Насосы для воды

Насосы для воды – это стационарные электрические устройства для перекачивания воды в горизонтальном и вертикальном направлении из естественных или искусственных резервуаров. Стационарными они считаются из-за того, что для своей работы должны быть обеспечены электрической энергией, установлены и зафиксированы. Чаще всего купить насос для воды приходится  для перекачивания чистой, загрязненной воды. Хотя есть модели, способные работать и с грязной водой.

Насосы для воды 1.jpg

Какие существуют разновидности насосов для воды

По своей конструкции насосы для воды можно разделить на два основных вида:

  1. Центробежные.

  2. Мембранные.

Отдельным подвидом центробежных насосов выделяют вихревые насосы. Они отличаются от обычных центробежных помп только конструктивно.

Любой из названных насосов может быть погружаемым или самовсасывающим. Погружные насосы для воды работают непосредственно в толще воды, что обеспечивает непрерывность потока перекачиваемой воды без осуществления дополнительных операций. Самовсасывающие насосы обеспечивают перемещение (или подъем) воды до насоса, с дальнейшим ее перекачиванием. Эти устройства чувствительны к большим объемам воздуха или водяного пара, попавшим в водовод (трубу), соединяющий насос с емкостью-источником воды. Перед началом работы самовсасывающих насосов необходимо заполнить водой сам насос и трубу, соединяющую его с источником. Высота подъема воды, для самовсасывающих устройств, от зеркала источника до камеры насоса колеблется от 7-8 метров у центробежных и мембранных насосов, до 10-15 метров у вихревых (модификация центробежных). Эти значения могут меняться в ту или иную сторону, в зависимости от производителя и модели насоса.

Высота подъема столба воды насосом (выходное давление) также зависит от типа насосной камеры. Для мембранных насосов высота подъема воды составляет 7-10 метров (давление 0,7-1 атмосфера). Центробежные насосные камеры способны создавать давление до 2,5 атм (25 метров столба воды). Вихревые насосы могут обеспечить условия для подъема воды на высоту до 80 метров и более. Такого же давления можно достичь с помощью последовательного соединения нескольких центробежных камер в одном насосе.

Как устроен водяной насос?

Насосы для воды состоят из двух основных частей:

  1. Силовая установка - электродвигатель.

  2. Насос или другими словами - помпа.

Особенности электродвигателя водяных насосов

Электродвигатель является источником энергии для водяного насоса. Он преобразует электрическую энергию питающей сети в механическую энергию насосного агрегата. Обычно, при проектировании и производстве водяного насоса, характеристики двигателя согласуют со всеми требованиями для производимого аппарата. Поэтому, обращать особое внимание на мощность силовой установки нет необходимости. Рассматривать рабочие характеристики электродвигателя необходимо исключительно для определения параметров подводимой электросети.

Помпы насосов для воды

Как отмечалось выше в бытовых и промышленных насосах для воды используются два типа насосов – центробежные и мембранные.

Принцип работы центробежных водяных насосов

Схематически принцип действия центробежной насосной камеры насоса для воды показан ниже.

Принцип действия центробежной насосной камеры.jpg

Корпус центробежного насоса (реального насоса) похож на стилизованное изображение улитки, почему в просторечии и получил название "улитка". Он изготавливается так, чтобы  избежать образования завихрений движущегося потока и направить этот поток в выходной патрубок. Подача воды (входной поток) осуществляется перпендикулярно плоскости улитки, как показано на втором рисунке (сечение, вид сбоку). Такое размещение ввода воды уменьшает воздействие потока разогнанной жидкости на входящий поток.

После заполнения насосной камеры водой и включения насоса, крыльчатка начинает вращаться. Ее лопасти, при вращении, взаимодействуют с водой, заставляя последнюю двигаться. Это взаимодействие увеличивает кинетическую энергию воды (создает динамическое давление). Величина динамического давления и определяет высоту подъема воды насосом. Вода под давлением выливается из выходящего шланга, уменьшая давление в улитке. Это приводит к открытию обратного клапана и поступлению следующей порции воды. Процесс будет непрерывным до момента закрытия вытекания воды или попадания в камеру газа (воздуха или пара) объемом сравнимым с объемом "улитки". Если полость помпы и входной шланг будут заполнены газом (парами воды), насос не сможет перекачивать воду.

Исходя из конструкции системы, можно сделать вывод, что центробежный насос чувствителен к попаданию в поток воды твердых частиц. Такие частицы способны повредить и/или заклинить механизм крыльчатки и вывести из строя весь насос. Поэтому на входном трубопроводе системы обязательно устанавливается фильтр. Характеристики фильтра (размер ячейки фильтрующей сетки) обязательно указываются в технических характеристиках устройства.

Одноступенчатый центробежный насос не способен создать на выходе давление более 2-3 атмосфер ввиду конструктивных особенностей. Как можно увидеть на рисунке выше эта конструкция не может обеспечить полную герметическую "развязку" между входящим и выходящим потоками воды. Часть жидкости из потока на выходе, поступает обратно в улитку (обратный поток), а далее и на входной патрубок. Эта вода, имея какую-то скорость, создает на входе насосной камеры дополнительное динамическое давление и значительно ухудшает давление жидкости на выходе из системы (обратная связь). Увеличение же динамического давления воды путем увеличения скорости вращения крыльчатки приведет к эффекту кавитации (разрыв потока жидкости с образованием пара в пустотах).

Для увеличения выходного давления воды в одном насосе располагают последовательно несколько центробежных насосных камер. Расположение этих камер обеспечивает попадание воды из выхода предыдущей камеры на вход следующей. Таким образом можно добиться практически любого давления на выходе системы. Тем не менее, чрезмерное увеличение давления приводит к ужесточению требований к трубопроводу и соединениям. Лучшим решением для проблемы поднятия воды на большую высоту (более 20 м) является каскадное использование обычных насосов с созданием промежуточных емкостей на различной высоте. Исключением является использование глубинных насосов, предназначенных для подъема воды из глубоких скважин (зеркало воды на 30 метрах и более). В большинстве случаев для выполнения этих задач используют вихревой насос (модернизация центробежного насоса), который имеет меньшие размеры, чем многоступенчатый центробежный насос.

Особенности работы вихревых водяных насосов

Проблема уменьшения передачи динамического давления с выхода на вход частично решена в разновидности центробежных насосов, названных вихревыми. Принцип их устройства схематически показан на рисунке ниже.

Вихревый водяной насос.jpg

Крыльчатка в вихревых насосах для воды устанавливается таким образом, чтобы уменьшить до минимума зазор между ней и корпусом насосной камеры (на рисунке верхняя часть корпуса). Это позволяет уменьшить обратный поток воды практически до нуля, чем достигается значительное (в разы) увеличение давления жидкости на выходе системы. Еще одним преимуществом такой конструкции насоса является снижение чувствительности к образованию газовых полостей в потоке жидкости. Наличие воздуха и/или пара в системе не является критичным, хотя может снижать производительность насоса.

Как любой центробежный насос, вихревой насос чувствителен к попаданию твердых частиц в систему. К этому добавляется особая чувствительность к мелким абразивным частицам (например, мелкий песок). Подобные частицы со временем могут увеличить зазор между крыльчаткой и корпусом, что приведет к ухудшению выходных характеристик потока воды. Поэтому на входной магистрали вихревых насосов рекомендуется установка дополнительных фильтров тонкой очистки.

Принцип работы мембранных водяных насосов

Принцип работы мембранного насоса и его устройство изображены схематически на рисунке ниже:

Принцип работы мембранных водяных насосов.jpg


Основным рабочим элементом этой помпы является эластичная мембрана. К мембране прикреплен шток, движущийся под действием специального механизма (эксцентрик, кулачковый механизм и пр.) или электромагнита. Мембрана герметически крепится в специальной камере насоса. На входе насосной камеры устанавливается обратный клапан и входной патрубок (может отсутствовать в погружаемых помпах), на выходе выпускной клапан с выходным патрубком для шланга.

В Положении 1 (см. рисунок) мембрана под воздействием штока увеличивает объем камеры, создавая зону пониженного давления. Выпускной клапан закрывается. Через обратный клапан поступает порция жидкости.

В Положении 2 мембрана уменьшает объем камеры, увеличивая давление жидкости. Обратный клапан закрывается. Излишек жидкости под давлением удаляется через выпускной клапан (жидкость не сжимается).

Конструкция и принцип действия мембранной помпы накладывает ряд критических ограничений на возможность ее использования. Основным ограничением является запрет на использование запорных механизмов на выходных трубопроводах. Из-за того, что вода несжимаема, во время этапа уменьшения объема системы (положение 2 на рисунке выше), при закрытом выходе воды давление в среде резко возрастает, что неминуемо приводит к разрушению мембраны. В связи с этим мембранные насосы для воды имеют ограниченное применение. Однако, неоспоримым преимуществом насосов данного типа является возможность работы с водой любой степени загрязнения.

Как правильно выбрать и купить насос для воды

Существует несколько важных критериев и правил выбора и эксплуатации. Учитывая их вы сможете купить оптимальный насос для воды и продлить максимально срок его эксплуатации.

  1. Мембранные насосы нельзя выбирать если в выходной магистрали присутствует запорная арматура. Но даже при эксплуатации центробежного насоса в системе должно присутствовать автоматическое отключение нагнетания воды (или система перекачки воды с выхода на вход, байпас) при достижении определенного давления. 

  2. Погружные насосы проще в предварительной подготовке. К началу работы и при эксплуатации должны обязательно находиться в воде. 

  3. При использовании центробежных погружных насосов в конструкции обязательно должен присутствовать фильтр.

  4. Самовсасывающие насосы могут находиться на расстоянии от резервуара с водой. Входной трубопровод (шланг) должен заканчиваться обратным клапаном и заполняться водой перед началом работы. Для успешной работы обратного клапана (удержания воды во входном шланге) нужно применять фильтр.

  5. Высота подъема воды (высота водяного столба на выходе или давление на выходе из насоса) очень важная величина. Обычно эта величина, умноженная на 10, характеризует дальность подачи воды в горизонтальном направлении, на уровне насоса, через трубу.

  6. При использовании насоса для полива с применением различных насадок необходим центробежный насос. Если речь идет о перекачивании воды между резервуарами или грунтовом поливе (без изменения сечения шланга), то возможно применение мембранного насоса.

  7. Производительность насоса напрямую влияет на время выполнения заданных работ. Она измеряется в литрах в минуту (л/мин).

  8. Поднять воду на большую высоту (более 20-30 м) проще в несколько этапов, используя промежуточные емкости и насосы. Если использовать насосы с высоким выходным давлением (вихревые, многоступенчатые центробежные), то особое внимание необходимо обращать на прочность трубопровода и соединительной арматуры.

Заказывайте любые насосы для воды в интернет-магазине Наша Стройка. Интернет-магазин Наша Стройка – это большой выбор, доступные цены и квалифицированная консультация. Мы посоветуем, какой тип насосов необходим для решения поставленных задач. Звоните, пишите в on-line чате. Всегда рады ответить на любые вопросы.