Насос самовсасывающий для воды: классификация, устройство и принцип действия

Центробежный насос для воды самовсасывающий, погружной

Самовсасывающие насосы для воды, составляют, пожалуй, самую большую группу насосного оборудования, применяемого и на производствах, и в быту. Определение «самовсасывающий» не характеризует конкретную модель оборудования, а является одним из классифицирующих признаков.

В данной статье мы дадим точное определение данной категории насосов, расскажем об их видах и конструктивных особенностях. Вы так же получите много другой полезной информации. Инструкция и видео в этой статье, помогут разобраться, как правильно подобрать оборудование для подачи и повышения напора воды.

Самовсасывающие и нормально всасывающие насосы: в чём разница

По типу всасывания, насосное оборудование делится на две категории: нормально всасывающие и самовсасывающие. Дело в том, что в процессе работы насоса, в его рабочую полость может попадать воздух.

Перекачка воды, при этом, становится невозможной — то есть, агрегат работает вхолостую. Чтобы этого не произошло, система всегда должна быть заполнена водой, а воздух — удаляться.

Итак:

• Насосы для воды самовсасывающие, имеют в своём корпусе специальное отверстие для заливки. Чтобы удержать жидкость в камере, на всасывающих и напорных патрубках устанавливаются обратные клапаны или отсечные заслонки. Существуют и модификации со встроенными задвижками – такие насосы способны перезаливаться самостоятельно.
• Их корпуса спроектированы так, что объём воды, необходимый для заливки, сохраняется внутри насоса даже в том случае, если он отсоединяется от питающего трубопровода. Такие насосы нужно обязательно предохранять от замерзания. Чтобы внутрь корпуса не попадали твёрдые частицы, агрегаты оборудуются сетчатым фильтром.
• Перезаливка насоса должна происходить быстро, чтобы вода, заполняющая рабочую камеру, не успевала испаряться. У погружных моделей таких проблем нет, а для поверхностного оборудования это очень актуально.
  Чем длиннее линия всасывания, тем большее сопротивление трению возникает в трубопроводе. Именно поэтому насосы самовсасывающие для воды, имеют такую маленькую высоту подъёма – всего 8-9 метров.
• Что касается воздуха, то у самовсасывающих насосов он удаляется в процессе перекачки самопроизвольно – через вантуз, расположенный в верхней части рабочей камеры. Но всё-таки, насос – это не компрессор, и чрезмерное количество воздуха в камере создаёт проблемы в его работе.
  Например, увеличивается длительность заливки. Поэтому важно, чтобы все соединения и трубопроводы в системе были герметичными.

Нормально всасывающий насос заливается только при первичном запуске, и перезаливка при каждом запуске ему не требуется. Важно только, чтобы воздух не попадал в систему извне.

Если это случается, насос перестаёт качать воду, и нужно произвести доливку. Оборудование такого типа чаще бывает погружным, либо используется только для повышения давления в трубопроводе.

Насосы для бытового использования

Как известно, насосное оборудование делится на две большие подгруппы: объёмные и динамические насосы. Их принципиальное различие состоит в конструкции рабочей камеры, и способа её сообщения с всасывающим и выходным трубопроводами.

Насос самовсасывающий для воды, может относиться и к тому, и к другому типу. Наиболее применяемыми в быту, в группе объёмных насосов, являются винтовые, шестерённые, шланговые модели. О самых популярных из них, мы и расскажем далее.

Центробежные

Что касается динамической группы, то тут пальма первенства принадлежит центробежным насосам. Они так же могут быть нормально всасывающими, и самовсасывающими.

Среди них есть не только модели, предназначенные для работы на поверхности, но и погружные варианты, один из которых вы можете видеть на фото в начале статьи.

Поверхностное оборудование: центробежный самовсасывающий насос Aquario

 Итак:

• Центробежные насосы нашли широкое применение, как в автономных, так и магистральных водопроводах и канализационных системах, а так же, в системах отопления и кондиционирования. Расположение вала насоса может быть как горизонтальным, так и вертикальным, что обусловлено сферой их применения. Вертикальное исполнение корпуса присуще, в основном, погружным моделям, предназначенным для установки в скважины.
• Схема устройства центробежного насоса проста, как и всё гениальное. Работа механизма основана на вращении колеса с лопастями, образовывающими своеобразные каналы.
  Вода попадает в них, двигаясь в направлении вращения оси. При этом, энергия потока воды преобразуется из кинетической в потенциальную, создавая на периферии колеса повышенное давление.

Вертикальный центробежный насос HELZ

• Чем больше рабочих колёс у насоса, тем более высокий напор он создаёт. Но, как водится, без недостатков тоже не обойтись. Одним из негативных свойств центробежных насосов, является малая подача при большом давлении. То есть, чем выше напорная характеристика агрегата, тем короче расстояние, на которое он может транспортировать воду.
• И ещё один, но очень существенный минус, который есть у центробежных насосов: они склонны к кавитации. Что же это такое? Этот термин происходит от латинского слова «cavita», которое переводится как «пустота». Соответственно, кавитация – это ничто иное, как образование пара, с последующей конденсацией пузырьков.
• Эффект кавитации проявляется локально, и способствует возникновению гидроударов, сопровождающихся сильным шумом. Это одинаково плохо и для оборудования, и для трубопровода. Чтобы избежать неприятных последствий этого явления, условия работы насоса должны быть щадящими.

Центробежный самовсасывающий насос для воды с выносным эжектором

• Для стабилизации работы насоса, на его двигатель устанавливают частотный преобразователь, либо подключают агрегат к автоматической системе управления, которая обеспечит плавный запуск и остановку.
• Многоступенчатые самовсасывающие насосы, которые ещё называют струйными, несколько отличаются по конструкции. В них, как правило, всасывание воды происходит за счёт эжектора, который может находиться как внутри рабочей камеры, так и быть выносным.

В процессе работы насоса данного типа, одна часть воды поступает к нагнетательному патрубку, а другая циркулирует в эжекторе. При этом создаётся большое давление, и если эжектор вынесен за пределы корпуса, и соединён с ним двумя трубами, глубина, с которой агрегат сможет поднять воду, составит уже не 8, а 40-50 метров.

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос для воды, также относится к группе динамического оборудования. Только в отличие от центробежных, являющихся разновидностью лопастных насосов, вихревые агрегаты относятся к группе насосов трения.

Итак:

• У агрегатов этого вида, тоже есть вращающееся рабочее колесо, только его лопатки имеют другую конструкцию. Они расположены радиально, и вода по ним нагнетается из внутренней части канала на периферию. При этом образуется вихрь, увеличивается кинетическая энергия потока, и соответственно, давление воды.
• Если сравнивать вихревую и центробежную конструкции, то следует констатировать такой факт: при одинаковых габаритах и частоте вращения колеса, более высокое давление создаётся в первом случае — и разница очень существенная. К тому же, вихревые насосы не боятся попадания в камеру воздуха, у них подача не так сильно зависит от давления.

Что немаловажно, и цена вихревого агрегата ниже, чем у аналогичного центробежного насоса. На это есть свои причины. У вихревых насосов довольно низкий КПД, и к тому же, они могут работать только с чистой водой.

Если установить такой насос в водозабор с повышенным содержанием песка, он достаточно быстро выйдет из строя. В быту их лучше применять для подачи воды из резервуаров, либо использовать для повышения давления в имеющемся водопроводе.

Со встроенным эжектором

Работа эжектора основана на том же принципе, что и вихревого насоса. В прямоточный корпус аппарата вводится небольшого диаметра трубка для подачи с большой скоростью и плотностью потока жидкости.

На выходе из нее поток зарождает, у выхода из корпуса эжектора, область разрежения, что создает на входе в корпус всасывающее усилие. С устройством такой функции в насосе или в шланге для всасывания, можно на много увеличить глубину подачи воды из скважины, даже до 30 метров.

Совет: Хотя при этом увеличивается уровень шума и снижается производительность самого агрегата, но увеличив мощность мотора и удалив насос за пределы жилья, можно компенсировать этот недостаток.

Водокольцевые

Вакуумные, или водокольцевые самовсасывающие насосы, имеют особую, отличную от всех других вариантов конструкцию. Здесь тоже внутри корпуса есть рабочее колесо с лопастями-лопатками. Но вода к нему поступает не через патрубок, а сквозь расположенные на стенках корпуса зазоры всасывающих и нагнетающих каналов.

Итак:

• Движение рабочего колеса происходит по центробежному типу. Но кольцо воды, при этом, движется синхронно с ним — так как каждый сектор между лопастями, наполняется индивидуально.
  Воздух, поступающий вместе с водой, выталкивается ещё на этапе нагнетания, благодаря чему образуется вакуум. Он способствует увеличению уровня воды в трубопроводе, которую насос и начинает всасывать.

Водокольцевой самовсасывающий насос Packo

• Замкнутое кольцо воды образует ротор, внутри которого вращается колесо. Каналы между лопастями, в процессе его движения, сначала увеличиваются, а затем уменьшаются. По сути, вода здесь играет роль своеобразного поршня, создавая попеременно: то разрежение, то повышенное давление.
• Жидкостно-кольцевые насосы часто используют на насосных станциях, но не для подачи воды в трубопровод, а для заливки больших промышленных агрегатов водой, и для откачки из них воздуха. Несомненным достоинством насосов этого типа, является сочетание компактности с мощным напором.

Они запросто справляются с проблемой образования в системе воздуха, но при этом боятся попадания абразивных частиц. Поэтому их преимущественно используют на трубопроводах с недостаточным потоком жидкости.

Если вода в трубах подаётся нерегулярно, недостающий объём самопроизвольно замещается воздухом. Водокольцевой насос и призван решить такую проблему: и воздух удалит, и напор воды повысит.

Как подобрать поверхностный насос

Если вы решили приобрести самовсасывающий поверхностный насос, и установить его своими руками, нужно учесть массу нюансов. Прежде всего, следует точно определить цель использования насоса.

А варианты использования такого насоса в хозяйстве могут быть самые разные: подача воды из колодца, полив грядок из бочки, заполнение накопительного резервуара, дренаж или откачка отстойника.

Итак:

• При этом источник воды, и степень её загрязнения, имеют первостепенное значение. Ведь у каждого насоса есть свой допустимый уровень содержания в воде твёрдых частиц. Самая чистая, отстоявшаяся вода, в накопительных резервуарах. В колодцах и скважинах есть песок, в открытом водоёме вообще, может попадаться что угодно. Что уже говорить о ливневых и канализационных стоках!
• Имеет значение и глубина водозабора, и место расположения насоса по отношению к источнику, и дальность расстояния транспортировки воды, и необходимость её подачи на этажи. Если насос подбирается для подключения к имеющемуся трубопроводу, необходимо учесть его конструктивные особенности: протяжённость, диаметр труб, вариант их изготовления, количество и виды запорной арматуры.

Нормы расхода воды

• Использование насоса для подъёма воды из колодца, должно опираться на его гидрологические характеристики: дебит, статический и динамический уровни. А вот подсчитывать расход воды в доме, следует по существующим нормам – их мы привели выше. Такие же нормы есть и для полива растений.
• Если полив осуществляется вручную, то расход воды считается по существующим нормам. Если же он автоматический, то в расчёт нужно брать технические данные дождевателей. Исходя из этого, должен осуществляться и подбор насоса.
• При низком дебите источника, или большого расстояния подачи воды, один поверхностный насос может не справиться с поставленной задачей. Тогда ищут дополнительные способы их решения.
• Одним из них, является обустройство промежуточной ёмкости, с использованием двух насосов: один достаёт воду из колодца, и транспортирует её в резервуар, а второй качает из ёмкости до места назначения. К такому решению, чаще всего прибегают в случае необходимости подачи воды на этажи.
• Для этого, на каждом уровне устанавливается гидроаккумулятор. Насосы при этом, будут именоваться насосами первого и второго подъёма. Два насоса могут быть установлены и последовательно. В таком случае, насос второго подъёма будет питаться из отводящего патрубка первого насоса, который, соответственно, берёт воду из источника.

При таком варианте установки насосов важно, чтобы их суммарный напор не превысил максимальное рабочее давление второго агрегата. Что касается подачи, то этот показатель у первого насоса он должен быть выше, либо данные характеристики двух агрегатов должны быть аналогичными.

Популярные бренды

Владельцы дачных участков и загородных домов с автономным водоснабжением из неглубокой скважины или колодца часто предпочитают поверхностные насосы погружным из-за простоты их обслуживания. Поэтому им небезынтересно будет узнать, какие самовсасывающие модели насосов заслужили хорошую репутацию своей надежностью, долговечностью и эксплуатационными характеристиками.

Начнем с отечественных марок:

• Калибр НБЦ – это один из самых недорогих агрегатов в ряду самовсасывающих насосов, отличающийся при этом внушительными характеристиками: он способен давать до 80 литров воды в минуту, качая её с девятиметровой глубины. Есть модели со встроенным эжектором и без него. Но именно это оборудование подтверждает правило: скупой платит дважды. По отзывам владельцев, средний срок его службы всего три года.

Калибр НБЦ – S80

• Насосы самовсасывающие ОНЦс могут использоваться как в пищевой промышленности для откачки жидкостей из цистерн, так и в системе водоснабжения загородного дома из источника с динамическим уровнем воды не более 8 метров. В зависимости от модели, могут создавать напор от 15 до 55 метров и подавать от 3 до 80 кубометров воды в час. Но мобильными их назвать трудно, так как вес самой малогабаритной модели составляет 20 кг.

ОНЦс 6,3/30К-2,2/2

Пока российские потребители, ценящие надежность, долговечность и качество водоподъемного оборудования, предпочитают покупать насосы европейских производителей. К самым популярным маркам можно отнести:

• Wilo (см. Насосы Wilo: технические характеристики) – насосное оборудование известной немецкой компании. Длительный срок эксплуатации ему обеспечивает качественная сборка, использование высокопрочных и устойчивых к коррозии материалов, а также оснащенность автоматикой, защищающей насосы от перегрева и работы на холостом ходу. При этом среди большого ассортимента самовсасывающих агрегатов можно найти и весьма недорогие бытовые модели, и установки для коммунального и промышленного применения. Например, цена представленного ниже агрегата всего около 10 тысяч рублей, и прослужит он не менее 10 лет.

WILO JET WJ 202 с максимальной подачей до 4,5 м3/ч

• Насосы Grundfos серии JP представлены несколькими моделями разной мощности и предназначены для обустройства поливочных и водопроводных бытовых систем. Основные рабочие детали изготавливаются из нержавейщей стали и прочных современных композитных материалов. Глубина их всасывания 8 метров, создаваемый напор достигает 50 метров, максимальная производительность 5 м³/ч. Стоимость выше, чем у аналогичных моделей Вило (18-25 тысяч рублей), но и гарантированный срок службы 15 лет.

Одноступенчатый самовсасывающий центробежный насос JP от Grundfos

• Корпуса итальянских насосов Pedrollo серии JSWm изготавливаются из чугуна с антикоррозийным покрытием, а вал и крыльчатка из нержавеющей стали, хотя по заказу рабочее колесо может быть сделано и из технополимеров. Устойчивые к коррозии материалы обеспечивают долгую и надежную работу устройств этой марки, позволяя им работать в длительном режиме без технических перерывов. Высота всасывания эжекторных насосов составляет 9 метров, максимальный напор в зависимости от модели 35-48 метров, производительность до 60 м³/ч. Инструкция допускает их использование не только в источниках с чистой водой, но и в открытых водоемах. Цена оборудования довольно высока и составляет в среднем 25 тысяч рублей.

Самовсасывающий эжекторный насос Педролло

• Другой итальянский бренд Calpeda известен чуть менее остальных, но и его насосы находят все больше поклонников на отечественном рынке. В первую очередь это касается агрегатов серий МХ и MG, обладающих максимальной для самовсасывающих насосов глубиной подачи, достигающей 9,5-10 метров. А устройства серии Calpeda А с открытым рабочим колесом могут перекачивать даже загрязненную воду с нерастворенными примесями диаметром до 10 мм. Они применяются для откачки воды из бассейнов, канав, затопленных помещений, используются как в быту, так и в сельском и коммунальном хозяйстве. Стоимость – от 16 тысяч рублей.

Универсальный агрегат Calpeda MXH

Что учесть при установке и подключении насоса

Несмотря на имеющиеся конструктивные различия, подбор, монтаж и ввод в эксплуатацию самовсасывающих насосов осуществляется аналогично. Очень важно, чтобы агрегат был установлен в помещении или приямке, хорошо защищённом от затопления и низких температур.

Высота всасывания жидкости насосом ограничена, и чтобы её обеспечить по максимуму, нужно учесть кое-какие нюансы:

• При динамическом уровне воды в водозаборе до 5м подающий трубопровод должен иметь такой же условный проход, что и всасывающий патрубок.
• Подъём воды с отметки более пяти метров требует увеличения диаметра трубы на один типоразмер.
• Всасывающая труба должна быть как можно более короткой, прямой, без поворотов и пережимов.
• Подающий трубопровод должен быть не строго вертикальным, и иметь небольшой наклон в сторону насоса. Все соединения требуют качественной герметизации.
• Следует избегать попадания в систему воздуха, поэтому труба должна быть погружена в толщу воды не менее чем на 40 см. К тому, же расход воды не должен превысить скорость естественного притока воды (дебит водозабора).
• Во избежание засорения водоприёмной части насоса на подающую трубу устанавливается сетчатый фильтр с обратным клапаном.
• Для удобства обслуживания системы на всасывающем и напорном трубопроводах ставят запорную арматуру.
• Чтобы проще было регулировать расход воды и уменьшить количество запусков и отключений двигателя насоса, в сеть внедряют гидроаккумулятор.

Когда подключение производится своими руками, то инструкция производителя должна быть основным документом, которым следует руководствоваться. И если вы всё сделали правильно, насос будет работать стабильно, не создавая своему владельцу проблем.