Устройство и принцип действия самовсасывающих насосов

Что такое самовсасывающий насос

Авторы многих сайтов ошибочно причисляют к самовсасывающим насосам поверхностные и даже циркуляционные центробежные машины, которые необходимо полностью заливать жидкостью перед запуском, эти насосы не способны обеспечить самозаполнение подводящего трубопровода без использования дополнительных устройств. Попробуем разобраться, почему большинство лопастных гидромашин не обладают самовсасыванием, и какие типы насосов обладают этой способностью.

Какие насосы являются самовсасывающими

Для работы самовсасвающему насосу может потребоваться небольшое количество жидкости, например, оставшееся после предыдущего запуска.

Почему центробежные насосы не обладают способностью к самовсасванию?

Частицы жидкости в центробежном насосе перемещаются от центра к периферии, а затем по отводу за счет силы инерции. Масса частиц воздуха значительно меньше массы частиц воды, поэтому они не обладают такой инерционностью. Движение частиц воздуха под действием силы инерции при вращении рабочего колеса не создается, значит воздух из всасывающего патрубка выкачиваться не будет и он не заполнится жидкостью.

Если центробежные машины не обладают способностью к самовсасыванию, то существует ли другой динамический самовсасывающий насос?

Какие динамические насосы являются самовасывающими

Самовсасывающими являются вихревые насосы отрытого типа с глухими каналами, для работы им необходимо небольшое количество воды, оставшееся от предыдущего запуска.

Самовсасывающие вихревые насосы

На схеме показан вихревой самосасывающий насос.

Всасывающий патрубок насоса соединен с каналом, через рабочее колесо жидкость поступает в канал , освобождая объем в ячейке колеса. Свободный объем заполняется воздухом из всасывающего патрубка. При вращении колеса ячейка достигает места, где канал заканчивается жидкость из канала поступает в ячейку рабочего колеса вытесняя газ. При дальнейшем движении жидкость переместится в канал, цикл повторится, вытеснив новую порцию воздуха из всасывающего патрубка в напорный.

Получается, что вихревой насос открытого типа выкачивает воздух из всасывающего патрубка, создавая в нем разряжение, в результате чего линия всасывания насоса постепенно будет заполнятся жидкостью. Этот факт позволяет считать открытые вихревые насосы самовсасывающими.

Эти насосы способны перекачивать не только воду, но и газожидкостную смесь обладают невысоким КПД, который не превышает 30%.

Самовсасывающие вихревые насосы закрытого типа

Вихревые насосы закрытого типа, способны обеспечивать самовсасывание только при наличии напорного сепарирующего колпака.

Устройство для обеспечения самовсасывания – напорный сепарирующий колпак

Колпак устанавливается в линии нагнетания насоса.

При запуске в насосе должен находиться небольшой объем жидкости, достаточно воды оставшейся поле предыдущего запуска.

При вращении рабочего колеса вода в канале насоса будет активно перемешиваться с воздухом образуя газожидкостную смесь.

Проходя через профилированный канал колпака смесь закручивается жидкость отбрасывается к периферии канала, а воздух остается в центре и через трубки отводится в напорную линию. Вода из напорного колпака вновь направляется к лопастям рабочего колеса, смешиваясь с новым объемом воздуха, поступившим из всасывания. Таким образом обеспечивается удаление воздуха из всасывающего трубопровода и заполнение его жидкостью, то есть насос работает в режиме самовсасывания.

Объемные самовсасывающие насосы

Существуют несколько типов объемных насосов – поршневые, винтовые, шиберные. Большинство конструкций объемных насосов предназначены для работы с гидравлическим малом, однако существуют объемные гидронасосы, предназначенные для работы на воде или эмульсии. Объемные насосы способны работать на высоком давлении, при этом их подача (по сравнению с динамическими) не велика.

Устройство и принцип действия самовсасывающих насосов

Самовсасывающие насосы: устройство и виды

Самовсасывающие насосы качают воду с глубины 8-9 метров, сами при этом находятся на поверхности. Вода поднимается за счет того, что в центральной части корпуса, за счет движения колес с лопастями, создается область низкого давления. Стремясь ее заполнить, вода поднимается вверх. Вот и получается, что насос всасывает воду.

Внешний вид самовсасывающего насоса

Как и любой другой насос, самовсасывающий состоит из двигателя и рабочей камеры, в которой находится нагнетательный механизм. Валы насоса и двигателя соединяются через муфту, надежность соединения и герметичность определяется типом уплотнителя.Уплотнители бывают двух типов:

  • сальниковый — более дешевый и менее надежный;
  • торцевой уплотнитель — более надежный, но дорогой.

Есть модели самовсасывающих насосов с магнитными муфтами. Они уплотнения не требуют, так как сквозных соединений не имеют. Это на сегодняшний день самая надежная конструкция, но и самая дорогая тоже.

Строение и принцип действия

По способу действия самовсасывающий насос может быть вихревым и центробежным. В обоих ключевым звеном является крыльчатка только имеет она разное строение и установлена в корпусе разной форы. От этого меняется принцип работы.

Центробежные

Центробежные самовсасывающие насосы имеют интересное строение рабочей камеры — в виде улитки. В центре корпуса закреплены рабочие колеса. Колесо может быть одно, тогда помпа называется одноступенчатой, может быть несколько — многоступенчатая конструкция. Одноступенчатые всегда работают на одной мощности, многоступенчатые могут в зависимости от условий изменять производительность, соответственно, являются более экономичными (меньше расходую электроэнергии).

Устройство самовсасываюшего центробежного насоса

Основной рабочий элемент в данной конструкции — колесо с лопастями. Лопасти загнуты в обратном направлении по отношению к движению колеса. При движении они как-бы расталкивают воду, отжимая ее к стенкам корпуса. Такое явление называется центробежной силой, а зону между лопастями и стенкой называют «дифузор». Итак, рабочее колесо движется, создавая на периферии область повышенного давления и подталкивая воду в сторону выходного патрубка.

Схема движения воды в центробежном насосе

Одновременно в центре рабочего колеса образуется зона пониженного давления. В нее засасывается вода из подающего трубопровода (всасывающей магистрали). На рисунке выше поступающая вода обозначена желтыми стрелками. Далее она крыльчаткой проталкивается к стенкам и за счет центробежной силы поднимается наверх. Этот процесс постоянный и бесконечный, повторяется до тех пор, пока крутится вал.

С принципом действия центробежных насосов связан их недостаток: создавать центробежную силу из воздуха крыльчатка не может, потому перед работой корпус заполняют водой. Так как часто работают помпы в прерывистом режиме, чтобы вода не вытекала из корпуса при останове, на всасывающем патрубке ставят обратный клапан. Вот такие особенности работы центробежных самовсасывающих насосов. Если обратный клапан (он должен быть обязательно) на подающем трубопроводе стоит внизу, заполнять приходится и весь трубопровод, а для этого понадобится не один литр.

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос отличается строением корпуса и рабочего колеса. Рабочее колесо — диск с короткими радиальными перегородками, располагающиеся по краям. Называется он импеллер.

Строение вихревого насоса

Корпус сделан так, что он довольно плотно охватывает «плоскую» часть рабочего колеса, а в районе перегородок остается значительный боковой зазор. При вращении импеллера вода увлекается перемычками. За счет действия центробежной силы она отжимается к стенкам, но через какое-то расстояние снова попадает в зону действия перегородок, получая дополнительную порцию энергии. Таким образом в зазорах она еще и закручивается в вихри. Получается сдвоенный вихревой поток, что и дало название оборудованию.

Благодаря особенностям работы вихревые насосы могут создавать давление в 3-7 раз больше, чем центробежные (при одинаковых размерах колес и скорости вращения). Они идеальны, когда необходим малый расход и высокое давление. Еще один плюс — они могут качать смесь воды и воздуха, иногда даже создают разрежение если заполнены только воздухом. Это делает проще его запуск в работу — не надо заполнять камеру водой или достаточно ее небольшого количества. Недостаток вихревых насосов — низкий КПД. Он не может быть выше 45-50%.

Название Мощность Напор (высота подъема) Производительность Глубина всасывания Материал корпуса Цена
LEO XKSm 60-1 370 Вт 40 м 40 л/мин 9 м чугун 24$
LEO XKSm 80-1 750 Вт 70 м 60 л/мин 9 м чугун 89$
AKO QB 60 370 Вт 30 м 28 л/мин 8 м чугун 47$
AKO QB 70 550 Вт 45 м 40 л/мин 8 м чугун 68 $
Pedrollo РКm 60 370 Вт 40 м 40 л/мин 8 м чугун 77$
Pedrollo РК 65 500 Вт 55 м 50 л/мин 8 м чугун 124$

Эжекторные

Самая большая глубина, с которой поверхностные вихревые и центробежные насосы могут поднимать воду — 8-9 метров, часто она располагается глубже. Чтобы «добыть» ее оттуда, на насосы устанавливают эжектор. Это трубка специальной формы, которая при движении воды через нее создает разряжение на входе. Так что такие устройства тоже относятся к разряду самовсасывающих. Эжекторный самовсасывающий насос может поднять воду с глубины 20-35 м, а этого уже более чем достаточно для большинства источников.

Схема подключения выносного эжектора для скважин разного диаметра — двухдюймовая справа, четырехдюймовая слева

В скважинах малого диаметра используется один трубопровод — подающий, а вместо обратного используется обсадная труба скважины. Таким образом тоже формируется зона разрежения.

Вихревые и центробежные — сравнение и область применения

Сначала общие черты:

  • максимальная глубина всасывания — 8-9 метров;
  • способ установки — поверхностный;
  • на всасывающем трубопроводе должна стоять труба или армированный шланг (обычный не ставить, его сплющит отрицательным давлением).

Высокое давление на выходе может потребоваться при организации системы водоснабжения дома. Вот тут и потребуются характеристики вихревых насосов. Есть только у них один недостаток: они не могут обеспечить большой расход. Так что чаще для этих целей используют все тот же центробежный, но в паре с гидроаккумулятором. Правда, тогда это получается уже насосная станция.

Поверхностные центробежные насосы необходимо заполнять водой перед пуском

Основной недостаток поверхностных центробежных самовсасывающих насосов — необходимость заполнять их водой перед стартом. Не самое приятное занятие, которое добавляет хлопот при использовании такой помпы для полива.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, рекомендации по эксплуатации

Насосы самовсасывающего типа – особый вид поверхностного оборудования, разработанный с целью увеличения рабочего ресурса. Их движущиеся части всегда охлаждены, уплотнители не повреждены, мотор действует безупречно. Однако из-за солидного ассортимента сложно бывает остановиться на подходящей модели. Согласны?

Все, что необходимо знать про самовсасывающие насосы для воды, вы найдете на нашем сайте. У нас подробно изложен принцип устройства и работы агрегатов этого типа, приведены различия в конструкции. Представленная нами информация поможет совершить взвешенную покупку.

Мы детально описали разные варианты самовсасывающих насосов, привели рекомендации по эксплуатации. Углубить познания помогут полезные фото и видео-приложения.

Особенности самовсасывающих агрегатов

Приобретая агрегат для применения на загородном участке, следует проанализировать ряд факторов, которые определяют нужную категорию.

К ним относятся:

  • глубина источника;
  • расстояние от источника до дома;
  • уровень напора;
  • качество подаваемой воды;
  • потребление воды.

Обычно перечисленные данные учитывают при расчете производительности аппарата, однако они полезны и при выборе насоса по типу всасывания.

Различают самовсасывающие и нормально всасывающие устройства. Отличие кроется в конструкции, регулирующей процесс перезаливки в случае попадания в систему воздуха.

К нормально всасывающим относят погружные и полупогружные насосы, функционирование которых происходит, если жидкость из источника перемещается в рабочий отсек самотеком. При попадании воздуха срабатывает автоматическая защита от «сухого хода» и работа останавливается, так как вхолостую аппарат работать не может. Насос приходится перезапускать.

Самовсасывающие модели рассчитаны на самостоятельное удаление воздуха без участия человека. Это происходит благодаря конструктивным особенностям: в верхней части рабочего отсека находится вантуз, через который и удаляется воздух. Вернуться ему назад мешает обратный клапан.

Современные исполнения со встроенными задвижками производят самостоятельную перезаливку, благодаря чему отпадает необходимость в постоянном контролировании оборудования.

С процессом перезаливки связана и небольшая высота подъема самовсасывающих агрегатов – до 9 м. Важно проследить, чтобы рабочая камера постоянно была заполнена водой, и чем короче подающая магистраль, тем быстрее происходит процесс перемещения воды.

Чаще всего самовсасывающие насосы являются частью насосной станции с гидроаккумулятором, всасывающим патрубком (или эжектором), запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами.

Правильный монтаж всасывающей линии

При устройстве системы водоснабжения важна не только установка самовсасывающего насоса или насосной станции, но и монтаж всасывающей магистрали.

При создании герметичного водопровода следует проконтролировать соотношение диаметра трубопровода с диаметром патрубка, а также максимально укоротить (по возможности) длину всей магистрали.

Чем длиннее всасывающая линия, тем выше сопротивление, соответственно, ниже напор. Наличие протечек может привести к поломке оборудования – данное условие актуально для центробежных моделей, которые не предназначены для перекачки воздушно-жидкостных сред.

Обратите внимание на расположение труб. Всасывающая линия не должна иметь перегибов, изломов, сложной сборной конструкции, поднимающейся выше уровня насоса, в ином случае возможно образование воздушных пробок, которые нарушают процесс всасывания и с трудом удаляются из системы.

В качестве дополнительного оборудования, установленного непосредственно на магистраль, используют обратный клапан (или простой невозвратный аналог) и фильтр. Благодаря клапану вода удерживается в трубопроводе и не вытекает назад, тем самым защищая владельца насоса от повторных заливок.

Фильтр предохраняет оборудование от попадания донного осадка с крупными включениями, кусочков водных растений, глинистых примесей.

Можно ли заменить самовсасывающую модель обычным насосом? Если нет другого выхода из положения, то так и делают – на время ремонта или покупки нового оборудования.

Однако не стоит забывать о некоторых нюансах:

  • придется полностью заполнить водой камеру насоса и магистраль перед включением;
  • необходимо избегать попадания воздуха, иначе оборудование выйдет из строя;
  • заливку следует производить после каждой «аварии», вызванной разгерметизацией водопровода.

Практика показывает, что пользователи самовсасывающих насосов не спешат переходить на обычные, тем боле, что выбор оборудования зачастую продиктован оптимальными условиями всасывания.

Центробежные самовсасывающие насосы

Подходящим вариантом для автономного применения на частном загородном участке является центробежный самовсасывающий насос, который перекачивает не только чистую воду, но и среды с мелкими включениями – например, осадок из пруда.

Он прекрасно справляется с жидкостью, представляющей собой смесь воды и газа. Оборудование является поверхностным, то есть устанавливается выше зеркала воды, а процесс подъема воды обеспечен внутренним разрежением во всасывающей магистрали.

Виды конструкций и их особенности

Ознакомиться с устройством самовсасывающего центробежного насоса необходимо для возможности устранения неисправностей и регулярного обслуживания. Агрегат представляет собой несложный механизм, заключенный в прочный спиралевидный корпус с крышкой, материал корпуса – нержавеющая сталь, чугун, пластик.

Внутри находится рабочее колесо (стальное или полимерное), оснащенное лопастями, развернутыми в противоположную сторону. Кроме рабочего колеса важными частями является диффузор и эжектор (трубка Вентури).

Таким образом, практически все детали являются статичными, а движение задает единственный динамический элемент – диск (диски) рабочего колеса.

Конструкция насоса подразумевает легкий доступ к главной детали для профилактического осмотра или небольшого ремонта (например, чистки или обточки). Так как аппарат находится снаружи, в отличие от погружного аналога, всегда есть возможность осмотреть его и произвести замену частей.

Центробежные модели массивнее вихревых, но работают гораздо тише и способны перекачивать грязную воду с включениями средней фракции. Для сильно загрязненных сред предназначены специальные дренажные насосы, а если необходимо дополнительное измельчение – фекальные.

Выбирая агрегат у поставщика, поинтересуйтесь возможной комплектацией: кроме электрического двигателя применяют бензиновый или дизельный, однако для дачного исполнения электрическое оборудование более оптимально. При регулярных профилактических осмотрах и техобслуживании срок работы центробежного насоса достигает 20 лет.

Характеристики моделей различаются, однако средние показатели могут выглядеть следующим образом:

  • температура внутри системы – до +35ºС;
  • температура воздуха снаружи (в месте установки насоса) – до +35ºС;
  • высота подъема всасывающей магистрали – до 8 м;
  • наибольшее давление в системе – 6 бар;
  • двигатель – двухполюсной асинхронный (класс защиты не ниже IP 44).

Большая часть деталей выполнены из нержавейки, в качестве материала торцевого уплотнения используют графит или керамику.

Таким образом, самовсасывающий агрегат по строению очень напоминает обычный насос центробежного типа, с одной разницей: процесс рециркуляции жидкости происходит внутри корпуса, а не в выносной магистрали.

Пробки залива и слива воды, подставка для крепления к двигателю, расположение патрубков, соединяющих аппарат с напорным и всасывающим трубопроводом, – как у простого оборудования.

Особенности и принцип действия

По патрубку вода поступает из всасывающей трубы внутрь корпуса и заполняет все пространство, после чего автоматически приводится в действие рабочее колесо. Под воздействием центробежной силы жидкость вытесняется от центра к периферийным участкам и под давлением движется в напорную магистраль, также присоединенную посредством патрубка.

С понижением давления в центральной части вновь происходит засасывание воды в корпус из всасывающего трубопровода. Периодичность всасывания-выталкивания и лежит в основе непрерывной подачи воды центробежным оборудованием.

Количество рабочих колес в насосах может быть разным, от одного до нескольких (одноступенчатые и многоступенчатые), однако принцип закачки жидкости в корпус и далее, по магистрали, от этого не меняется.

Сфера применения центробежных агрегатов

Центробежные самовсасывающие аппараты способны перекачивать жидкости, с которыми не справятся модели вихревого типа:

  • вязкие среды;
  • жидкости с твердыми частицами;
  • абразивные жидкости.

В связи с этим данную категорию насосного оборудования часто применяют в производстве, например, для перекачки нефтепродуктов. В частном применении агрегат не застоится, если хозяева для полива сада или огорода используют дачный пруд или другой водоем, вода которого не отличается чистотой и прозрачностью.

Аппарат способен перемещать жидкость с донным густым осадком, кусочками тины и других водных растений.

Бытовые насосы отлично справляются и с перекачкой чистой воды, поэтому они хороши и для устройства автономного водоснабжения здания и прилегающих построек (бани, летней кухни). Мощный по производительности насос подходит для оборудования рациональной системы полива не только грядок, но и газона, тепличного хозяйства, цветников и сада.

При запуске происходит процесс самозаливки водопровода, что позволяет сэкономить средства на обслуживании и гарантирует стабильность работы.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, особенности эксплуатации

Насос, обеспечивающий заполнение трубопровода без предварительной заливки жидкости или применения дополнительных приспособлений, называют самовсасывающим. Прибор этого типа используют для повышения давления в системе, поднятия воды со дна глубокой скважины или колодца. В остальных случаях, если нет утечек, пригодны нормальновсасывающие устройства.

Особенности самовсасывающих агрегатов

Главная особенность самовсасывающей помпы или насосной станции – способность самостоятельно отводить воздух из трубопровода и всасывать воду. Если использовать нормальновсасывающий агрегат, то при появлении воздуха в системе ее приходится снова заполнять жидкостью.

По принципу действия различают следующие виды самовсасывающих насосов для воды:

  • центробежные;
  • объемные;
  • вихревые;
  • эжекторные.

По способу расположения относительно уровня перекачиваемой жидкости различают помпы самовсасывающие:

  • поверхностные;
  • погружные, их ремонт и эксплуатация сложнее.

По мощности насосы делятся на бытовые и промышленные. Первый тип помп использовать на производстве запрещено.

Области применения самовсасывающих приборов – водопровод, отопление и канализация частных домов, откачка воды, пожаротушение, понижение уровня грунтовых вод перед заливкой фундамента.

Характеристики

Основные характеристики самовсасывающих устройств в зависимости от мощности модели:

Возможные характеристики насоса.

  1. Глубина подъема (предельное расстояние от насоса до уровня перекачиваемой жидкости) – от 7 до 30 м.
  2. Высота нагнетания (предельное расстояние от прибора до отметки, на которую он способен поднять воду вертикально вверх) – от 10 до 64 м.

Насосы имеют разную предельную температуру рабочей среды, производительность, работают с разными типами жидкостей – не все самовсасывающие приборы пригодны для воды, есть модели, способные работать только с чистой.

Правильный монтаж всасывающей линии

На входе жидкости в трубу устанавливают донный обратный клапан: без него при остановке перекачки рабочая среда под действием силы тяжести стекает обратно вниз, в трубопроводе образуются воздушные пробки, и насос работает в режиме сухого хода, что приводит к его быстрой поломке. В инструкции по эксплуатации прибора производитель указывает минимальное расстояние от дна до входа во всасывающую линию и минимальную длину линии от обратного клапана до уровня поверхности жидкости.

Центробежные самовсасывающие насосы

В строительстве, бытовых и промышленных системах чаще других применяют самовсасывающие насосы центробежного типа. Эти приборы состоят из корпуса с рабочим колесом, напорного и всасывающего патрубков.

Виды конструкций и их особенности

Самовсасывающая насосная станция включает в себя помпу, манометр, реле давления (иногда с функцией защиты от сухого хода), мембранный бак.

Особенности и принцип действия

Центробежные насосы по принципу работы относятся к динамическим. Жидкость внутри них перемещается за счет центробежной силы, создаваемой вращением лопастей ротора.

Сфера применения центробежных агрегатов

Устройства этого типа применяются в быту и на производстве чаще других, так как они отличаются простотой эксплуатации, технологической экономичностью. В быту помпы центробежного типа используют для перекачивания воды и других жидкостей из колодцев, бассейнов, резервуаров, в системах водоснабжения загородных домов, для полива садовых участков и мойки автомобилей.

Объемные самовсасывающие насосы для воды

Объемными называют насосы, перемещающие жидкости за счет изменения объема рабочей камеры.

В бытовых и промышленных системах чаще всего встречаются следующие их разновидности:

Вихревые импеллерные насосы

Для перекачивания чистой воды и газированных (пенящихся) жидкостей в быту и на производстве применяют вихревые насосы.

Схема устройства и принцип работы

Вихревой насос состоит из электродвигателя с вентилятором, вала, рабочего колеса (импеллера), деталей и крепежей корпуса. Схема устройства у каждой модели разная. По принципу действия прибор относится к динамическим – использует центробежную силу, но вода в рабочей камере движется к центру по спирали, образуется водяной вихрь.

Перед первым запуском нужно полностью залить водой корпус и всасывающий трубопровод. Некоторые модели приходится заполнять жидкостью после длительного перерыва в работе и при появлении воздуха в системе.

Преимущества бытового использования

Главное преимущество насосов вихревых – простота конструкции, их легко установить и самостоятельно ремонтировать. При перекачивании воды они создают мощный напор. Еще одно важное достоинство этих агрегатов – они могут работать даже при наличии воздуха в трубопроводе, так как пригодны не только для жидкостей, но и газообразных сред.

Эжектор – прибор для глубоких источников

Для выкачивания воды из скважин глубиной более 8 м подходят только мощные погружные агрегаты. Их недостатки – высокая цена, сложность обслуживания и ремонта, большое потребление электроэнергии. Дешевле и проще поставить поверхностный насос с эжектором (эжекторный, эжекционный).

Эжектор – устройство, передающее кинетическую энергию движущейся с большой скоростью струи жидкости перекачиваемой среде. Существует два типа этих приспособлений:

  1. Погружной (выносной, внешний). Его устанавливают на дне колодца или скважины на всасывающей линии над обратным клапаном. Глубина всасывания – до 30 м.
  2. Встроенный (внутренний). Устройство находится внутри помпы. Глубина всасывания увеличивается незначительно – до 9 м.

Для использования на садовом участке можно сделать эжектор своими руками.

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