Пример расчета
Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:
- Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
- Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
- Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
- Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
- Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
- Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.
Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.
Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.
Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.
Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.
При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.
Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:
- Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
- Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
- Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
- Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
- Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.
Суммарный напор гидронасоса будет равен: 4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.
Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.
Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:
Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.
Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле: Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).
Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.
Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео:
Водяная помпа
Форма лопаток может быть, как прямя, так и под углом, что влияет на скорость вращения. В высокоскоростных насосах лопатки идут от втулок. Крепление колес с такими лопатками осуществляется шпонками. В простых бытовых маломощных водяных насосах используют клепаные крыльчатки.
Материалом для изготовления валов простых насосов служит сталь, для насосов с повышенной нагрузкой их делают из легированной стали со сплавом хрома, никеля или ванадия, из нержавеющий стали делают валы для насосов, перекачивающих различные кислоты. При неотрегулированной балансировки вала может возникнуть вибрация, что станет причиной серьезной поломки насоса.
Валы бывают:
- Гибкие: применяют в насосах с превышением критических оборотов;
- Жесткие: используют для насосов спокойного режима работы без высоких скоростей;
- Слитные (рабочий вал насоса выполняет еще и функцию вала двигателя): устанавливают в бытовых насосах, в которых на ротор электродвигателя устанавливают крыльчатки насоса.
Подшипники водяных насосов делают с чугунными вкладышами, которые залиты баббитом. Их смазывают жидкой или густой смазками. Подшипники бывают роликовые, шариковые, резиновые, текстильные и т.п. К корпусу относится и кожух и является его частью. Резиновая прокладка между кожухом и корпусом служит для герметизации.
Сальник служит для защиты двигателя от воды, расположен на стыке рабочей камеры и задней стенки. Сальники имеют мягкую набивку из хлопка, бумаги или асбестового шнура. Со стороны всасывания жидкости на сальнике установлен водяной затвор. Устройство сальника содержит муфту и уплотняющее кольцо, к которому из нагнетательного трубопровода поступает жидкость, не дающая попасть воздуху в рабочую камеру.
Принцип работы водяного насоса
Главной составляющей водяного насоса, осуществляющую основную работу, является ротор или рабочее колесо (крыльчатка). Как правило, ротор делают из стали, меди или чугуна. Состоит он из двух дисков, соединенных друг с другом. Между ними находятся изогнутые лопатки, идущие от центра к краям. Изгиб направлен против оси вращения самого колеса. В центре колеса имеется горловина (отверстие), диаметр которой равен диаметру патрубка, через который происходит всасывание воды или любой другой жидкости. Патрубок и колесо имеют плотное соединение, чтобы лопатки имели контакт с поступающей водой. Лопасти ротора расположены так, чтобы не допустить протекание жидкости в щели, а свободное место было лишь в дисковых желобах.
Роторы бывают нескольких типов:
- Открытого (открытые лопасти, расположенные на одном диске);
- Закрытого;
- Штампованного;
- Клепанного;
- Литого.
Для использования водного насоса не нужно обладать особыми навыками
Ротор открытого типа отличается от закрытого размещением лопастей на одном диске и не имеют покрывающий. Открытый тип роторов используют для перекачки очень густых жидкостей и суспензий при низком давлении, т.к. такие лопасти легко чистить. Ротор закрытого типа, сделанного одной монолитной деталью, чаще устанавливают в простых насосах. Штампованные роторы устанавливают в больших и мощных насосах.
Устройство водяного насоса
Водяные насосы бывают разных типов в зависимости от целей его использования.
Водяные насосы имеют две категории:
- Бытовые, т.е. для бытовых нужд и небольших объемов работы: полив участка, откачивание грязной или ненужной воды и т.д.
- Профессиональные – насосы больших размеров и мощностей, применяемых на производствах чего-либо и для обеспечения водой населенные пункты.
При покупке водяного насоса следует узнать, есть ли на него гарантия
Бытовые насосы различают по способу их применения: дренажные, водоснабжающие, циркуляционные. Кроме этого, насосы разделают по их назначению: скважинные, колодезные, самовсасывающие. Все эти виды насосов могут быть: инжекторными, погружными (например, колодезные, скважинные, дренажные или фекальные), наружными (чаще используют для водоснабжения).
Для понятия принципа работы водяного насоса необходимо сначала понять, как он устроен. Устройство водяных насосов в зависимости от их назначения различно, но схема у них общая.
Насос состоит из следующих основных узлов:
- Корпуса;
- Электродвигателя;
- Нагнетательного патрубка;
- Всасывающего патрубка;
- Рабочего колеса (ротора);
- Рабочего вала;
- Сальников;
- Подшипников;
- Направляющего устройства;
- Кожуха.
https://youtube.com/watch?v=aNwXZPnMRu4
Чашу корпус делают из стали или чугуна, внутри нее расположена крыльчатка. Конструкция корпуса имеет расположенное снизу отверстие для всасывания жидкостей и для выхода, находящееся на боковом ребре корпуса.
Корпус может быть отдельным элементом, к которому подсоединены патрубки, а может быть литым, представляя собой единую конструкцию. На корпусе имеются кронштейны для крепления насоса. В отверстие, куда происходит всасывание жидкости в рабочую камеру, ввинчен принимающий патрубок. С помощью него к насосу подключается трубопровод, который размещен в источнике жидкости. Конструкция допускает патрубок в составе корпуса и как отдельный элемент, в зависимости от принципа работы насоса.
К выходному отверстию сбоку корпуса подсоединен нагнетательный патрубок, через который происходит передача воды из рабочей камеры к потребителю с помощью напорного трубопровода, подключенного к данному патрубку. Патрубок входит в состав литого корпуса.
Мини-помпы и их классификация
Преимущества маленьких насосов для перекачки воды вполне очевидны для их покупателей. Они имеют компактные размеры, немного весят и недорого стоят. А что касается их работоспособности, то они могут поднимать воду с глубины до 100 м и подавать ее на расстояние около 200 м от одной точки к другой.
Какие виды мини-насосов используются в быту:
- Вибрационный – для выкачки воды из колодцев глубиной до 20 м;
- Центробежный – поднимает жидкость из скважин глубиной до 100 м;
- Циркуляционный – зачастую используется в системах отопления;
- Дренажный – способен работать с сильно загрязненной водой с техническими примесями (песок, гравий, щебенка) в небольших объемах, перекачивать стоки и техническую жидкость;
- Фекальный – специализируется на откачке сточных и сливных вод, зачастую имеет измельчитель для особо крупных и вязких фракций;
- Самовсасывающий – может работать с самыми разными жидкостями от дизеля до обычной воды.
Мини-насосы могут быть нескольких видов
Тут кстати, следует иметь в виду, что поверхностные мини-насосы имеют такие же недостатки, как и приборы стандартных размеров. Их не следует применять при повышенной влажности и слишком низких температурах. Лучше всего использовать такие агрегаты внутри помещений.
Обустройство системы водоснабжения
Если вы решили самостоятельно организовать домашний водопровод с использованием надежного водяного насоса, убедитесь в правильности выполнения подключения.
- Сначала необходимо подсоединить шланг к насосу и опустить погружное оборудование в скважину. Если вы выбрали поверхностную модель, то закрепите всасывающую трубу и опустите ее в резервуар.
- После этого следует подготовить траншею. Ее глубина не должна превышать уровень промерзания грунта. Здесь укладывается водопроводная труба. Для ее фиксации с трубой насоса используется соответствующий адаптер. Для установки поверхностного насоса стоит отдать предпочтение кессону. Альтернативный вариант предполагает протягивание всасывающей трубы непосредственно в подвал дома, где установлено насосное оборудование.
- Далее необходимо завести напорную линию в подвал. Здесь ее подключают к гидроаккумулятору. Подобное оборудование отвечает за поддержку постоянного давления и бесперебойного водоснабжения.
Для организации водопровода в частном доме необходимо использовать водяной насос, который погружают в скважину. Подобное оборудование представлено различными моделями, а значит, вы сможете подобрать агрегат с учетом личных предпочтений и особенностей местной воды.
Селезнёв Геннадий Антонович
Трюмная помпа: пусть вода остаётся за бортом
Важный элемент системы безопасности судна – трюмная помпа. Ошибаются оптимисты, надеющиеся справиться ведром или черпаком (хотя и он необходим). Осушительный насос не допустит заполнения судна и под сильным дождём, и в аварийной ситуации.
Самоконтроль
Второй важный аспект — наличие автоматики. Один из типов – автопереключатель поплавкового типа. При подъёме воды в трюме или под сланями он всплывает, замыкает электроцепь и включает механизм. Насос начинает работать. Как только воды становится меньше, поплавок опускается, размыкает цепь. Устройство выключается.
Если же погружная помпа не укомплектована автопереключателем, можно установить его дополнительно.
Соответственно, на панели управления есть три позиции тумблера:
- Выключено.
- Принудительное включение.
- Автоматический режим (даже в отсутствие людей помпа сама следит за уровнем воды в лодке или яхте: штормовой дождь и волна не страшны).
Скорость откачивания
Третий критерий при выборе модели – производительность помпы: сколько воды она может прогнать через себя за единицу времени. Производитель указывает эту информацию в виде данных GPH (галлонов в час). Продавцы дополняют переводом в более привычные для нас единицы: литры в час или в минуту. Разные модели помп способны перекачивать от 15 до 190 л/мин.
Важно помнить: эти цифры соответствуют истине лишь в случае горизонтального сброса воды, а задача помпы всё же переместить жидкость на некоторую высоту. При подъёме на каждый метр производительность падает на 25–30%
Нюансы установки
Помпу подбирают с таким расчётом, чтобы она качала быстрее, чем вода прибывает. Но абсолютно сухим ни одна из них межпалубное пространство не сделает: тонкий слой воды всё равно останется. Соответственно, устанавливать водоотливной насос нужно в самую нижнюю точку дна, чтобы дать механизму возможность выбирать максимум жидкости. Так как помпу крепят на жёсткую поверхность, порой пользователю приходится искать варианты установки и что-то дорабатывать.
Поскольку большинство моторных судов имеют кормовой дифферент, оптимально размещать водозаборник ближе к транцу, где чаще и скапливается основная часть воды.
Весомым фактором при выборе помпы может стать расположение разъёма сброса воды: горизонтальное или вертикальное. Если для монтажа осушительного насоса критически мало места, приходится ориентироваться на данный патрубок: не помешает ли он установить помпу.
Надёжно и удобно
Заслуженной популярностью пользуются комплексные системы. В комплект входит всё необходимое, включая шланги, провода, разъём водосброса. Помпа морского исполнения, импеллерного типа. Снабжена сетчатым невсплывающим водоприёмником с фильтром: его можно закрепить или просто опустить в нижнюю точку. Потенциометр замеряет потребление энергии: если вода поступает в шланг — насос работает с нагрузкой, расход энергии повышен. Воды нет, нагрузка исчезла, энергия не расходуется? Автоматика отключает крыльчатку.
Дополнительные возможности
Из самого названия погружных помп следует то, что они могут находиться под водой. У некоторых моделей есть даже цепочка, чтобы можно было закрепить устройство за бортом для подачи воды. Удобно вымыть палубу от грязи, рыбьей чешуи или водорослей.
Устройство и принцип действия ручных помповых насосов
Ручной помповый насос состоит из элементов и деталей, для эксплуатации которых не требуется электрическая энергия или специальный двигатель. Основу конструкции составляет металлический корпус в виде цилиндра, в котором размещен поршень, соединенный с помощью привода с ручкой.
При движении поршня в цилиндре создается пониженное давление и происходит всасывание воды из скважины через впускной клапан и дальнейшая подача к сливной трубе. Ручные насосы предназначены для забора воды из скважины с глубиной до 8 м.
Производительность насоса во многом зависит от конструкции и качества изготовления обратного клапана, который должен иметь плотно пригнанные детали и поддерживать необходимое давление. В ручных насосах устанавливают обратные клапаны 2 типов:
- шариковые
- мембранные.
Для изготовления ручных насосов в основном используются чугун или нержавеющая сталь. Другие компоненты и комплектующие могут изготавливаться из пластика и резины. Насосы способны вести забор воды с глубины 6-9 м и эксплуатироваться при отрицательных температурах окружающей среды.
5 Установка оборудования
Монтаж устройства повышения напора воды выполняют следующим образом.
- Размечают трубу, на которой будут устанавливать помпу, учитывая длину устройства и переходников.
- В помещении перекрывают воду.
- Трубу обрезают в отмеченных местах.
- На обрезанных торцах трубы делают резьбу.
- На трубы накручивают переходники с внутренней резьбой.
- В переходники вкручивают фитинги, которые имеются в комплекте. При монтаже аппарата следуют указаниям стрелки на корпусе устройства, которая указывает направление потока воды.
- От электрощита к прибору протягивают трехжильный кабель. Желательно вблизи устройства оборудовать розетку, подключать аппарат через отдельный УЗО.
- Включают помпу и проверяют ее работу. Следят, нет ли течи из-под фитингов. Подтягивают крепления при необходимости. Для эффективной герметизации используют ФУМ-ленту, которую наматывают на резьбу.
Принцип работы и устройство помповых насосов
Помповый ручной насос при несанкционированном отключении электричества способен с высокой степенью эффективности заменить насосную станцию. Он составлен таким образом, что при его использовании не задействуется электроэнергия. Эти устройства не оборудуются двигателями, которые могут работать от бензина, газа или другого топлива. Насос в сборе выглядит незамысловато, соответственно, его конструкция также не имеет особых сложных элементов.
Устройство ручного помпового насоса
Выполнены такие мобильные устройства из металлического корпуса, который изготавливают в виде цилиндра. В этом корпусе располагается поршень, посредством привода соединяющийся с рычагом. Когда начинает крутиться рычаг, воспроизводится движение поршня, который понижает давление в корпусе. Вследствие этого, начинается процесс всасывания жидкости, проходящей к сливной трубе через впускной клапан.
Ручная помпа для откачки воды по принципу работы схожа с электрическим аналогом.
Благодаря поступательному движению поршня происходит перекачка воды. На корпусе насоса предусмотрено входное отверстие, через которое происходит поступление и подача рабочей жидкости. К потребителю она подается непосредственно через проделанное выходное отверстие. В оснащении имеется фланец, дополнением к нему является уплотнитель из резины для образования мощной тяги поршня. Отверстие нижнее, предназначенное для забора воды, имеет встроенные клапаны обратного типа, которые отвечают главным образом за корректное функционирование всего механизма.
Когда человек опускает поршень, он перемещается вниз по каналу и приводит в действие подачу воды по клапану, размещенному над ним. В этот момент обратный клапан, расположенный около входного отверстия, закрыт, поскольку на него действует давление поступающей воды. В камере, находящейся над поршнем, начинает формироваться разрежение: резко снижается давление, а вода в связи с работой клапана обратного типа засасывается из источника. Когда цикл повторяется, жидкость перемещается из камеры в пространство под поршнем, после чего поступает в выходную трубу, откуда – к конечному потребителю.
Ручной насос помпового типа в зависимости от конструктивных особенностей имеет разную производительность. Однако редко можно встретить такой ручной агрегат, чтобы он мог выкачивать воду из глубины выше 8 м. Также на показатели производительности влияет и качество обратного клапана. Если производитель устанавливает клапан обратного хода низкого качества, такое изделие не может обеспечить поддержку нужного давления.
Мотопомпы незаменимы при отсутствии постоянного электропитания, однако имеют и недостатки – шум, выхлопные газы. Как и механические помпы, мотопомпы оснащены корпусом, центробежным насосом, привод которого соединяется с ДВС. Поток воды направляется к патрубку выпуска благодаря вращению лопастей колеса. За счет этого создается центробежная сила, образующая в области вращения низкое давление. В результате рабочая жидкость, поддерживая нужную мощность напора, поступает в выпускное отверстие.
Устройство мотопомпы
Моторизованные помпы работают не только с чистой водой, но и загрязненной на глубине 15 м. С учетом двигателя (2, 4-тактного) они в среднем обеспечивают водой в объеме 1800 куб.м/мин. Их конструкции изготавливаются из металла повышенной прочности, устойчивом к сезонным температурным переменам.
У помповых электронасосов в качестве силового агрегата выступает электродвигатель. Конструкции выполняют функции водоснабжения как в быту, так и промышленности. Они в технических характеристиках имеют свои особенности.
Прежде всего, это наличие помпового приспособления ПМЭ, мотора, насоса, маслобака, двух-, одноклапанных приспособлений, пружины для предохранения от механических повреждений РВД, всасывающего рукава высокого давления. Двигатель электропомп имеют защиту от такого явления, как помпаж, повторяющихся хлопков, напоминающих работу вакуумной помпы. В комплекте есть и пульт ДУ ручного или ножного образца.
Мотопомпы
Насосы, оснащенные силовым агрегатом (бензиновым или дизельным двигателем) применяются на работах, проводимых на участках, где нет энергоснабжения.
Мотопомпы оснащаются центробежным насосом с непосредственным приводом от двигателя внутреннего сгорания. Насос состоит из корпуса, рабочего колеса с лопастями, закрепленными между двумя дисками. При вращении колеса создается поток воды направленный к выпускному патрубку.
Дизельные двигатели, используемые на мотопомпах, обладают большей производительностью и расходуют топлива меньше по сравнению с бензиновыми аналогами. Мотопомпы способны вести забор воды из водоемов с глубиной 5-8 м и транспортировать на расстояние до 35 м. Для оснащения мотопомп используются двухтактные или четырехтактные двигатели, которые могут обеспечивать подачу воды от 600 до 1800 куб. м/мин.
В специальную группу включены мотопомпы способные, перекачивать воду с посторонними включениями до 25 мм. Для предотвращения попадания более крупных частиц, насосы оборудуются фильтрами-сетками. Все элементы конструкции насоса изготовляются из сверхпрочного металла или композитного материала, обеспечивающего продолжительную эксплуатацию оборудования.
Наиболее популярны у потребителей мотопомпы известных производителей оборудования:
- Hyandai
- Hitachi
- Gardena
- Daishin
- Forte
- Honda
- Sadko
- Калибр.
Насосы электрические для перекачки воды
Электрические помповые насосы оснащаются электродвигателями в качестве силового агрегата и широко используются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Для дачных участков производятся мини насосы, работающие от аккумуляторов напряжением 12 вольт.
Выпускаемые электрические помпы оснащаются специальным оборудованием, узлами и предназначены для выполнения определенных видов работ:
- помпы шредерные оснащаются измельчителями посторонних включений и предназначены для откачки загрязненной воды (используются в коммунальных предприятиях, сельском хозяйстве, промышленном производстве);
- помпы для удаления шлама, сточных вод, отходов;
- мощные помпы для перекачки нефтешлама.
Мощное и высокопроизводительное оборудование специализированные компании предоставляют на определенное время ведения работ на выгодных условиях, когда оформляется аренда, позволяющая избавить потребителя от необходимости совершать приобретение дорогостоящего оборудования.
Наиболее качественное оборудование (электропомпы) производят компании:
- Al-Ko
- Pedrollo
- Wilo
- Sprut
- Aquatica
- Днипро-М.
Широкий перечень выпускаемых моделей насосного оборудования позволяет подобрать модель наиболее подходящую для выполнения работ с учетом производительности и стоимости оборудования. Ручная или бензиновая помпы широко используются многими дачниками для снабжения питьевой водой и полива насаждений.
Мотонасосы и самовсасывающие устройства
Поверхностные самовсасывающие насосы часто используются для бытовых фильтров очистки жидкости и для водоснабжения. Такие приборы характеризуются хорошим напором и производительностью, не самой малой мощностью, а также поддержанием стабильного давления в водопроводной системе.
Достаточно популярными являются и мотонасосы
Кроме того, такие приборы весьма непритязательны к перекачиваемой среде – они могут работать с жидкостью, в которой находится определенное количество технических примесей.
Как работают подобные микро-аппараты:
- Перед первым включением агрегата нужно обязательно заливать в него воду – при последующих запусках это уже не потребуется, так как жидкость в корпусе сохранится и поможет защитить насос от сухого хода;
- Когда включается мотор, расположенный внутри вал с лопастями начинает вращаться;
- Создается центробежная сила, которая и выталкивает из прибора воду.
Мотонасосы представляют собой самовсасывающие водяные помпы, которые начинают работать благодаря электромотору или двигателю внутреннего сгорания.
Такая микропомпа функционирует за счет движения рабочего колеса насоса. Благодаря этому создается определенное разрежение, в результате которого жидкость попадает во всасывающий шланг, а затем выходит в напорную наружную трубу.
Подобная электрическая помпа ограничена зоной питающего ее кабеля, поэтому особенно мобильным такое устройство не назовешь. Но этот агрегат обладает хорошей производительностью и может подавать воду на немалые расстояния.
Такая электропомпа благодаря высокому давлению жидкости может запросто обеспечить полноценный полив участка в несколько десятков соток всего за пару часов.
https://youtube.com/watch?v=ggxTFgapWwE
Самый удобный тип насосного оборудования – это микропомпы, с помощью которых можно полить огород или садовый участок, обеспечить потребность дома в воде, выкачать сливные воды. В зависимости от конкретных потребностей нужно выбирать необходимый тип насоса, благо рынок сейчас заполнен самыми разнообразными моделями.
