Содержание
Область применения шнековых агрегатов
Важным моментом назовем то, что шнековый насос предназначен для перекачивания не только воды, но и пара, газа и других жидкостей. Вода, которая поднимается со скважины, служит для самых различных целей:
- Питьевая и решения различных бытовых задач.
- Наполнение резервуара, фонтана и бассейна.
- Для питания оросительной и капельной системы полива.
- Для накопления различных емкостей, к примеру, бойлеров и нагревательных котлов.
Для применения шнековых агрегатов следует учитывать все конструктивные особенности подобного устройства. Чаще всего устанавливаются шнековые насосы:
- Водоснабжение загородного участка. Многие дачные участки расположены на большом расстоянии от центральной сети водоснабжения.
- Некоторые модели характеризуются тем, что могут проводить полную или частичную очистку воды.
- Подача жидкости из колодцев. Конструктивные особенности определяют то, что устройство может эксплуатироваться даже при сильном засорении емкости. Устройство шнекового насоса обеспечивает требуемое давление в трубопроводе.
- Некоторые модели устанавливаются при проведении строительных работ для откачки грунтовых или талых вод. Примером можно назвать также перекачивание красок и других подобных веществ.
Основные эксплуатационные характеристики определяют широкое распространение шнековых агрегатов в самых различных отраслях промышленности. Шнековый насос может прослужить в течение длительного периода, однако выбор должен проводится в зависимости от эксплуатационных условий.
Область применения шнековых агрегатов
С помощью такого насоса можно организовать «транспортировку» любой среды: от разряженного пара, до вязкой взвеси. Причем и в том и в другом случае винтовой насос решает все поставленные перед ним задачи.
Впрочем, в силу специфики конструкции винтовые насосы, в большинстве случаев, используются следующим образом:
Шнековый (винтовой) насос
- В качестве генератора напора в системе автономного водоснабжения. Ведь шнековый насос может работать не только в относительно чистых скважинах, но и в очень «запесоченных» колодцах. И в этой роли чаще всего используются именно винтовые насосы погружного типа, которые обеспечивают ощутимый напор даже при подаче жидкости из относительно глубокой скважины.
- В качестве генератора напора в системах перекачки жидкой среды. Причем винтовые насосы можно встретить и на стройке, и в системах осушения (откачки), и в магистральных трубопроводах на производстве. Подобная широта применения объясняется «всеядностью» винтовых насосов – они могут качать и пар, и сыпучие среды и даже жидкий бетон.
- В качестве генератора напора в стремах дозированной подачи любой жидкой среды. Причем в данном случае шнек выступает и как генератор напора, и как дозатор, отмеряющий точную порцию жидкости или взвеси.
Словом, благодаря своей надежности и безотказности винтовые насосы заполнили собой достаточно значительную нишу в сегменте напорного оборудования.
Особенности эксплуатации шнековых насосов
Широта применения и несколько необычный способ генерации напорного усилия наделяют винтовые насосы следующими эксплуатационными особенностями:
Особености шнековых и винтовых насосов
- Во-первых, такие насосы просты в обслуживании и ремонте. Например, демонтаж подшипника с вала привода осуществляется даже в полевых условиях, а подобраться к уплотнению на валу можно даже без демонтажа самого насоса. Ну а замену сальников и торцевых уплотнителей можно реализовать без помощи какого-либо специального оборудования. К заменяемому узлу можно «подобраться» с помощью самых простейших слесарных инструментов.
- Во-вторых, корпус любого шнекового насоса проектируется с учетом возможности позиционировать всасывающий патрубок, как вдоль центральной оси, так и под углом 90 градусов. К тому же, шнековые насосы для перекачивания жидкостей оборудованы особым всасывающим патрубком, конструкция которого исключает образование илистых отложений в окружающей среде, затрудняющих процесс транспортировки.
- В-третьих, главная рабочая часть насоса – шнековый вал – созидается с помощью литья с последующей высокоточной обработкой. Поэтому винтовые насосы не вибрируют и не шумят при работе. А отсутствие вибрации – это залог длительного эксплуатационного периода любого оборудования, в том числе и винтового насоса.
В итоге мы можем сказать, что покупая шнековый насос, вы приобретаете, надежный в работе и очень производительный агрегат, который прослужит вам долгие годы.
Технология установки винтовых насосов
Установка помпы в скважину выполняется вручную; к корпусу оборудования подключается кабель питания и напорный рукав. Перед началом монтажных работ высчитывается глубина, на которой будет располагаться насос. Затем на кабеле или напорном рукаве ставится метка; на части изделий применяется дополнительный монтажный трос.
Поскольку в конструкции помпы предусмотрен поплавковый выключатель (срабатывает при отсутствии воды в скважине), то следует проверить подключение предохранительного элемента (алгоритм коммутации приводится в заводской документации).
После размещения оборудования на заданной глубине производится крепление троса, который обеспечивает удержание насоса в требуемом положении. Использовать для страховки кабель питания или напорный шланг не рекомендуется, поскольку элементы не обеспечат надежного удержания корпуса помпы. Затем производится подключение питания. Корректно смонтированный насос работает без стуков и вибраций, обеспечивая постоянную подачу воды из скважины.
Правила эксплуатации шнекового насоса
Кроме устойчивой производительности, не зависящей от качества воды, скважинный винтовой насос дает возможность самостоятельной установки.
Внутреннее строение, в котором буквально нечему ломаться, вместе с качественными материалами избавляют от забот по решению проблемы надолго — винтовой вариант работает не меньше 10 лет, не напоминая о себе и не требуя много внимания.
- Насос винтовой для скважины охлаждается во время работы – это делает перекачиваемая жидкость. Благодаря этому шнек плавно движется, не требуются дополнительные уплотнения. Двигатель расположен ниже входных отверстий, это предохраняет его, происходит естественное охлаждение
- Кроме этого, конструкция делает работу устройства почти бесшумной – его не слышно, даже если скважина находится в пределах дома
- Скважина дольше сохранит работоспособность, так как отсутствует вибрация, которая влияет на источник
- Даже при поломках и неисправностях заменить детали вполне возможно самостоятельно – конструкция настолько проста, что это под силу человеку без специальных навыков
- Работать винтовой погружной насос может не только в скважинах – нет требований к положению устройства: оно располагается горизонтально и вертикально. Это позволяет беспрепятственно пользоваться им при перекачивании воды из рек, водоемов, иных емкостей и источников
Каковы виды
Часто у производителей в ассортиментных линейках можно найти такой вид как «3 винтовой насос». На самом деле это глубинный насос 3-дюймовый, вариант достаточно распространенный, поскольку используется он в узких скважинах. Почему вообще возникает потребность в таком оборудовании? Для этого нужно рассмотреть принцип устройства системы автономного водоснабжения.
Каким будет первый его этап? Это бурение скважины. Чем уже она будет, тем дешевле обойдется такая работа.
Трехдюймовый скважинный винтовой насос практически ничем не отличается от других приборов той же конструкции. Он точно также эффективно поднимает воду с различных глубин, обеспечивает ее стабильный напор. В случае с таким оборудованием, как погружной скважинный насос, качество определяется не размерами, а материалами, используемыми при сборке.
Что же касается особенностей его использования, то обычно это оборудование применяется для обсадной трубы с сечением в 75 мм как наиболее оптимальный вариант (даже для диаметра скважины в 100-115 мм он будет уже маловат). Кроме того, поломка такого аппарата из-за заклинивания в скважине большего размера практически исключена.
Чтобы не возникло неисправности, нужно просто установить на этот прибор специальную резиновую «рубашку», обеспечивающую протекание воды с высокой скорости. Такая «рубашка» нужна для охлаждения, поскольку в процессе работы насоса электродвигатель неизбежно нагревается.
Еще один интересный вариант — это насосы на 2 дюйма. В основном это те же скважинные насосы, только рассчитанные на скважины совсем небольшого диаметра. Дело в том, что есть регионы, в которых большое количество воды залегает на относительно небольшой глубине. В таком случае для экономии средств могут бурить скважины диаметром в 60 мм. Два дюйма — это оптимальный выбор для такого случая.
С точки своей конструкции они ничем не отличаются от рассмотренных выше устройств. Однако насос 2-дюймовый отличается важным преимуществом: его можно использовать даже тогда, когда сама станция располагается непосредственно в доме. Дело в том, что его деятельность практически не ощущается — нет шума при работе, нет вибраций. Пока двухдюймовые аппараты встречаются на рынке реже, чем трехдюймовые, но при желании найти их можно.
Отличительные особенности и параметры шнековых электронасосов
Типовой шнековый насос для скважин, используемый в индивидуальном водоснабжении, имеет следующие технические параметры:
- Напряжение электропитания: переменное 220В ± 10%, с частотой 50 Гц.
- Температурный диапазон откачиваемой жидкости: от 0 до 35 °С.
- РН откачиваемой воды: 6,5 — 8,5.
- Рабочий диапазон температур внешней среды: от 0 до +40 °С.
- Минимальная глубина погружения под водное зеркало: 0,5 м.
- Допустимый объем механических частиц в откачиваемой воде: — не более 500 г/м3, не допускается содержание в жидкости волокнистых материалов.
- Допустимый диаметр механических фракций: — 1 мм.
- Максимальный напор: 3 м3/ч, у большинства моделей он не превосходит порог в 1,5 м3/ч.
- Предельный напор: до 200 м, данный показатель является редким исключением, большинство модификаций создают напорное давление не более 100 м.
Рис. 8 Основные характеристики китайских Oasis
Основные преимущества винтовых электронасосов:
- Невысокая стоимость, цена самых дешевых моделей составляет около 80 у.е., в целом все модели стоят дешевле центробежных видов.
- Простота конструкции. Рабочая часть состоит из винта и резиновой обоймы, их легко обслуживать и при необходимости просто заменить, что делает ремонт шнековых агрегатов весьма простым.
- Винтовой насос для скважины благодаря своему принципу работы может транспортировать жидкость с крупными фракциями песка и глиняных отложений — в этом его основное преимущество. Погружной винтовой насос предпочтительнее применять для водозабора из скважинных источников на песке, часто имеющих высокое содержание взвешенных частиц глины и песка. Хотя их детали и подвергаются механическому воздействию твердых частиц, срок службы винтового насоса в замутненных источниках будет выше, чем у центробежных моделей.
К недостаткам шнековых агрегатов относят посредственное качество многих изделий (хромированный винт, быстро истираемая обойма) и не слишком высокие технические характеристики, заметно уступающие центробежным видам, а также низкий КПД, не превышающий 45%.
Виды винтовых насосов: погружные и поверхностные
Модификации:
- погружные или глубинные – помещаются внутрь скважины на гибком тросе.
- поверхностные скважинные – монтируются на поверхности земли и их целесообразно использовать для создания насосных станций.
Популярные модели винтовых насосов:
- Водолей – используется в скважинах с диаметром прохода не менее 100 мм. Выпускается в двух модификациях – НВП 0,32-32 и НВП 0,32-63. Производительность – около 0,32 x 10 -3м 3/с, напор – до 63 метров, масса – 12 и 17 кг.
- Беламос – выпускаются бытовые модели серий 3SPи SP. Все они имеют корпус из нержавеющей стали. Насосы серии 3SP предназначены для подачи воды из скважин с внутренним диаметром от 80 мм. Номинальный напор до 40 метров, производительность до 1,5 м³/ч, длина кабеля не менее 15 м. Насосы серии SP предназначены для индивидуального водоснабжения дач и загородных домов. Диаметр скважины не менее 4 дюймов. Производительность 1,7-1,8 м³/ч, напор 95-150 метров, длина силового кабеля 20 м.
- Unipump ECO VINT выпускаются 3 модификаций. Один из лучших водяных насосов для частного дома – автономного водоснабжения, полива огорода и дачного участка. Предназначен для скважин с диаметром не менее 85 мм. Напор до 90 метров, производительность до 33 л/мин, комплектуется кабелем длиной 20 метров. Подача воды осуществляется за счет вращения рабочего винта в резиновой обойме. Отсутствие ведомого винта упрощает обслуживание насоса и повышает его надежность и долговечность.
- Sprut ZGD предназначен для перекачки сравнительно чистой воды. Корпус насоса выполнен из чугуна, Шнек и ведущий вал из нержавеющей стали. Торцевые уплотнения из керамографита, мощность двигателя 750 Вт, производительность – 3,6 м³/ч. В комплекте с гидроаккумулятором ZGD используется в качестве надежной насосной станции для бесперебойного снабжения водой потребителей.
Преимущества погружных шнековых насосов:
- простая и удобная конструкция, позволяющая легко производить обслуживание и ремонт;
- возможность проведения ремонта в полевых условиях, без использования специального инструмента и оснастки;
- использование стандартизированных самозажимных муфт, которые позволяют легко производить демонтаж и монтаж сальников и торцевых уплотнений;
- обекаемый корпус позволяет поворачивать всасывающий патрубок на 90°;
- использование электрических двигателей, не создающих вибраций, что значительно уменьшает генерацию акустических волн и понижает шум от работы насоса;
- использование передовых технологий обработки, которые позволяют снизить себестоимость деталей насоса без потери потребительских свойств;
- возможность перекачивать воду с различными загрязнениями (песок, грязь, взвеси) без ухудшения рабочих характеристик, например погружной грязевой насос для скважин;
- высокая надежность и долговечность.
Как устроен погружной шнековый насос
Устройство шнекового насоса для скважины простое и имеет принцип работы роторного агрегата. Основной деталью является шнек, соединенный с валом при помощи карданной передачи, которые заключены в цилиндрический корпус. При вращении вала винт двигается по осевой и не касается вплотную стенок корпуса, расстояние остается минимальным.
Процесс подачи воды начинается с образования полостей между витками шнека, которые постепенно заполняются водой и при помощи нагнетания выталкиваются от всасывающего отверстия к приемной части насоса. На этом этапе происходит разрежение давления, после чего вода поднимается вверх под напором. Плюсом такого механизма является то, что устройство не оснащено дополнительными деталями, препятствующими прохождению твердых частиц или вязких примесей, поэтому ему под силу откачать мутную и грузную воду с разного рода взвесями.
Устройство погружного оборудования
Как лучше эксплуатировать
При покупке шнекового насоса для оборудованного источника придется принимать во внимание определенные правила эксплуатации. Благодаря следованию простым рекомендациям, домовладельцу удастся значительно продлить продолжительность эксплуатационного периода устройства. Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты
Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую
Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты. Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую.
Желательно соблюдать расстояние от дна хотя бы в 1 метр, чтобы по водопроводу не перекачивалась жидкость с примесью песка. При покупке шнекового агрегата можно не переживать о надежности функционирования такой техники. Конструкция изделия и основной принцип функционирования разрабатывался специально таким образом, чтобы водозаборное отверстие размещалось над самим двигателем. Рабочий узел, благодаря подобной конструкции, может охлаждаться естественным образом. Вероятность возгорания при этом практически равна нулю.
Особенности водозабора являются определяющими в вопросе подбора функциональных характеристик оборудования. Перед выбором подходящего насоса нужно обязательно учитывать все требуемые контрольные параметры.
Разновидности и основные технические характеристики
Среди насосов шнековых выделяют две категории. Основополагающим параметром такого разделения выступает рабочая глубина, на которой способны работать данные гидромашины. Так, в зависимости от этой характеристики различают:
- стандартные винтовые насосы;
- устройства глубинной категории.
Шнековый насос, относящийся к стандартной категории, используется для откачивания воды из колодцев или скважин, глубина которых не превышает 20–25 метров. Такие помпы часто применяются для обслуживания скважин с небольшим дебитом, бурение которых выполнено на водоносных слоях почв песчаного типа (скважины на песок). Поскольку с помощью винтового насоса можно откачивать жидкую среду с различной производительностью, сохраняя при этом стабильное давление создаваемого потока и не обращая внимания на содержание в составе воды песчаных включений, данное оборудование оптимально подходит для обслуживания скважин указанного типа.
Винтовой моноблочный насос с верхним расположением водозаборной части
Винтовой скважинный насос глубинной категории оснащается удлиненным шнеком, что определяет впечатляющие технические возможности такой гидромашины. Обладая высокой мощностью и надежностью, она может успешно обслуживать артезианские скважины, вода в которых располагается на глубине, доходящей до ста метров. Конечно, цена таких моделей значительно выше стоимости устройств стандартной категории, но во многих случаях, когда требуется обеспечить подачу воды из скважин значительной глубины, без подобного оборудования просто не обойтись.
Рассмотрим технические характеристики, которыми обладает скважинный винтовой насос, относящийся к моделям средней ценовой категории:
- производительность, показывающая, какой объем жидкой среды насос способен перекачать в единицу времени, – 1500–2000 л/час;
- напор создаваемого потока жидкости – 40–60 метров водяного столба;
- температура, которой может обладать перекачиваемая жидкая среда, – от +5 до +40°С;
- размер частичек нерастворимых твердых включений, которые могут содержаться в перекачиваемой воде, – 2–2,5 мм;
- мощность электродвигателя, приводящего во вращение ротор и шнек, – 1–1,5 кВт.
Линейка винтовых насосов Sprut
Большинство моделей шнековых насосов средней ценовой категории, которые часто применяются для оснащения бытовых автономных систем водоснабжения, могут работать от электрической сети с напряжением 220 В.
Шнековые помпы промышленного назначения отличаются более впечатляющими техническими характеристиками. В частности, такие устройства без ущерба для своего технического состояния могут успешно перекачивать жидкие среды, температура которых значительно превышает вышеуказанные значения. Кроме того, промышленные насосы винтового типа в состоянии работать с жидкими средами, содержащими в своем составе нерастворимые твердые включения, размер частиц которых превышает 2–2,5 мм.
Скважинный шнековый насос для артезианских водозаборов
Основная часть корпусных деталей насосов скважинных винтового типа изготавливается из нержавеющей стали, отдельные элементы – из прочного пластика. Для герметизации элементов внутренней конструкции таких гидромашин используются прокладки, изготовленные из резины и силикона.
Поскольку движущиеся элементы внутренней конструкции шнековых насосов постоянно контактируют с перекачиваемой жидкой средой, они не нуждаются в обеспечении дополнительного охлаждения.
Краткий обзор производителей
Необходимо обратить внимание на популярные модели винтовых скважинных насосов бытового применения. В настоящее время много зависит от производителя и соответствия изделия его заявленным характеристикам
Крупные бренды имеют мировую известность, поэтому на них стоит обратить внимание в первую очередь.
Рассмотрим некоторые из моделей:
Большой популярностью пользуется изделие «Водолей» серии БЦПЭ. Оно практично в использовании, обладает высокой производительностью и удачной компактностью. Его можно устанавливать в скважины с диаметром до 110 мм.
Еще одной моделью отечественного производителя является «Спрут». Он способен работать в колодце и скважине. Отличается стойкостью от негативного воздействия коррозии, высокой прочностью деталей. Предусмотрена защита от перегрузок, что значительно увеличивает срок эксплуатации. Заводом изготовителем предусматривается сервисное обслуживание работниками компании, что является значительным преимуществом при выборе подходящего бренда и модели.
Положительные отзывы заслужили погружные винтовые насосы «Беламос» белорусского производства. Их преимуществом является демократическая стоимость и высокое качество, надежность конструкции. Это превосходный бюджетный вариант, который будет безотказно эксплуатироваться продолжительное время.
Не отстают и зарубежные производители, одним из удачных примеров являются насосы «Unipump». Их стоимость на порядок выше, однако это соответствует высокой надежности и превосходной практичности в работе.
«Grundfos» Еще один зарубежный представитель, отличающийся высокой стоимостью и удачным качеством. Имеет большой ассортимент моделей, способных работать на различной глубине с разной производительностью. Представлены экземпляры с диаметром более 75 мм, которые могут поднимать воду из 55-метровой глубины.
Таких примеров можно приводить большое количество. Все они имеют одинаковое назначение, однако отличаются своими конструктивными особенностями и техническими характеристиками.
Расчет насоса для скважины
Если экспериментальное определение количества жидкости, откачиваемой электронасосом, не вызывает больших затруднений, то для нахождения нужного напора используют несложные формулы. Есть несколько вариантов формул подсчета напора, один из них выглядит следующим образом:
H(м) = P x 10,2 + Нв + Нп, где
H(м) – определяемая высота подъема жидкости в метрах;
Р – давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);
Нв – разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;
Нп – потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.
Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе
Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.
Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.
В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).
Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.
Итак, определяем потери:
Нп = (50 + 12) х 11 \ 100 = 6,82 (м)
И получаем общий результат:
H(м)= 3 х 10,2 + 30 + 6,82 = 67,42 (м)
Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).
Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos
Принцип работы
Сегодня насос скважинный шнековый весьма распространен в самых различных отраслях. При рассмотрении того, как работает погружной насос для скважины отметим следующие моменты:
- Напор создается за счет вращения шнека.
- Для вращения устанавливается электрический двигатель. Он может характеризоваться достаточно большим количеством различных свойств, к примеру, мощностью и энергопотребления.
- Корпус обеспечивает требуемый уровень герметичности. Он изготавливается из металла и пластика, также есть и резиновые прокладки.
В целом можно сказать, что принцип работы устройства определяет его весьма широкое распространение.
