Что такое самовсасывающий насос? Принцип работы, типы и руководство по выбору

После планового отключения на техническое обслуживание дренажный насос на муниципальной подъемной станции отказывается подавать воду. Корпус заполнен воздухом, всасывающая линия осушена, и операторы тратят больше часа на заправку насоса, прежде чем он сможет перезапуститься. Эта сцена повторяется каждый день на очистных сооружениях, химических предприятиях, шахтах и ​​ирригационных сетях. Именно эту проблему призван устранить самовсасывающий насос.

Что такое самовсасывающий насос?

Самовсасывающий насос — это центробежный насос, предназначенный для откачивания воздуха из всасывающей линии при запуске, а затем автоматического переключения на обычную перекачку жидкости. Отличительной особенностью является резервуар с жидкостью, который остается внутри корпуса насоса после остановки. При следующем запуске крыльчатка смешивает эту оставшуюся жидкость с воздухом, забираемым из всасывающей линии, образуя воздушно-жидкостную смесь, которая движется в сторону нагнетания. Камера разделения воздуха внутри корпуса позволяет воздуху выходить, а жидкость опускается обратно и рециркулирует. Этот цикл повторяется до тех пор, пока весь воздух не будет удален из линии всасывания и жидкость не достигнет рабочего колеса. С этого момента насос работает как стандартный центробежный насос.

В практическом плане ценность проста. Всякий раз, когда источник жидкости находится под насосом, когда всасывающая линия может опорожняться между партиями или когда операторы не могут физически получить доступ к корпусу для заливки воды, самовсасывающий насос устраняет единственную наиболее распространенную причину простоя насоса.

Как работает самовсасывающий насос? Шаг за шагом

Процесс самовсасывания следует за повторяющимся циклом откачки воздуха и рециркуляции жидкости. Вот последовательность действий внутри типичного самовсасывающего центробежного насоса:

1. Первоначальный заряд сохранен. Перед запуском в корпус насоса удерживается объем жидкости, оставшийся от предыдущего запуска. Это начальный заряд, который делает возможным самовсасывание.
2. Вращение крыльчатки. Когда двигатель запускается, крыльчатка вращается и на высокой скорости отправляет захваченную жидкость наружу к улитке или диффузору.
3. Создана зона низкого давления. Движение жидкости от проушины рабочего колеса создает область низкого давления на всасывающем отверстии, втягивая воздух из всасывающей линии.
4. Воздушно-жидкостное смешивание. Воздух, забираемый из всасывающей линии, смешивается с рециркулирующей жидкостью внутри рабочего колеса, образуя двухфазную смесь.
5. Разделение воздуха. Смесь поступает в камеру разделения воздуха, где скорость потока резко падает. Воздух, будучи более легким, выходит через выпускное отверстие, а жидкость оседает и возвращается в рабочее колесо.
6. Поступление жидкости и нормальная работа. Каждый цикл удаляет больше воздуха из линии всасывания. После полного удаления воздуха жидкость поднимается из источника, достигает рабочего колеса, и насос переходит в режим постоянной перекачки жидкости.

В зависимости от высоты всасывания, диаметра всасывающей линии и геометрии корпуса процесс заливки обычно занимает от 30 секунд до трех минут. Правильный размер всасывающей трубы и герметичность соединений имеют большее значение, чем думает большинство покупателей; небольшая утечка воздуха во всасывающем фланце может вообще помешать заливке.

Самовсасывающие насосы по сравнению со стандартными центробежными насосами

Ключевое различие между этими двумя семействами заключается в том, что происходит до того, как жидкость достигнет рабочего колеса. Стандартный центробежный насос поддерживает затопленную линию всасывания, обратный клапан или внешнюю вакуумную систему для поддержания заполнения линии всасывания. Самовсасывающий насос выполняет эту задачу внутри, используя оставшийся заряд жидкости и камеру разделения воздуха.

Потеря эффективности на этапе самовсасывания обычно составляет несколько процентных пунктов, а не существенную разницу. Для применений с частыми пусками и остановками, изменением уровня жидкости или затрудненным доступом к насосной станции выигрыш в надежности намного перевешивает это небольшое снижение эффективности.

Распространенные типы самовсасывающих насосов

Для решения одной и той же проблемы заливки были разработаны разные принципы работы и конструкции корпуса. Ниже приведены наиболее актуальные виды для промышленного и муниципального обслуживания.

Среди этих конфигураций Негерметичный самовсасывающий насос серии WFB стал широко используемым вариантом в химической промышленности и очистке сточных вод, поскольку устраняет традиционную точку отказа уплотнения вала. В герметичном насосе механическое уплотнение является первым компонентом, который изнашивается под воздействием абразивных или коррозийных сред. Благодаря негерметичной конструкции этот тип увеличивает интервалы технического обслуживания и позволяет избежать риска утечек на валу.

Самовсасывающий насос без уплотнений серии WFB для химической промышленности и водоотведения Этот негерметичный самовсасывающий насос исключает точку отказа механического уплотнения, продлевая интервалы технического обслуживания и снижая риск утечек в абразивных или коррозийных средах. Его самовсасывающая способность подходит для установок с источниками всасывания под насосом. Посмотреть продукт →

Где самовсасывающие насосы приносят наибольшую пользу

Самовсасывающие насосы не являются правильным выбором для каждой установки, но существует четкая картина применения, в которой они превосходят альтернативы. Общая резьба представляет собой источник всасывания под насосом, прерывистую работу или среду, которая делает ручное заполнение небезопасным или непрактичным.

Для установок, требующих стабильной эффективности в течение длительного времени работы, Высокоэффективный энергосберегающий самовсасывающий насос серии GZB разработан для снижения энергопотребления при сохранении стабильных характеристик расхода и напора.

Высокоэффективный энергосберегающий самовсасывающий насос серии GZB Этот модернизированный самовсасывающий насос, созданный для обеспечения устойчивой эффективности в течение длительного времени работы, использует комбинированное лабиринтное центробежное уплотнение воздушного потока для предотвращения утечек без механического трения, сохраняя при этом стабильные характеристики потока и напора в тяжелых условиях эксплуатации. Посмотреть продукт →

Чтобы подробнее узнать, где этот тип насоса подходит лучше всего, см. руководство по типичным условиям работы самовсасывающих насосов подробно описывает рабочие границы и пределы применения.

Как выбрать правильный самовсасывающий насос

Выбор самовсасывающего насоса требует большего, чем просто соответствие номинального расхода и напора. Следующий контрольный список охватывает решения, которые определяют, будет ли насос надежно работать на месте.

Расход, напор и высота всасывания определяют гидравлический диапазон. Материалы и тип уплотнения определяют срок службы. Оба варианта выбора должны быть сделаны вместе, поскольку замена насоса после разрушения из-за коррозии обходится гораздо дороже, чем выбор лучшего материала.

Энергоэффективность — еще один важный фактор выбора, особенно для насосов, которые работают непрерывно. Автоматические самовсасывающие насосы, такие как Высокоэффективная энергосберегающая серия GJB интегрируйте оптимизированные гидравлические каналы с автоматическим управлением, снижая энергопотребление при сохранении того же расхода. В таких приложениях, как перекачка ирригационных насосов или перекачка сточных вод, где насосы работают сотни часов в год, экономия электроэнергии может превысить разницу в покупной цене в течение первого года.

Высокоэффективный энергосберегающий автоматический самовсасывающий насос серии GJB Благодаря автоматическому управлению и оптимизированным гидравлическим каналам этот самовсасывающий насос снижает энергопотребление, сохраняя при этом поток. Компактная конструкция вертикальной вышки экономит место и упрощает обслуживание, что делает ее пригодной для ирригации и перекачки сточных вод. Посмотреть продукт →

Распространенные проблемы с заливкой и способы их устранения

Большинство неисправностей самовсасывающих насосов вообще не являются неисправностями насосов. Это проблемы со стороны всасывания, которые препятствуют заливке или работе всухую, что приводит к повреждению уплотнений и механических деталей. Вот наиболее частые проблемы:

• Утечка воздуха во всасывающей трубе. Ослабленный фланец или треснутая прокладка пропускают воздух в линию и разрушают вакуум, необходимый для заливки. Проверьте соединения мыльной водой во время работы насоса или проведите испытание давлением на стороне всасывания перед вводом в эксплуатацию.
• Первичный заряд потерян. Если обратный клапан на стороне нагнетания дает течь, удерживаемая жидкость может стечь обратно через насос во всасывающую линию. Замените или отремонтируйте обратный клапан и убедитесь, что он сидит правильно.
• Чрезмерная высота всасывания. Каждый метр подъема сверх номинальной мощности насоса увеличивает время заливки и может полностью препятствовать заливке. Измерьте фактическое расстояние от поверхности жидкости до входа насоса и сравните его с данными производителя.
• Засорена камера разделения воздуха. При работе с осадком и сточными водами мусор может накапливаться в сепарационной камере и блокировать путь рециркуляции. Периодическая проверка и очистка предотвращают медленное снижение производительности заливки.
• Работает всухую в течение длительного времени. Самовсасывающий насос не является насосом с сухим ходом. Продолжение работы без жидкости повреждает механическое уплотнение и может привести к перегреву корпуса. В автоматизированных системах установите выключатель низкого уровня или устройство защиты от сухого хода.

Часто задаваемые вопросы о самовсасывающих насосах

Самовсасывающий насос не является заменой любого центробежного насоса, но является наиболее эффективным решением, когда условия всасывания непредсказуемы, доступ затруднен или время простоя дорого. Инженеры и операторы, которые понимают, как работает цикл заливки, как подобрать размер всасывающей линии и как защитить насос от работы всухую, получат надежное обслуживание в течение многих лет.

При оценке поставщика обращайте внимание не только на гидравлические характеристики насоса, но также на качество изготовления и возможности испытаний, лежащие в основе этих характеристик. Насосный завод, располагающий платформой для полного тестирования производительности, может проверить расход, напор и эффективность перед поставкой, что значительно сокращает разрыв между каталожными данными и реальными характеристиками. Этот уровень проверки особенно важен для нестандартных спецификаций и насосов большого диаметра, используемых в критической инфраструктуре дренажа и сточных вод.