выкачивание жидкости из скважины, подсоединяется еще одна труба, предназначенная для подачи сжатого воздуха.
  • При подаче сжатого воздуха в нижнюю часть отсасывающей трубы образуется смесь, состоящая из жидкости и пузырьков воздуха, которая из-за своей невысокой плотности начинает подниматься вверх по трубопроводу.
  • Поднимаясь в верхнюю часть скважины и попадая в специальное устройство, гидросмесь разделяется на отдельные составляющие: воздух, который отправляется обратно в атмосферу; твердые смеси, собираемые в специальной накопительной емкости; жидкая составляющая, которая используется по прямому назначению.

Работающие по вышеописанному принципу аэролифты успешно используются для:

  • Оснащения очистных сооружений, в которые необходимо регулярно подавать химические реагенты;
  • Откачивания нефти из подземных источников;
  • Подъема воды из скважин различной глубины;
  • Очистки септиков от сточных вод и образующегося в них ила.

Используя эрлифт для скважины, колодца или как насос для септика, можно поднимать из них жидкости двумя основными способами:

  • Подавая в них сжатый воздух через трубу большого диаметра.
  • Закачивая воздух в скважину или колодец через трубу небольшого диаметра (в этом случае в откачиваемой жидкости формируется множество мелких пузырьков, наполненных воздухом).

Первый способ используют преимущественно при добыче нефти из подземных источников, а второй – при откачивании жидкостей, отличающихся меньшей, чем нефть, плотностью.

В сюжете — Как сделать простейший эрлифт всего из двух трубок и воздушного компрессора

Достоинства и недостатки

К наиболее значимым достоинствам, которыми обладает такое устройство, как эрлифт, можно отнести:

  • Простоту конструкции, в которой отсутствуют движущиеся и трущиеся детали;
  • Содержание в жидкости, подаваемой при помощи эрлифта, взвеси в неограниченных количествах;
  • Возможность легко монтировать и демонтировать эрлифт, элементы которого соединяются между собой при помощи резьбы (такая процедура может потребоваться при реконструкции устройства, а также при выполнении его технического обслуживания);
  • Устойчивость внутренней части труб, из которых состоит эрлифт, к зарастанию;
  • Устойчивость к химически агрессивным средам, что обеспечивается использованием в эрлифте труб, изготовленных из соответствующих материалов;
  • Длительный срок эксплуатации.

Естественно, есть у эрлифта и недостатки, наиболее значимыми из которых являются:

  • Недостаточно высокий коэффициент полезного действия (КПД);
  • Невозможность использования для подъема жидкостей из скважин, отличающихся небольшой глубиной.

Следует отметить, что эффективность работы эрлифтов зависит по большей части не от интенсивности подачи в их внутреннюю часть сжатого воздуха, а от диаметра подающей трубы и глубины ее погружения в скважину или колодец.

Выполняя расчет эрлифта, специалисты выбирают лучшее соотношение данных параметров, тем самым добиваясь максимально возможного КПД для конкретного случая использования подобного устройства.

Как самостоятельно изготовить эрлифт

При желании такой насос для септика, скважины или колодца, как эрлифт, можно изготовить и своими руками, не прибегая к услугам сторонних специалистов. Если вы хотите изготовить эрлифт своими руками, имейте в виду, что такая процедура потребует проведения предварительных расчетов. К рассчитываемым параметрам, в частности, относятся:

  • Глубина, на которую в скважину необходимо опустить смеситель, – H;
  • Диаметры труб, используемых для подачи в скважину воздуха и откачки из нее жидкости.

Такой параметр, как высота, на которую будет осуществляться подъем жидкости (h), не рассчитывается, так как он напрямую зависит от глубины бурения скважины.

Эрлифт: описание, принцип действия и изготовление.

Эрлифт

Для подъема и перемещения жидкостей применяются пневматические подъемники, в которых используется сжатый воздух или технический газ.

В промышленности применяется воздушный (газовый) подъемник для жидкостей, известный под названием эрлифт или газлифт.

Подъемники этого типа применяют, например, для подачи нефти из буровых скважин.

В этой статье будет описан принцип работы, устройство и расчет эрлифта, а так же показана его работа.

Содержание статьи

  • Принцип работы
  • Расчет эрлифта
  • Устройство эрлифта
  • Эрлифт для скважины
  • Достоинства и недостатки + видео работы

Принцип работы эрлифта

Принцип работы эрлифта состоит в следующем

Принцип работы эрлифта

Расположим между уровнями А-В вертикальную трубу 1, имеющую на нижнем конце отверстия 2 и снабженную воздушной камерой 3, которая имеет плотное дно с патрубком для присоединения воздушной трубы 5. Верхнее основание камеры снабжено большим количеством мелких отверстий, через которые воздух, подаваемый по трубе, просеивается, образуя в трубе 1 пузырчатую смесь с жидкостью.

По условию равновесия жидкости в сообщающихся сосудах наружный столб жидкости с высотой, равной глубине погружения Нп, стремиться уравновеситься с более легким столбом смеси в трубе 1. При этом глубина погружения может быть подобрана такой, что она не только уравновесит, но и несколько несколько превысит необходимую высоту столба смеси Нп+Н.

Таким образом, при непрерывной подаче воздуха в камеру будет происходить подача смеси по трубе 1 на уровень В. Через верхний открытый конец этой трубы смесь будет выливаться, а заключенный в ней воздух выделяться в атмосферу.

Вода будет непрерывно подсасываться через отверстия 2 в стенке нижнего конца трубы.

Если для перемещения жидкости используется воздух, то подъемник такого типа называется эрлифт, а если используется какой-нибудь технический газ – то газлифт.

Обозначим плотности жидкости ρ, а плотность смеси жидкости с воздухом или газом ρсм . Условие равновесия жидкости, окружающей трубу 1, ниже уровня А и смеси в трубе записывается так:

ρ * Нп = ρсм * (Н + Нп)

тогда высота подачи жидкости эрлифтом будет:

Следовательно высота подачи эрлифтом жидкости заданного удельного веса пропорциональна глубине погружения и зависит от концентрации воздуха в смеси.

график работы эрлифта

Если рассматривать это уравнение графически при Нп = const, то приближение ρсм к нулю вызывает стремление подачи к бесконечности.

Этот факт, вытекающий из уравнения равновесия жидкости в сообщающихся сосудах, в действительности применительно к движущейся смеси не подтверждается.

При работе эрлифта энергия затрачивается не только на перемещение жидкости с нижнего уровня на верхний, но также и на преодоление сопротивлений при движении и сообщение жидкости кинетической энергии.

Если ρсм = ρ , то воздуха в смеси нет и Н=0. Повышение содержания воздуха в смеси уменьшает плотность её и вызывает некоторую высоту подъема Н > 0.

Если при этом смесь из верхнего конца трубы выливается, то в трубе происходит непрерывное движение со скоростью, тем большей, чем меньше ρсм.

Если уменьшить плотность смеси до некоторого критического значения (ρсм)кр , то дальнейшее снижение его будет вызывать понижение высоты подъема вследствие быстрого роста гидравлических сопротивлений, а также по причине прорыва воздушных масс через толщу смеси на поверхность. Поэтому действительная зависимость высоты подъема от плотности смеси представлена на графике пунктирной линией и начиная с (ρсм)кр резко отклоняется от расчетной.

Глубину погружения принято выражать в процентах полной высоты трубы эрлифта

Отсюда абсолютная глубина погружения будет

Глубину погружения, необходимую для подачи жидкости на заданную высоту Н, можно рассчитать на основании теоретических соображений, которые корректируются практическими опытами.

Работа и расчет эрлифта

Если эрлифт подает жидкость с плотностью ρ (кг/м3) на высоту Н (м) в количестве Q (м3/с), то полезная мощность, развиваемая им равна Дж/с:

Коэффициент полезного действия эрлифта зависит от погружения и в среднем равен 0,5.

Работу эрлифта можно представить в виде диаграммы V-Q. При нагнетании в камеры эрлифта малых количеств воздуха подачи нет вследствие низкого значения ρсм.

При увеличении подачи воздуха до V1 столб смеси достигает верхнего выходного конца трубы и при дальнейшем повышении V эрлифта производит подачу. Здесь наблюдается постоянное увеличение подачи до тех пор, пока количество подаваемого воздуха сделается равным V2. При этом Q = Qмакс .

Дальнейшее увеличение V приводит к понижению подачи эрлифта. Это объясняется повышением гидравлического сопротивления трубы эрлифта и увеличением содержания воздуха в смеси.

Коэффициент полезного действия эрлифта η в процессе изменения V изменяется и достигает максимального значения ранее, чем достигается наивысшее значение Q.

Устройство эрлифта.

Устройство эрлифта очень простое, а детали их доступны для изготовления даже в небольших механических мастерских.

Наиболее часто встречаются эрлифты с подводом воздуха по центральной трубе.

Устройство эрлифта

В нижний конец подъемной трубы 1 на трубе 2, ведущей от компрессора, подвешена воздухораспределительная труба 3. Последняя снабжена отверстиями диаметром 3-6 мм равномерного выбрасывания пузырьков воздуха в жидкость и образования смеси.

Лопасти 4 служат для центрирования трубы 3 в трубе 1. Воздухораспределительная труба 3 изготавливается из бронзы или серого чугуна.

Устройство эрлифта

В некоторых конструкциях труба 3 закрепляется в подъемной трубе 1, а воздушная труба 2 пропускается снаружи последней и крепится в ней металлическими скобами.

На верхнем конце подъемной трубы располагается устройство для улавливания смеси и предотвращения разбрасывания её по сторонам. Здесь же происходит выделение воздуха из смеси.

Отбойный конус 3 жестко закрепляется на верхнем конце трубы 1 при помощи тяг 4 из полосового металла. Воздушная труба 2 подвешивается к конусу 3 на фланце 5. Смесь жидкости и воздуха, выбрасываемая из подъемной трубы, отклоняется конусом 3 и сбрасывается на верхний уровень.

При больших диаметрах подъемных труб и значительных высотах подачи эрлифта крепление отбойного конуса должно быть очень прочным, так как удары смеси при изменениях направления её движения достигают большой силы.

Детали эрлифта, соприкасающиеся со смесью, желательно изготовлять из материалов, хорошо противостоящих коррозии, или в крайнем случае покрывать слоем защитной краски или лака.

Эрлифт для скважины

Работы эрлифта(теория)

Эрлифт для скважины

В обсадную трубу 1 опущена водоподъемная труба 2. Воздух из компрессора К по воздухопроводной трубке (изображена пунктиром) поступает в самую нижнюю часть водоподъемной трубы.

Здесь пройдя через рассеивающий фильтр, воздух смешивается с водой, образуя в водоподъемной трубе водовоздушную смесь. Удельный вес этой смеси меньше, чем удельный вес воды в кольцевом цилиндрическом пространстве между стенками обсадной и подъемной труб.

По закону сообщающихся сосудов между столбами тяжелой жидкости в обсадной трубе и легкой смеси в подъемной трубе стремиться установиться равновесие.

Глубина погружения подъемной трубы под уровень жидкости может быть выбрана такой, чтобы высота столба смеси в подъемной трубе будет достигать верхнего конца этой трубы или даже несколько превышать его.

Столб тяжелой, чистой воды в обсадной трубе будет выдавливать вверх столб смеси по подъемной трубе. При ударе об отбойный конус 4 смесь выделяет воздух, а вода, освобожденная от воздуха, собирается в резервуаре 3.

Эрлифт для скважины своими руками

При внимательном изучении теории Вы убедитесь, что изготовить эрлифт для скважины возможно своими руками. Но перед тем как приступить к изготовлению воспользуйтесь справочными данными приведенными в этой статье.

Диаметр подъемной трубы в ммДиаметр воздушной трубки в ммПодача воды л/сMin диаметр обсадной трубы в мм
40121-2100
5012-202-3100
6320-253-4.5150
7525-306-9150
8825-309-12200
10030-3812-18200
11330-3818-21200
12538-5021-30250
15050-6330-45300
17550-6345-65350
20063-7560-75350

Эрлифт для скважины

Давайте рассмотрим изготовление эрлифта для скважины на конкретном примере – для скважины глубиной 25 метров. Для этого потребуется:

1. Вам необходима труба длиной не менее 25 метров, диаметр такой трубы согласно таблице выше в нашем примере составляет 100 мм.

2. Опускаем эту трубу на требуемую глубину, при этом ее верхняя часть трубы остается над поверхностью земли.

3. На расстоянии 0,5 — 1 метра от поверхности земли в трубе выполняют отверстие, в которое монтируется труба по которой из скважины будет подаваться жидкость.

4. На расстоянии 0,5 — 1 метра от поверхности земли в трубе выполняют отверстие, в которое монтируется труба по которой из скважины будет подаваться жидкость. Диаметр подъемной трубы согласно таблице 40 мм

5. Делается второе отверстие, в которое вкручивают трубу( длиной около 1 метра). Через эту трубу на глубину 25 метров в скважину опускают шланг, по которому будет подаваться сжатый воздух. Диаметр внутреннего отверстия шланга, опускаемого в скважину, должен составлять примерно 12 мм.

6. Свободный конец воздушного шланга подсоединяют к выходному штуцеру компрессора.

Преимущества и недостатки

Исключительная простота и надежность действия эрлифта обуславливают его широкое применение.

Эрлифты применяются для подъема воды из буровых скважин любых диаметров и глубин. В этом случае эрлифт является самым простым и надежным типом водоподъемника. Однако по экономичности эрлифт уступает штанговым поршневым и глубинным центробежным насосам.

При централизованном водоснабжении промышленных предприятий буровые скважины с эрлифтами применяются в качестве резервного источника снабжения водой. Невысокая экономичность эксплуатации эрлифта здесь не имеет существенного значения.

В некоторых случаях водоснабжение промышленных предприятий и населенных мест из буровых скважин является по местным условиям единственно возможным. В таких случаях эрлифты применяют наряду с насосами как основное устройство для водоподъема.

Особое значение имеет эрлифт для подъема воды из буровых скважин малого диаметра, где невозможно употребление поршневых и центробежных насосов. Применение эрлифтов целесообразно в случае подачи агрессивных жидкостей на небольшую высоту. Такие случаи встречаются в химической и пищевой отраслях промышленности.

Эрлифт можно применять для подъема загрязненных жидкостей с песком, золой и торфом.

Недостатки эрлифта:
низкий КПД и вследствие этого невысокая экономичность,
большая глубина погружения,
невозможность подачи жидкости в горизонтальном и слабонаклонном трубопроводах.
загрязнение подаваемой эрлифтом жидкости компрессорным маслом
существенное повышение содержания кислорода в подаваемой жидкости.

Эрлифта это самые простые варианты насосов вытеснения. Изготовление и монтаж эрлифта своими руками под силу любому, даже начинающему мастеру.

В настоящее время конструкции на основе принципа эрлифта находят все большее применение даже в бытовой сфере.

Их используют для оснащения аквапонных систем. В этих случаях данное устройство работает одновременно и как насос, и как аэратор воды, насыщающий ее кислородом из окружающего воздуха.

Что такое эрлифт

Что такое эрлифт

Активное использование людьми природных ресурсов оказывает негативное влияние на гидросистему земли. Если жители городов, пользующиеся централизированной системой водоснабжения, пока не сталкиваются с нехваткой питьевой воды, то для владельцев загородных домов и дачных участков эта проблема становится все актуальнее.

Относительно недавно дачники вполне обходились колодцами, используя колодезную воду как для питья, так и при поливе своих участков. Сегодня грунтовые воды стали залегать значительно глубже, а качество воды ухудшилось настолько, что ее невозможно использовать для питья и приготовления пищи.

Для обеспечения себя водой люди, проживающие за городом, обустраивают скважины, глубиной не меньше двадцати метров. Для доставки чистой воды из глубины, скважины оборудуются специальным оборудованием.

Специалисты, занимающиеся устройством скважин, чаще всего предлагают использовать воздушное оборудование, известное под названием эрлифт. Не всем известно, что такое эрлифт для скважины. Фактически он является компрессором, поднимающим жидкость из глубины на поверхность.

Что такое эрлифт

Конструкция эрлифта

В конструкцию эрлифта входят следующие основные детали, изготовленные из сплавов, устойчивых как к механическим, так и химическим воздействиям. Оборудование состоит из:

  • механизма, всасывающего жидкость, предназначенного для поступления в водопроводную систему воздуха;
  • смесителя, соединяющего рабочую среду с сжатым воздухом;
  • трубы, используемой для перемещения воды;
  • воздушного определителя, разделяющего рабочую смесь, поступающую из скважины на компоненты;
  • трубопровода, необходимого для подачи воздуха от компрессора в смеситель.

Чтобы увидеть, как работает эрлифт, необходимо правильно установить его в скважину. Механизм собирается в следующем порядке:

  • в скважину опускается труба;
  • ее нижняя часть соединяется с другой трубой, подающей сжатый воздух;
  • при подаче во второй трубопровод сжатого воздуха, водяная смесь, находящаяся в нем, начинает поступать вверх;
  • затем жидкость поступает в фильтр, где она разделяется на три фракции ‒ чистая вода, твердый осадок и воздух.

Чистая вода поступает в домашний водопровод. При долгом бездействии скважины она может забиться илом, песком и глиной. Чистка скважины эрлифтом своими руками выполняется за короткое время.

Поскольку низ водоподъемной трубы располагается непосредственно на песке, то поток воды поднимается по трубе вместе с песком, При работе необходимо следить, чтобы труба эрлифта во время чистки скважины опускалась до тех пор, пока не будет устранен засор. Такое использование эрлифта позволяет отнести его к очистному оборудованию.

Типы эрлифтов

Производители предоставляют покупателям возможность выбора эрлифтов разных конструкций. В продаже можно найти устройства с различным принципом работы:

  • эрлифты всасывающие;
  • нагнетательного типа.

Каждым видом оборудования можно выполнять как подачу жидкости, так и прочистку скважин. Они отличаются лишь особенностями конструкции и принципом работы. В оборудовании всасывающего типа вода в трубопровод поступает не сверху, а снизу.

У эрлифтов нагнетательного типа для облегчения подачи воды и ее очистки в трубопровод дополнительно встроен вакуумный насос. Конструкции нагнетательного типа пользуются у потребителей большим спросом.

Где используют эрлифты

Так как водные ресурсы необходимы не только в хозяйственной сфере, но и в промышленности, то устройство для очистки и подачи воды востребовано:

  • на станциях, очищающих воду;
  • на нефтедобывающих предприятиях, где эрлифты выкачивают из-под земли нефть;
  • это оборудование постепенно вытесняет насосы, подающие воду из скважин, расположенных на дачных участках;
  • эрлифты используют компании, занимающиеся очисткой септиков.

Достоинства, сделавшие эрлифты популярным оборудованием

Потребители, использующие эрлифты, отмечают, что устройства имеют простую конструкцию без подвижных элементов, а все комплектующие надежно соединены резьбовым креплением.

При выходе оборудования из строя его легко отремонтировать. Легко выбрать эрлифт по параметрам скважины. При выборе необходимо учесть качество воды, уровень грунтовых вод и глубину водозабора. По этим параметрам определяют мощность компрессора и необходимую толщину трубы.

Обустроить скважину помогут специалисты компании “Приток”.

Чистка и ремонт скважин в Москве и МО

Кирилл Мантуров
Меня зовут Кирилл! А это мой блог про строительство и ремонт!Я простой работяга, больше 10 лет работаю на стройках. Люблю свою жену Людмилу и сына Олега! Всем мир! :)
Оцените автора
Блог РемСтрой-Про
Добавить комментарий