Устройство и принцип работы эжектора для насосной станции

Общие сведения

1.источников подземного типа, устроенных на большой глубине.

3.в открытом водоеме.

4.для емкостей накопительного типа.

Внимание! Насосное оборудование состоит из двух штуцеров, чтобы подключать внешний эжектор, другой, чтобы подавать жидкость в узлы потребления. В быту распространены насосы эжекторного устройства, но многие предпочитают им инжекторное оборудование

Данный насос обладает большей производительностью, затрачивают минимум электричества во время работы

В быту распространены насосы эжекторного устройства, но многие предпочитают им инжекторное оборудование. Данный насос обладает большей производительностью, затрачивают минимум электричества во время работы.

К преимуществам устройства относят такие качества, как:

Разновидности эжекторов

Определившись с тем, что такое эжектор, необходимо разобраться с его разновидностями. Для оснащения насосных станций обычно используются два типа устройств. Первый вариант предусматривает включение прибора в состав конструкции перекачивающего приспособления. Во втором случае речь идет об отдельном размещении. Каждое из этих решений имеет свои достоинства и недостатки, которые необходимо учесть при организации системы.

Встроенные модели

В данном варианте эжектор устанавливается под корпус насоса или рядом с ним. Это позволяет не искать для него дополнительное место. Все, что потребуется – реализовать обычную процедуру монтажа насосной станции. Закрытый корпус обеспечивает для эжектора надежную защиту от грязи и пыли.

Такая насосная станция с эжектором может осуществлять забор воды с глубины до 8 метров. Она способна обслуживать территорию дачных хозяйств, где нужда в поливе ощущается особенно остро. К слабым сторонам эжекторов внутренней установки обычно относят наличие шума в работе. По этой причине их стараются монтировать подальше от жилых помещений (чаще всего для этого выделяют отдельную комнату). Электромотор станции должен иметь достаточную мощность для создания рециркуляции.

Выносные модели

Внешняя установка эжектора предусматривает использование дополнительного бака для закачки воды. Он создает необходимый рабочий напор и дополнительную разницу давлений, что снижает нагрузку на оборудование. Коммутация эжектора в такой схеме осуществляется к погруженному участку трубопровода. Для этого потребуется прокладка дополнительной трубы, из-за чего скважину приходится делать шире. В результате подобного конструктивного решения КПД системы уменьшается почти на 35%.

С другой стороны, это предоставляет возможность обслуживать скважины глубиной до 50 метров, заметно снизив уровень шума при работе станции. Местом ее размещения нередко выступает сам дом (его подвал). Дистанция до места забора воды может быть до 40 метров, на эффективность работы оборудования это не влияет. Подобные достоинства делают эжекционный насос внешнего типа особенно популярным. Для размещения всего оборудования используется одно подготовленное место, что позволяет увеличить продолжительность его службы и обеспечить простоту технического обслуживания и настройки системы.

Устройство и принцип работы

С точки зрения конструкции, эжектор нельзя назвать сложным устройством. В нем четыре основных составных элемента, а именно:

  • сопло;
  • камера для всасывания;
  • диффузор;
  • смеситель.

При этом, с инжектором рассматриваемое нами приспособление путать не следует, так как направление движения масс в них является противоположным.
Первый осуществляет впрыскивание жидкости, а вот эжектор – наоборот, выводит ее наружу. Что же касается того, как функционирует устройство, описываемое в данном материале, то вкратце принцип его работы следующий:

  • благодаря сужению одного из концов сопла, жидкость выходит из него на огромной скорости;
  • водная струя попадает в смеситель, создавая разрежение, в результате которого туда же из всасывающей камеры начинает поступать живительная влага;
  • сформированный поток жидкости, проходя через диффузор, попадает в трубопроводную систему.

С точки зрения физики, эжектор обеспечивает передачу кинетической энергии от одной среды к другой – имеющими соответственно большую и меньшую скорость.

Также стоит добавить, что функционирование насосной станции с эжектором предусматривает возвращение части поднимаемой воды назад, именуемое процессом рециркуляции. Это обеспечивает добавочное разрежение, способствующее снижению затрат энергии на выкачивание влаги с больших глубин. Данное обстоятельство позволяет добиться высокой продуктивности системы водоснабжения без приобретения более мощного насосного двигателя. Кроме того, эжекторная установка облегчает запуск системы, повышая степень ее эффективности.

Устройство насосной станции

Классическая конструкция насосной станции состоит из:

  • поверхностного насоса;
  • гидроаккумулятора;
  • электродвигателя, механически соединенного с насосом, а электрически – с реле давления;
  • манометра (стрелочного), с помощью которого производится визуальное наблюдение за уровнем давления в водопроводной сети;
  • реле давления, предназначенного для автоматического включения/выключения насоса в зависимости от уровня давления в гидроаккумуляторе.

Гидроаккумулятор (или мембранный бак) служит для предотвращения гидроудара, который может возникнуть в момент включения станции.

Он состоит из наружного стального корпуса и внутренней мембраны из пищевой резины. Между ними имеется воздушная прослойка.

В пустом баке резиновая оболочка (или мембрана) находится в смятом состоянии. Когда в нее начинает поступать вода под давлением, она расправляется.

Вода в мембрану поступает до тех пор, пока давление воды не станет равным давлению воздуха между корпусом и мембраной.

Для предотвращения гидравлического удара не нужен бак большого объема. Но тем не менее, выпускаются насосные станции с гидроаккумуляторами на 50, 80, 100 и даже на 500 литров.

Заполняя такие большие объемы, насос работает гораздо дольше. Но есть в такой конструкции положительный момент: закачав в систему и бак воду, насос дольше находится в нерабочем состоянии.

Он не реагирует на кратковременные заборы воды. А, как известно, изнашивается двигатель не от продолжительности работы, а от часто повторяющихся включений-выключений.

Типовые разновидности

Теперь стоит рассказать о видах рассматриваемых нами приспособлений для насосов. Таковых два – встроенный и выносной, каждый из которых по-своему примечателен. Первый устанавливается непосредственно в насос, то есть является компонентом его конструкции. Второй же подсоединяется к системе снаружи – в качестве отдельного, пусть и небольшого узла. Среди значимых особенностей насосной станции со встроенным эжектором выделяются:

  • меньшие размеры установки;
  • минимальная восприимчивость к засорению;
  • эффективная работа на небольших глубинах (до 7-9 метров);
  • высокий уровень шумности.

Если же перечислить примечательные моменты, свойственные насосным станциям с выносным эжектором, то можно составить следующий их перечень:

Схема насосной станции с выносным эжектором

  • наличие бака для поступающей живительной влаги, устанавливаемого отдельно от насоса;
  • подсоединение эжектора к погружаемому участку трубопровода;
  • необходимость установки двух труб в шахте скважины, что следует учитывать в процессе разработки проекта;
  • меньший уровень шума;
  • возможность эксплуатации на удалении 30 +/- 10 метров от скважины без ухудшения показателей эффективности.

Схема подключения гидроаккумулятора

В зависимости от возложенных функций, схема подключения гидроаккумулятора к водопроводной системе может быть разной. Самые популярные схемы подключения гидроаккумуляторов приведены ниже.

Схема обвязки повысительной насосной станции

Такие насосные станции устанавливаются там, где присутствует большое водопотребление. Как правило, один из насосов на таких станциях работает постоянно.

На повысительной насосной станции гидроаккумулятор служит для уменьшения скачков давления во время включения дополнительных насосов и для возмещения небольших водоразборов.

Еще такая схема широко применяется, когда в системе водоснабжения происходит частое прерывание подачи электроэнергии на повысительные насосы, а присутствие воды жизненно необходимо. Тогда запас воды в гидроаккумуляторе спасает положение, играя роль резервного источника на этот период.

Чем больше и мощнее насосная станция, и чем большее давление она должна поддерживать, тем больше должен быть объем гидрроаккумулятора, исполняющего роль демпфера.Буферная емкость гидробака тоже зависит от объема необходимого запаса воды, и от разницы в давлении при включении и отключении насоса.

Схема для погружного насоса

Для длительной и бесперебойной работы погружной насос должен совершать от 5 до 20 включений в час, что указывается в его технических характеристиках.

При падении давления в водопроводной системе до минимального значения автоматически включается реле давления, а при максимальном значении – отключается. Даже самый минимальный расход воды, особенно в малых системах водоснабжения, может понизить давление до минимума, что моментально даст команду для включения насоса, ведь утечка воды компенсируется насосом моментально, а через несколько секунд, при пополнении запаса воды, реле отключит насос. Таким образом, при минимальном водопотреблении, насос будет работать почти вхолостую. Такой режим работы неблагоприятно сказывается на работе насоса и может быстро вывести его из строя. Положение может исправить гидроаккумулятор, который всегда имеет нужный запас воды и успешно компенсирует незначительный ее расход, а также защитит насос от частого включения.

Кроме этого, гидроаккумулятор, подключенный к схеме, сглаживает резкое повышение давления в системе при включении погружного насоса.

Объем гидробака выбирается в зависимости от частоты включений и мощности насоса, расхода воды в час и высоты его установки.

Подключение гидроаккумулятора к водонагревателю

Для накопительного водонагревателя в схеме подключения гидроаккумулятор играет роль расширительного бака. Нагреваясь, вода расширяется, увеличивая объем в системе водоснабжения, а так как она не имеет свойства сжиматься, то самый минимальный рост объема в замкнутом пространстве увеличивает давление и может привести к разрушению элементов водонагревателя. Здесь тоже придет на помощь гидробак. Его объем напрямую будет зависеть и увеличиваться от увеличения объема воды в водонагревателе, повышения температуры нагреваемой воды и роста максимально допустимого давления в системе водопровода.

Подключение гидроаккумулятора к насосной станции

Гидроаккумулятор подключается перед повысительным насосом по ходу воды. Он нужен для предохранения от резкого снижения давления в сети водоснабжения в момент включения насоса.

Вместимость гидроаккумулятора для насосной станции будет тем больше, чем больше используется воды в системе водоснабжения и чем меньше разница между верхней и нижней шкалой давления в водопроводе перед насосом.

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

  • камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
  • смесительный узел;
  • диффузор;
  • сопло, поперечное сечение которого сужается.

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

  • Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
  • Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
  • За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Типы

Накопительной емкостью может выступать емкость с достаточным внутренним объемом, выполненная из материала стойкого к коррозии и безопасного для хранения питьевой воды. Используются такие материалы как:

  • поливинилхлорид;
  • сшитый полиэтилен высокого или низкого давления;
  • полипропилен;
  • нержавеющая сталь;
  • сталь с покрытием водонепроницаемыми лаками и керамическими покрытиями.

Пластиковые баки

Оцинкованная сталь хоть и обладает стойкостью к коррозии и водонепроницаема, однако со временем защитный слой цинка может истончиться, особенно в местах соединения и сварки.

По конструкции выделают:

  • открытые емкости, у которых имеется горловина с крышкой или без, но с герметичными стенками и дном;
  • закрытые полностью герметичные емкости мембранного типа.

В первом случает все просто, весь внутренний объем заполняется водой и при необходимости сливается через патрубок, закрепленный в самой нижней точке.

В случае с мембранными аккумулирующими баками полезный объем как минимум на треть меньше объема всей конструкции. Часть объема отводится под воздушную камеру, отделенную от воды с помощью прочной эластичной мембраны. По мере наполнения емкости водой мембрана давит на воздушную камеру, создавая избыточное давление. Когда требуется получить воду обратно, открывается вентиль, и она поступает в водопровод под действием накопленного давления.

Как правильно отрегулировать (с гидроаккумулятором)

Перед настройкой реле необходимо снять крышку, под которой имеются две пружины с гайками: большая и малая. Поворотом большой гайки регулируется нижнее давление в гидроаккумуляторе (Р). Вращая малую гайку, выставляют разницу давлений (ΔР). Точкой отсчёта считается положение большой пружины, с помощью которой выставляется предел нижнего давления.

Перед тем, как начать настройку реле давления для насоса, необходимо снять с устройства верхнюю крышку, которая скрывает большую и малую пружины

После того как в гидроаккумуляторе достигнут необходимый параметр воздуха, бак следует подключить к системе и включить, наблюдая за показаниями водяного манометра. Заметим, что в технической документации для каждого насоса указаны показатели давления рабочего и предельного, а также допустимая норма расхода воды. Не допускается превышение этих значений при настройке реле. Если при работе системы достигнуто рабочее давление гидроаккумулятора или предельное значение насоса, необходимо отключить насос вручную. Предельный напор считается достигнутым в тот момент, когда давление перестает расти.

К счастью, обычные бытовые модели насосов не настолько мощные, чтобы закачать бак до предельных значений. Чаще всего разница между установленными показателями давления включения и отключения составляет 1-2 атмосферы, что полностью обеспечивает оптимальное использование техники.

После того, как водяной манометр покажет необходимое нижнее давление, насос следует отключить. Далее регулировка производится таким образом:

Осторожно вращают малую гайку (ΔР) до тех пор, пока механизм не начнёт работать.
Открывают воду, чтобы полностью освободить систему от воды.
Когда произойдёт включение реле, будет достигнуто значение нижнего показателя
Обратите внимание, что давление включения насоса должно быть примерно на 0,1-0,3 атмосферы выше, чем показания давления в пустом гидробаке. Это предохранить «грушу» от преждевременного повреждения.
Теперь нужно вращать большую гайку (Р), чтобы выставить нижний предел давления.
После этого насос снова включают и ожидают, когда показатель в системе поднимется до нужного уровня.
Остается подстроить малую гайку (ΔР), после чего гидроаккумулятор можно считать настроенным

Схема регулировки

Вот схема, которая подойдёт для большинства устройств:

Регулировка реле давления для насоса осуществляется с помощью двух гаек: большой и малой

Обращаться с ними нужно очень осторожно, чтобы не повредить прибор

Видео: как отрегулировать реле для насоса

Помимо первичной настройки при подключении реле к насосу, владельцу дома необходимо периодически проверять работу системы и корректировать настройки. Не реже, чем раз в три месяца специалисты рекомендуют полностью сливать воду из гидробака и проверять давление воздуха, подкачивая необходимое количество или стравливая излишки.