Какие водяные насосы не требуют заливки? Руководство по самовсасыванию и погружению в воду

В момент включения нового насоса становится видимым каждый скрытый дефект установки. Воздух, попавший во всасывающую линию, пустой корпус насоса или негерметичный донный клапан вообще не позволит обычному центробежному насосу перекачивать воду. Вот почему операторы установок, специалисты по планированию ирригации и инженеры по техническому обслуживанию продолжают задаваться одним и тем же практическим вопросом: какой тип водяного насоса не требует заливки?

Прямой ответ заключается в том, что три семейства насосов способны создавать поток без ручного предварительного заполнения всасывающей линии: самовсасывающие центробежные насосы, объемные насосы и погружные насосы. Четвертая категория — вертикальные насосы с длинным валом — также позволяет избежать заливки, поскольку их рабочее колесо установлено ниже уровня жидкости. Эти конструкции принципиально отличаются тем, как они удаляют воздух из пути всасывания, и каждая из них имеет свои сильные стороны и ограничения, которые влияют на выбор в реальных условиях.

Быстрый ответ: насосы, не требующие заливки

Что означает заливка и зачем она нужна большинству насосов

Заливка – это процесс заполнения корпуса насоса и всасывающего трубопровода перекачиваемой жидкостью перед пуском насоса. Стандартный центробежный насос вращает рабочее колесо, и создаваемое им давление пропорционально плотности жидкости внутри корпуса. Воздух имеет плотность примерно 1,2 кг на кубический метр, а вода — около 1000 кг на кубический метр. Когда стандартный насос запускается с воздухом в корпусе, крыльчатка просто вращается в газе низкой плотности и практически не создает всасывания. Атмосферное давление не может вытолкнуть воду вверх по всасывающей трубе, и насос обеспечивает нулевой расход.

Вот почему для обычных центробежных насосов требуется обратный клапан на конце всасывающей трубы, заливной бак или процедура наполнения вручную. Каждый раз, когда насос останавливается и всасывающая линия опорожняется, оператор должен выполнить повторную заливку перед следующим запуском. В приложениях, где ожидается, что насос будет запускаться и останавливаться автоматически, например, на дренажных станциях и ирригационных системах, этот ручной шаг сводит на нет всю цель автоматизации. Насосы, обсуждаемые в этой статье, устраняют этот шаг по-разному, и понимание этих механизмов является ключом к выбору правильного.

Самовсасывающие центробежные насосы: наиболее широко используемый ответ

Самовсасывающий центробежный насос внешне похож на стандартный центробежный насос, но его корпус рассчитан на постоянный резервуар с жидкостью. Когда насос запускается, рабочее колесо рециркулирует эту оставшуюся жидкость. Воздух из всасывающего патрубка смешивается с рециркулирующей жидкостью, поднимается в сепараторную камеру и выбрасывается из насоса. Через короткий период времени, обычно менее двух минут, при умеренном подъеме воздух полностью удаляется, и насос работает как обычный центробежный насос.

Поскольку корпус сохраняет жидкость после остановки, эти насосы могут работать с всасывающей трубой, которая при следующем запуске пуста или заполнена воздухом. Такое поведение делает их подходящими для самовсасывающие центробежные дренажные системы , где источник воды может исчезнуть и появиться вновь во время работы. Основным ограничением является практическая высота всасывания: атмосферное давление ограничивает теоретический максимум примерно до 10 метров, а надежная непрерывная работа обычно достигается на высоте от 6 до 8 метров.

Для промышленных пользователей самовсасывающий насос без уплотнений серии WFB заслуживает особого внимания, поскольку он устраняет не только проблему заливки, но и механическое уплотнение. В конструкции без уплотнений не используется динамическое уплотнение между валом и корпусом, что предотвращает выход из строя уплотнения, который является частым источником утечек в обычных насосах. Сточные воды, содержащие твердые вещества, химикаты и другие сложные среды, можно перекачивать без постоянного риска износа уплотнений.

Самовсасывающий насос без уплотнений для вязких жидкостей и твердых веществ Этот насос удаляет динамическое механическое уплотнение между валом и корпусом, устраняя общий источник утечек. Его износостойкая, самовсасывающая конструкция позволяет перерабатывать сточные воды, содержащие твердые частицы и химикаты, что делает его надежным вариантом для отраслей, работающих с повреждениями уплотнений и трудными средами. Посмотреть продукт →

В серии GJB и GZB добавлены усовершенствования, ориентированные на эффективность, такие как оптимизированная гидравлическая конструкция и компактные размеры, которые снижают потребление энергии при нормальной работе. Эти насосы часто используются для орошения, промышленной оборотной воды и аварийного дренажа.

Насосы объемного действия: принцип отсутствия заливки

Насосы объемного типа вообще не используют центробежную силу. Они создают поток, расширяя камеру для втягивания жидкости, закрывая камеру, а затем сжимая ее, чтобы вытолкнуть жидкость. Расширение камеры напрямую снижает давление внутри, что означает, что эти насосы могут откачивать воздух из всасывающей линии и вытягивать жидкость вверх без какой-либо внешней заливки.

Наиболее распространенными типами объемного вытеснения без заливки являются:

• Мембранные насосы, в которых используется гибкая мембрана, приводимая в движение воздухом или электричеством, и могут достигать высоты всасывания от 8 до 9 метров.
• Шестеренчатые и кулачковые насосы, которые перекачивают вязкие жидкости, такие как масла, сиропы и полимеры, и обычно достигают высоты всасывания от 6 до 7,5 метров.
• Перистальтические насосы, которые сжимают шланг или трубку и являются самовсасывающими даже при высоком содержании твердых частиц.

У объемных насосов есть два практических предостережения. Во-первых, большинство из них не могут иссякать в течение длительного времени; жидкость, которую они перекачивают, обеспечивает смазку и охлаждение внутренних деталей. Во-вторых, из-за механического вакуумного механизма при блокировке всасывающего фильтра могут возникнуть засоры твердых частиц или паров. Однако для чистых, вязких или чувствительных к сдвигу жидкостей они обеспечивают работу без всасывания, с которой центробежные насосы не могут сравниться.

Погружные насосы: без всасывающей линии, без заливки

Погружные насосы решают проблему заливки, опуская непосредственно в жидкость. Двигатель и насос сконструированы как один герметичный блок, а жидкость поступает через впускную сетку внизу или сбоку. Поскольку насос уже находится под поверхностью жидкости, для подъема воды вакуум не требуется. Рабочее колесо просто выталкивает жидкость вверх по выпускной трубе.

Эта конструкция особенно практична для борьбы со сточными водами и наводнениями. Погружные канализационные насосы серии WQ, используемые в муниципальных дренажных и промышленных канализационных системах, могут пропускать твердые частицы без засорения и автоматически запускаются и останавливаются с помощью поплавковых выключателей. Пока уровень воды остается выше минимальной глубины погружения, каждый запуск фактически является стартовым.

Погружной канализационный насос WQ для муниципальной и промышленной канализации Этот погружной насос объединяет двигатель и насос в одном блоке, пропуская твердые частицы и длинные волокна без засорения. Поплавковые выключатели обеспечивают автоматический запуск и остановку, что делает его практичным для сточных вод, дождевой воды и промышленных сточных вод, где погружение обеспечивает немедленное заполнение. Посмотреть продукт →

Погружные насосы имеют эксплуатационные ограничения. Их сложно осмотреть, не вынимая из ямы, поэтому важны герметизация кабелей и контроль влажности. У них также есть минимальный рабочий уровень; на очень мелководье лучшим выбором может быть вертикальный насос с длинным валом или самовсасывающий насос.

Вертикальные насосы с длинным валом: не требующие заливки для глубоких ям

Вертикальные насосы с длинным валом часто встречаются в глубоких котлованах, водозаборных станциях и сооружениях по борьбе с наводнениями. Гидравлическая часть, включая рабочее колесо, установлена ​​на дне приямка, ниже уровня жидкости. Длинный вал передает мощность от двигателя, установленного на опорной плите на уровне земли. Поскольку рабочее колесо уже погружено в воду, эти насосы запускаются без заливки.

Вертикальный погружной насос SCY и вертикальный насос с длинным валом SLC от Double-wheel отражают две конструкции: SCY имеет короткую компоновку погружного двигателя, подходящую для резервуаров, а SLC использует длинный вал для преодоления больших расстояний. Обе конструкции используются в прибрежных станциях дождевой канализации, системах оборотного водоснабжения и промышленных отстойниках. Их главное преимущество перед погружными насосами заключается в том, что двигатель остается доступным сверху, что упрощает осмотр и обслуживание подшипников.

Вертикальные насосы с длинным валом требуют тщательной центровки при установке, а подшипники вала нуждаются в смазке. После установки они обладают высокой надежностью для непрерывной работы в глубоких ямах, где самовсасывающий насос не может обеспечить необходимую высоту всасывания.

Сравнение с первого взгляда

В таблице ниже приведены характеристики заливки и типичный рабочий диапазон каждого типа насоса без заливки, а также ситуации, когда каждая конструкция является наиболее подходящей.

Как выбрать правильный насос без заливки

Выбор одного из четырех типов зависит не столько от заливки, сколько от жидкости, геометрии установки и режима работы. Следующие рекомендации охватывают распространенные ситуации, в которых необходима работа без заливки.

Высокоэффективный автоматический самовсасывающий насос компактной вертикальной конструкции Этот насос имеет вертикальную фиксированную конструкцию типа вышки, занимает небольшую площадь и прост в обслуживании. Интеллектуальное устройство автоматического управления повышает его эффективность, а всасывающее отверстие можно расположить гибко. Идеально подходит для установок, где пространство ограничено или подъемное оборудование недоступно. Посмотреть продукт →

Установка и запуск: что меняется без заливки

Удаление этапа грунтования не устраняет необходимость в надлежащей практике установки. У самовсасывающего центробежного насоса корпус необходимо один раз заполнить жидкостью перед первым запуском. Всасывающая труба должна быть как можно более короткой и прямой, с небольшим уклоном вверх во избежание образования воздушных карманов, а все резьбовые соединения должны быть уплотнены тефлоновой лентой или жидким резьбовым герметиком. Если линия всасывания протекает, воздух будет поступать постоянно, и насос потеряет заправку.

Размер трубы имеет такое же значение, как и уплотнение. Для насоса производительностью 50 м3/ч используйте всасывающую трубу диаметром не менее DN100 и поддерживайте скорость ниже 2 м/с. Каждый изгиб увеличивает эквивалентную длину трубы и увеличивает риск скопления воздуха в высоких точках. Распространенной ошибкой является использование гибкого всасывающего шланга того же диаметра, что и входное отверстие насоса; гибкий шланг часто разрушается под вакуумом, что увеличивает время заливки.

Для погружных насосов при проверке установки основное внимание уделяется вводу кабеля, минимальной глубине погружения и диапазону действия поплавкового выключателя. Насос не должен опираться непосредственно на дно шламовой ямы, поскольку твердые частицы могут засорить впускную сетку. Обычно эту проблему решает небольшой стояк или подвесная цепь.

Нагнетательным насосам необходим предохранительный клапан на стороне нагнетания, поскольку механический вакуум может создавать очень высокое давление, если нагнетательная линия заблокирована. Вакуумметр на стороне всасывания полезен для контроля фактической высоты всасывания.

Время, необходимое для установления потока, зависит от высоты всасывания, диаметра и длины всасывающей трубы, а также герметичности установки. Факторы, влияющие на время заливки воды, более подробно обсуждаются в нашей статье. техническая статья о факторах времени заправки .

Вопросы эффективности и энергозатрат

Операторы часто беспокоятся о том, что самовсасывающие насосы менее эффективны, чем стандартные центробежные насосы. Это беспокойство справедливо для фазы заливки: в течение нескольких секунд или минут, когда насос откачивает воздух, часть рециркулирующей жидкости представляет собой потерю энергии. После завершения заливки разница в эффективности невелика, обычно в пределах нескольких процентных пунктов, по сравнению со стандартным центробежным насосом с тем же диаметром рабочего колеса.

Сравнение меняется, если рассматривать полную установку. Стандартный центробежный насос с приемным клапаном испытывает постоянный перепад давления на приемном клапане и дополнительные потери, если всасывающая труба длинная. Рассмотрим насос мощностью 7,5 кВт, работающий 4000 часов в год. Приемный клапан может потреблять от 1,5% до 3% общего напора, что означает примерно от 110 до 220 кВтч потерь в год для двигателя этого размера. При типичных ценах на промышленную электроэнергию это измеримые годовые затраты. Самовсасывающий насос с открытой всасывающей линией полностью позволяет избежать этих потерь, компенсируя небольшое снижение эффективности камеры рециркуляции.

Погружные и вертикальные насосы с длинным валом не имеют потерь высоты всасывания, поскольку рабочее колесо погружено в воду. КПД их двигателей сопоставим с другими конструкциями. При длительной работе при постоянном расходе вертикальный насос с длинным валом часто оказывается наиболее энергоэффективным способом перекачки воды из глубокой ямы.

Различия в обслуживании между типами насосов без заливки

Каждая конструкция без заливки имеет свой профиль обслуживания, и это должно повлиять на решение о покупке, когда доступ для обслуживания затруднен.

Самовсасывающие центробежные насосы проще всего обслуживать для большинства промышленных пользователей. Нет обратного клапана, который нужно проверять, что устраняет одну из наиболее частых причин медленного потока и потери заливки в обычных установках. В конструкции без уплотнений WFB отсутствует механическое уплотнение, требующее замены, поэтому наиболее частым предметом износа являются просто рабочее колесо и футеровка корпуса, работающие в абразивном режиме.

Погружные насосы требуют менее частого обслуживания, поскольку двигатель охлаждается окружающей жидкостью, но при необходимости обслуживания насос необходимо поднять из ямы. Датчики влаги внутри корпуса двигателя предупреждают о пробое изоляции, а проверка кабеля и поплавкового выключателя должна быть частью планового осмотра.

Насосы объемного типа требуют регулярной проверки диафрагм, обратных клапанов и уплотнений. Разрыв диафрагмы затопит воздушную сторону пневматического насоса и приведет к снижению производительности. Перистальтические насосы требуют периодической замены шланга, что является короткой и недорогой задачей.

Распространенные неисправности, связанные с заливкой, которых можно избежать с помощью этих конструкций

Особое преимущество насоса без заливки можно оценить по количеству сбоев, которые он предотвращает при установке обычного насоса.

Первый – это связывание воздуха. Стандартный центробежный насос, линия всасывания которого содержит захваченный воздух, будет вращаться без перемещения жидкости, а рабочее колесо может перегреть небольшой объем жидкости в корпусе до тех пор, пока она не превратится в пар. Если насос будет вынужден продолжать работу в этом состоянии, механическое уплотнение выйдет из строя в течение короткого времени. Самовсасывающие и объемные насосы автоматически откачивают воздух, поэтому связывание воздуха не происходит.

Вторая распространенная неисправность — потеря заливки из-за негерметичности нижнего клапана. Каждый раз, когда стандартный насос останавливается, донный клапан должен удерживать столб жидкости во всасывающей трубе. Песок, окалина и мусор препятствуют посадке клапана; жидкость сливается обратно, и при следующем запуске требуется повторная заливка. Самовсасывающие насосы просто повторно заливаются и продолжают работать.

Третье – повреждение уплотнения вала всухую. В стандартном насосе сухой запуск приводит к быстрому перегреву поверхностей уплотнения, что приводит к деформации и утечкам. Поскольку бессальниковый насос WFB не имеет механического уплотнения, он полностью устраняет этот вид неисправности.

Часто задаваемые вопросы

Принятие окончательного решения

Выбор насоса, не требующего заливки, начинается с определения условий всасывания. Если уровень воды находится ниже насоса и на расстоянии от 6 до 8 метров, самовсасывающий центробежный насос является наиболее простым решением, особенно когда жидкость содержит твердые частицы и установка находится над землей. Если жидкость вязкая или требует точного дозирования, выберите объемный насос. Если насос можно погружать в воду, погружной насос полностью снимает вопрос о заливке. Для глубоких ям, где двигатель должен оставаться доступным, проверенным вариантом является вертикальный насос с длинным валом.

Завод двухколесных насосов производит самовсасывающие насосы без уплотнений WFB, высокоэффективные самовсасывающие насосы GJB и GZB, вертикальные насосы с длинным валом SCY и SLC и погружные канализационные насосы WQ, все из которых запускаются без заливки при установке в соответствии с эксплуатационными требованиями. Отправьте данные о расходе, напоре, высоте всасывания и свойствах жидкости нашей команде инженеров, и они подберут конструкцию без заливки в соответствии с условиями вашего объекта.