Как работать с самовсасывающим насосом: этапы запуска, время заливки и устранение неисправностей

Как самовсасывающий насос на самом деле удаляет воздух из линии всасывания

Бессальниковый самовсасывающий насос серии WFB, поднимающий воду на высоту 4 м из отстойника, обычно достигает полного расхода за 45–90 секунд. Если через три минуты давление нагнетания остается неизменным, остановите двигатель. Насос, который постоянно гоняется за утечкой воздуха, нагревается, изнашивает вращающиеся части и все равно ничего не подает, а причина в подавляющем большинстве случаев кроется на стороне всасывания.

Причина, по которой доминирует сторона всасывания, проста. Самовсасывающий насос не является вакуумным насосом. Рядом с ним не установлено отдельное устройство обработки воздуха. Он использует жидкость, уже находящуюся внутри собственного корпуса, для многократного вытягивания воздуха из всасывающей трубы. Все, что пропускает воздух обратно или уменьшает объем жидкости, доступной для этих проходов, замедляет процесс или полностью останавливает его.

Внутри корпуса находится увеличенная заливочная камера, которая окружает крыльчатку и расположена над ней. Перед первым запуском эту камеру необходимо заполнить жидкостью через заливную пробку до тех пор, пока она не достигнет отмеченного уровня или не перельется. Эта накопленная жидкость — единственный инструмент, который есть у насоса для перемещения воздуха.

Когда двигатель запускается, крыльчатка выбрасывает накопленную жидкость наружу. Давление в проушине рабочего колеса падает ниже атмосферного давления, поэтому воздух из всасывающей линии всасывается и смешивается с жидкостью. Смесь подается в сепарационную камеру на стороне нагнетания, где она замедляется, воздух отделяется и выходит через нагнетательный патрубок, а жидкость падает обратно в проушину рабочего колеса и снова выбрасывается. Каждый проход удаляет часть столба воздуха из всасывающей линии. Когда линия заполнена жидкостью, заливка завершена и давление нагнетания поднимается до рабочей точки.

Этот цикл объясняет три вещи, в которых операторы часто ошибаются. Время заливки пропорционально объему воздуха, который необходимо удалить, поэтому длинная или слишком большая всасывающая линия занимает больше времени, чем короткая прямая. Небольшая утечка воздуха, которая никогда не обнаруживается при проверке давления, может добавить минуту или больше, потому что насос продолжает наполнять одну и ту же трубу. А уровень жидкости в корпусе имеет такое же значение, как и любая механическая деталь, поскольку наполовину заполненный корпус имеет меньше проходов в минуту.

Бесгерметичная конструкция устраняет один из крупнейших источников проблем. В WFB и аналогичных самовсасывающих насосах без уплотнений вал не проходит через стенку корпуса вращающегося уплотнения, поэтому поверхность механического уплотнения не может задеть, сальник не может капать, а полость уплотнения для стравливания воздуха отсутствует. В насосах, в которых используется механическое уплотнение, оно является обычным изнашиваемым элементом и становится трактом для воздуха при изнашивании поверхностей.

Разница проявляется при вводе в эксплуатацию. негерметичный автоматический самовсасывающий насос семейство создано для работы в условиях, когда линия всасывания длинная, насос расположен над поверхностью жидкости, и никто не может перезаправлять корпус каждую смену.

Производительность заливки поддается измерению, поэтому стоит записать цифры в протокол ввода в эксплуатацию. В таблице ниже приведены реалистичные диапазоны для чистой воды при температуре 20 градусов Цельсия, когда корпус заправлен до отмеченного уровня, а всасывающая линия на один размер больше, чем входное отверстие насоса.

Предпусковые проверки, которые определяют, заливает ли насос вообще

Большинство сбоев при заливке происходит до включения двигателя. Шесть проверок занимают около десяти минут и удаляют большинство из них.

Серия самовсасывающих насосов без уплотнений WFB Серия самовсасывающих насосов без уплотнений для химической, коммунальной и водоочистной деятельности; конструкция без уплотнений снижает риск утечек при заливке и обслуживании. Посмотреть продукт →

Две из этих проверок заслуживают постоянного места в повседневной работе оператора: проверка уровня корпуса и герметичность всасывающей линии. Между ними приходится основная часть звонков, которые начинаются с насоса, который не поднимает воду.

Начальная последовательность, шаг за шагом

Описанная ниже процедура подходит для горизонтального самовсасывающего насоса с мокрым картером и обратным клапаном, который выполняет большинство задач по дренажу, перекачке и очистке сточных вод. Вертикальные установки и установки с длинным валом следуют одной и той же логике, но клапаны расположены по-разному.

1. Убедитесь, что насос заряжен до отмеченного уровня. Если после последнего запуска из корпуса слилась вода, заполните его снова через заливную пробку.
2. Полностью откройте всасывающий клапан и оставьте его открытым. Дроссельное регулирование стороны всасывания самовсасывающего насоса приводит к кавитации и замедляет цикл удаления воздуха.
3. Установите выпускной клапан на четверть или треть открытия. Воздух легче покидает корпус из-за низкого противодавления.
4. Убедитесь, что нагнетательная линия еще не заполнена жидкостью под давлением из другого источника. Выброс под давлением может вытолкнуть воду обратно в корпус и затопить заливочную камеру.
5. Запустите двигатель и наблюдайте за амперметром, а не за трубой. Во время обработки воздуха ток находится вблизи холостого хода; по мере поступления жидкости она поднимается к рабочей точке.
6. Прислушайтесь к изменению примечания. Воздушно-жидкостная смесь издает грубый, пульсирующий звук, который становится устойчивым и тихим, когда выходит последний воздух.
7. Следите за манометром давления нагнетания. Он должен начать подниматься в пределах ожидаемого окна загрузки, указанного в таблице выше.
8. Если в течение трех-пяти минут давление не повышается, остановите двигатель и проверьте. Продолжение работы без потока жидкости приводит к нагреванию корпуса и повреждению уплотнений, подшипников и щелевых колец.
9. Как только поток установится, медленно откройте выпускной клапан до рабочей точки. Настраивайте расход с помощью нагнетательного клапана, а не всасывающего клапана.
10. Запишите вакуум всасывания, давление нагнетания и ток двигателя в рабочей точке. Сравните их с опубликованной кривой для модели насоса.
11. Проверьте область уплотнения и сальник. Механическое уплотнение не должно иметь видимой струи, а сальник должен капать медленно и равномерно, а не высыхать.
12. После тридцати минут стабильной работы проверьте температуру корпуса подшипника вручную или с помощью контактного термометра и прислушайтесь к новой вибрации или шуму.

Как выглядит норма на датчиках

Записи о вводе в эксплуатацию полезны только в том случае, если оператор знает, какие показания указывают на исправную работу. Для насоса, поднимающего 4 м чистой воды в расчетной точке, характерна следующая картина.

• Вакуумметр на всасывании: стабильное показание от 0,02 до 0,05 МПа, без резких колебаний. Сильно колеблющийся манометр указывает на то, что насос втягивает порции воздуха.
• Манометр давления нагнетания: стабильно на уровне или близком к расчетному давлению, с небольшим падением по мере увеличения расхода через открытый выпускной клапан.
• Амперметр: ток полной нагрузки соответствует паспортной табличке или ниже, стабилен после завершения заливки. Показание, которое медленно растет во время работы, обычно означает, что жидкость нагревается или нагнетание чрезмерно дросселируется.
• Расход: в пределах плюс-минус десять процентов от расчетного значения при измерении в рабочей точке.
• Звук и вибрация: ровные, без треска, указывающего на кавитацию, или ритмичного стука, указывающего на проблемы с подшипниками или центровкой.
• Область уплотнения: сухая на механическом уплотнении или контролируемая капельная подача на сальнике.

Отклонение от этого шаблона является самым ранним предупреждением, которое подает самовсасывающий насос. Повышение вакуума при падении давления нагнетания указывает на засорение сетчатого фильтра или частично закрытый всасывающий клапан. Падение вакуума при неизменном давлении нагнетания обычно означает, что уровень источника всасывания упал и насос начинает всасывать воздух. Рост тока при неизменных точках расхода приводит к механическому сопротивлению или более высокой вязкости жидкости, чем для которой был выбран насос.

Почему время заливки смещается после ввода в эксплуатацию

Насос, заливавшийся при вводе в эксплуатацию за 60 секунд, а теперь за четыре минуты, не изменил свою конструкцию. Что-то в системе изменилось. На приведенной ниже диаграмме показан относительный вклад обычных причин, измеренный на подъемнике высотой 4 м и объемом всасывания 22 литра.

Рейтинг одинаков для всех установок, и именно по этой причине линия всасывания проверяется перед рабочим колесом. Утечку через прокладку не стоит устранять, и она приводит к большей задержке, чем изношенное рабочее колесо. Однако внутренний износ имеет значение, и он меняет форму кривой, а не начальную точку: насос с открытым зазором щелевого кольца теряет как скорость всасывания, так и пиковый напор.

Факторы, влияющие на время заливки воды, более подробно, включая температуру и геометрию трубы, описаны в этой заметке. Факторы, влияющие на время заправки , который стоит прочитать вместе с протоколом ввода в эксплуатацию.

Таблица неисправностей: Симптом, вероятная причина, меры по устранению

Диагностика на месте работает лучше всего, когда симптом сопоставляется с наиболее вероятной причиной до демонтажа какой-либо детали. В таблице ниже приведены неисправности, о которых чаще всего сообщается в самовсасывающих установках.

Рабочий диапазон: работа всухую, содержание твердых частиц, температура и вязкость

Самовсасывающая способность и устойчивость к сухому ходу — это два разных свойства, и путать их дорого. Насосу, который сам заправляет насос, по-прежнему необходима жидкость внутри корпуса для охлаждения и смазки вращающихся частей. От десяти до шестидесяти секунд работы только на воздухе во время нормального цикла заливки безвредны. Десять минут этого нет.

Если процесс не может гарантировать наличие жидкости на всасывании, надежно работают два варианта. Первый — это контроль уровня жидкости, который останавливает двигатель до опорожнения поддона с помощью поплавковых выключателей или электродов, подключенных к стартеру. Вторая конструкция допускает прерывистую работу всухую, что является одной из причин, по которой конструкция WFB без уплотнений широко распространена в системах дренажа и сточных вод: без вращающейся поверхности уплотнения, которая может повредиться, режим отказа при кратковременной работе всухую гораздо менее серьезен.

Высокоэффективный автоматический самовсасывающий насос GJB Автоматический самовсасывающий насос с интеллектуальным управлением и компактной вертикальной конструкцией, подходящий для химической, фармацевтической, канализационной и ирригационной работы с различными материалами. Посмотреть продукт →

Обращение с твердыми частицами – это отдельный вопрос выбора. Самовсасывающие насосы для мусора пропускают сферы размером примерно от 25 до 76 мм в зависимости от модели и типа рабочего колеса, а сетчатый фильтр на всасывающей линии должен быть достаточно грубым, чтобы не засоряться одними и теми же твердыми частицами. При работе с суспензией материал рабочего колеса и зазор между рабочим колесом и изнашиваемой пластиной определяют срок службы в большей степени, чем размер насоса.

• Вязкость: центробежные самовсасывающие насосы лучше всего работают при температуре ниже 100 сСт. При превышении этого расход и напор быстро падают, и лучшим решением обычно является объемный насос.
• Температура: стандартные оболочки подходят для жидкостей с температурой до 80 градусов по Цельсию. Помимо этого, укажите высокотемпературные подшипники, подходящие прокладки и уплотнения, совместимые с жидкостью, и ожидайте, что время заливки будет увеличиваться по мере повышения давления паров.
• Погружение всасывания: держите жидкость на расстоянии не менее полутора диаметров трубы над всасывающим отверстием, чтобы предотвратить образование вихрей, которые вытягивают воздух вниз.
• Чистая положительная высота всасывания: всегда оставляйте запас минимум на 0,5 м выше требуемого значения, а для горячих жидкостей – больше.
• Рабочий цикл: непрерывная работа является нормальной. Частые циклы старт-стоп подвергают нагрузке двигатель и уплотнение, поэтому размер регулирующего бака должен обеспечивать не менее четырех запусков в час.

Выключение, режим ожидания и перезагрузка

Останавливайте самовсасывающий насос каждый раз одним и тем же способом, поскольку неравномерное отключение превращает короткий перезапуск в полный цикл заливки.

1. Медленно закройте выпускной клапан, чтобы уменьшить поток, не создавая скачка давления в линии.
2. Остановите двигатель и дайте насосу выработать выбег. Не перезапускайте в течение тридцати секунд; жидкость в корпусе должна отстояться.
3. Если насос скоро перезапустится, оставьте всасывающий клапан открытым, чтобы корпус и всасывающая линия оставались затопленными.
4. Для длительного режима ожидания изолируйте выпуск с помощью обратного клапана, держите корпус заряженным и проворачивайте вал вручную каждые две недели, если насос простаивал и жидкость имеет тенденцию оседать.
5. Перед морозной погодой слейте воду из корпуса, уплотнителя и рубашки охлаждения. Захваченная жидкость, расширяющаяся внутри корпуса, может привести к его растрескиванию.
6. При работе со сточными водами промывайте корпус после остановки, если жидкость имеет тенденцию откладывать твердые частицы, и одновременно очищайте сетчатый фильтр.

Перезапуск после длительного простоя заслуживает отдельной процедуры. Поверните вал вручную, чтобы убедиться, что ничего не заклинило, убедитесь, что корпус все еще заряжен, убедитесь, что выпускной клапан находится в положении заливки, а затем рассматривайте запуск как первый запуск. Если насос простаивал в течение нескольких месяцев, ожидайте более длительного времени заливки при первом запуске и следите за показаниями амперметра более внимательно, чем обычно.

Интервалы технического обслуживания, обеспечивающие надежность заливки

Самовсасывающие насосы редко выходят из строя внезапно. Они теряют производительность небольшими порциями, и эти приращения видны при плановых проверках.

Два измерения ценнее любого визуального осмотра. Зазор компенсационного кольца, измеренный щупом через всасывающее отверстие, показывает, может ли насос по-прежнему создавать вакуум, необходимый для быстрой заливки. Тенденция вибрации подшипника показывает, развивается ли механическая проблема за несколько недель до того, как она перерастет в поломку. Оба быстро принимаются и оба подлежат письменному учету.

Выбор самовсасывающего насоса для реальных условий эксплуатации

В спецификации можно предотвратить или создать большинство эксплуатационных проблем. Насос, выбранный только по расходу и напору, будет плохо заполняться и быстро изнашиваться, если не указать условия всасывания и свойства жидкости.

• Расход и общий напор в рабочей точке, а не в максимальной точке кривой.
• Фактическая высота всасывания от поверхности жидкости до центральной линии насоса, а также длина и диаметр всасывающей линии.
• Данные о жидкости: удельный вес, вязкость, температура, pH, размер и концентрация твердых частиц, а также склонность жидкости к образованию пены.
• Материал конструкции: чугун для нейтральной воды, нержавеющая сталь или сплавы для работы с химикатами и солями, закаленные материалы для абразивных суспензий.
• Метод уплотнения: механическое уплотнение с правильной промывкой или конструкция без уплотнения для условий, в которых высок риск проникновения воздуха или сухого хода.
• Данные двигателя: мощность с соответствующим запасом прочности, напряжение, класс корпуса и класс изоляции, взрывозащищенное исполнение, если этого требует окружающая среда.
• Управление и защита: поплавковый или электродный контроль уровня, защита от сухого хода и преобразователь частоты, если режим работы меняется в течение дня.

Серия высокоэффективных самовсасывающих насосов GZB Энергосберегающий самовсасывающий насос с лабиринтным уплотнением воздушного потока и отсутствием износа механического уплотнения для перекачивания химикатов, очистки сточных вод, дренажа шахт и ирригации. Посмотреть продукт →

Вопрос энергетики также входит в спецификацию. Самовсасывающий насос, работающий справа от точки наилучшего КПД, потребляет больше мощности при том же расходе и сильнее нагружает подшипники. Подстройка рабочего колеса или изменение скорости с помощью привода часто восстанавливают разницу в течение года, особенно при непрерывной работе систем охлаждения, перекачки и дренажа.

Как заводские испытания устраняют неприятные сюрпризы перед поставкой

Поведение при заливке можно измерить на испытательном стенде, а насосы, производительность которых проверена перед отправкой на объект, имеют гораздо меньше проблем при вводе в эксплуатацию. Комплексная платформа для тестирования насосов позволяет проверять характеристики расхода, напора, мощности и заливки в широком диапазоне размеров, а не полагаться на одну выборочную проверку.

С точки зрения производства это означает возможность проведения испытаний, охватывающих насосы диаметром примерно от 32 мм до 1200 мм, мощностью двигателя от 1,1 кВт до 1200 кВт и напряжением питания от 380 В до 10 кВ. Платформа с таким диапазоном позволяет проверять одно и то же семейство насосов на небольших перекачивающих агрегатах и ​​больших дренажных или технологических машинах без отправки заказа клиента третьей стороне.

Производственная мощность имеет значение по той же причине. Две производственные базы общей площадью около 60 000 квадратных метров, шесть производственных цехов, два сборочных цеха и один специализированный испытательный цех, оснащенные более чем 160 комплектами механического оборудования, позволяют выполнять работы по обсадным колоннам и рабочим колесам, сборку и проверку производительности под одной крышей. Проектные работы, проводимые университетскими исследовательскими группами в области технологий жидкостей, учитывают геометрию рабочего колеса, которая является той частью, которая определяет как скорость заливки, так и эффективность.

Для покупателя практическая ценность проста. При доставке запросите протокол испытаний: расход в рабочей точке, напор, потребляемая мощность и время заливки, измеренное на стенде. Эти четыре цифры говорят вам, будет ли насос на вашем фундаменте вести себя так, как обещал расчет выбора.

Часто задаваемые вопросы

Может ли самовсасывающий насос работать всухую?

Только кратко. Насосу необходима жидкость в корпусе для создания вакуума, который вытягивает воздух из линии всасывания и отводит тепло от уплотнения и подшипников. Короткие периоды высыхания продолжительностью от десяти до шестидесяти секунд во время обычного цикла заливки являются частью конструкции. Работа всухую в течение нескольких минут приведет к повреждению уплотнений, компенсационных колец и подшипников, поэтому установите уровень или защиту от сухого хода там, где подача жидкости ненадежна.

Сколько времени должно занимать грунтование?

Для чистой воды при 20 градусах Цельсия с правильно заряженным корпусом ожидайте от 25 до 45 секунд при подъеме на 2 м, от 45 до 90 секунд на высоте 4 м и от 90 до 150 секунд на высоте 6 м. Более длинные всасывающие линии и более высокий подъем увеличивают эти цифры. Если время превышает ожидаемое примерно в два раза, это указывает на попадание воздуха, засорение сетчатого фильтра или недостаточную загрузку корпуса.

Нужен ли насосу обратный клапан?

Если насос расположен над поверхностью жидкости, обратный клапан удерживает линию всасывания и корпус затопленными между остановками, поэтому следующий запуск будет коротким. Без этого линия стекает обратно, и каждый запуск становится полным циклом заливки. Приемный клапан должен сидеть правильно; изношенное седло превращает закрытую линию в негерметичную, и насос ведет себя так, как будто у него вообще нет приемного клапана.

Почему насос продолжает терять заправку после нескольких часов нормальной работы?

Две причины охватывают большинство случаев. Вихрь, образующийся на всасывающем патрубке, тянет воздух вниз с поверхности, когда уровень поддона падает, а соединение, удерживающееся в статических условиях, может слегка раскрыться под действием вакуума. Увеличьте уровень погружения или установите перегородку, затем проверьте всасывающие соединения при работающем насосе.

Могу ли я контролировать поток с помощью всасывающего клапана?

Нет. Дроссельная установка на стороне всасывания снижает давление в проушине рабочего колеса и подталкивает насос к кавитации, которая проявляется в виде шума, вибрации и быстрого износа рабочего колеса и корпуса. Управляйте потоком с помощью выпускного клапана, частотно-регулируемого привода или путем регулировки рабочего колеса на этапе выбора.

В чем разница между самовсасывающим насосом без уплотнения и с механическим уплотнением?

Насос с механическим уплотнением имеет вращающееся уплотнение, в котором вал проходит через корпус; он работает хорошо, когда жидкость чистая, уплотнение промыто должным образом и предотвращается работа всухую. Бесгерметичная конструкция полностью исключает такое проникновение, что устраняет уплотнение как путь для воздуха и снижает чувствительность к коротким периодам засухи. Распространена герметичная конструкция, в которой насос поднимается из поддона и запускается автоматически.

На какую высоту может поднять воду самовсасывающий насос?

Теоретически атмосферное давление поддерживает около 10,3 м воды на уровне моря. На практике потери на трение, давление паров жидкости и необходимая полезная положительная высота всасывания уменьшают ее примерно до 6–7 м для чистой холодной воды и меньше для горячих или летучих жидкостей. Большинство промышленных самовсасывающих моделей рассчитаны на глубину от 4 до 6 м, и пребывание в этом диапазоне обеспечивает быстрое и надежное всасывание.