Як влаштований свердловинний насос? За якими параметрами і як підібрати погружной насос для свердловини? На що варто звернути особливу увагу при його монтажі?
У статті ми постараємося відповісти на ці та деякі інші питання.
Всі ці вироби об'єднує одне: вони призначені для роботи в свердловині.
Умови роботи
В яких умовах працюють побутові насоси свердловин?
Розуміння цього дасть нам більш чітке уявлення про те, які характеристики найбільш важливі при оцінці пристрою.
- Для охолодження електромотора використовується вода, перекачується насосом. На якість охолодження впливає, серед іншого, зазор між корпусом пристрою і стінками свердловини: занадто малу відстань небажано. Мало того: в цьому випадку є ризик заклинити виріб при опусканні або витягу.
- Насос підвішений на деякій відстані від дна свердловини; при цьому більшу частину часу водяний стовп над ним становить кілька метрів. Таким чином, компенсуються неминучі сезонні коливання рівня грунтових вод.
- Обслуговування, м'яко кажучи, складно. Витягти виріб з глибини в кілька десятків метрів - сама по собі нетривіальне завдання; деформація стовбура свердловини цілком може зробити її неможливою.
Зверніть увагу: якщо установка насосу в свердловину своїми руками цілком здійсненна, то його підйом при деформації обсадної труби цілком може зажадати залучення бурової техніки.
- Напір, який повинен створювати наш агрегат, не обмежений відстанню до поверхні. Необхідний надлишок, який дозволить не тільки створити тиск, достатній для роботи зливних бачків і змішувачів, а й подолає гідравлічний опір труб.
Вода з крана не повинна текти тонкою цівкою, самопливом. Необхідний надлишок тиску.
Класифікація
Отже, якими бувають обговорювані нами пристрою?
Його конструкція досить проста: крильчатка створює надлишковий тиск на відстані від осі обертання; уздовж осі, навпаки, виникає розрідження, що забезпечує водозабір зі свердловини. Здавалося б, схема проста і відмовостійкість, завдяки чому ціна насоса буде мінімальною, а термін служби - великим.
Компактність і дешевизна - гідності вихровий схеми.
Однак, як завжди, диявол криється в деталях.
Згадайте, який напір повинен створювати цей агрегат. У десятки метрів, вірно? Для того, щоб забезпечити на виході надлишковий тиск в 7-9 кгс / см2, зазор між крильчаткою і корпусом повинен обчислюватися частками міліметра - інакше вода буде просто-напросто ганятися по колу.
Якщо попадання великих часток, які можуть заклинити крильчатку, може попередити фільтр грубої очистки на вході, то, що робити з дрібними абразивами? Вони зношують лопаті і розбивають корпус; в результаті потрібно дорогий ремонт, що зводиться до повної заміни насосної частини.
Капітан Очевидність підказує: вихрові насоси використовують лише для свердловин з виключно чистою водою, що містить не більше 30 грамів домішок на кубометр об'єму.
Гвинтові насоси свердловин - повна протилежність вихровим в плані вередливість по відношенню до домішок. Вони справляються з підйомом рідини, що містить до 50 відсотків піску і інших суспензій. За рахунок чого це досягається?
В основі конструкції - гвинт Архімеда (або черв'як), конструктивний елемент, застосований давньогрецьким винахідником для підйому води ще в античні часи. Обертаючись, він створює динамічно переміщаються області високого тиску.
Гвинт Архімеда використовувався для підйому води ще до нашої ери.
Такий пристрій породжує кілька конструктивних особливостей.
- Потреба в окремому моторі, так само як і проблеми з його гідроізоляцією, відпадає. Обертається черв'як сам є ротором електромотора, а корпус - його статором.
- ККД пристроїв становить всього 50-70 відсотків, що набагато гірше, ніж у конкуруючих рішень. Частина енергії витрачається на марне перемішування і нагрівання води: власне гідравлічний опір насоса украй велика.
- Продуктивність теж помітно нижче, ніж у конкурентів.
- Вода на виході вимагає обов'язкової фільтрації. Втім, пристрої цього типу частіше застосовуються не для постійної експлуатації в свердловинах, а для їх прочищення при замулювання або під час передексплуатаційних підготовки.
- Від зазору між черв'яком і корпусом (так званої компресійної підгонки) залежить продуктивність насоса. Чим щільніше підігнані деталі, тим вища продуктивність і напір на виході.
Однак: ресурс статора при цьому багаторазово знижується через зростаючій мірі механічного зносу.
- Якщо ротори робляться максимально твердими і зносостійкими (як правило, використовується нержавіюча сталь), то для внутрішніх оболонок статоров широко застосовуються еластичні матеріали, в тому числі склади на основі каучуку.
З часів Давньої Греції схема зазнала мінімум змін.
мембранний
Дешевизна пристроїв цього типу - поза конкуренцією. Її причина - в простоті конструкції: еластична мембрана приводиться в рух соленоидом, на який управляє схемою з високою частотою підключений до джерела живлення; кулькові клапани змушують воду рухатися в потрібному напрямку, блокуючи її переміщення при зворотному ході мембрани.
Ось так це працює.
Незважаючи на дешевизну, потенційному покупцеві можна рекомендувати триматися від мембранних насосів якнайдалі.
З чим пов'язана ця інструкція?
- Ресурс мембрани обмежений, незалежно від її якості та застосованого для виготовлення матеріалу. Вона деформується в процесі роботи, що неминуче в певний момент приводить до її руйнування. Піднімати насос для обслуговування, як ми пам'ятаємо, задоволення сумнівне.
- Заклинений піском або невеликим камінчиком кульковий клапан призводить до холостий роботі насоса з дуже швидким виходом з ладу соленоїда.
- Напір і продуктивність такого виробу - не витримують жодної критики. Типовий представник цього класу - вітчизняний «Малюк» - широко застосовувався кілька десятиліть тому в дачних колодязях і неглибоких свердловинах; Зараз все мембранні пристрої практично витіснені наступним типом насосів - відцентровими.
На фото - вітчизняний насос «Малюк».
відцентровий
Саме за цією схемою працює більшість що продаються зараз пристроїв. Конструктивно вони сильно нагадують вихрові; однак зазор між крильчаткою і корпусом значно більше, що робить конструкцію менш чутливою до домішкам. Частинки розміром до 2 міліметрів і кількість суспензій до 150 грамів на кубометр проблем не створюють.
Як забезпечуються потрібний напір і продуктивність? Адже, здавалося б, очевидно, що основні технічні характеристики погружних насосів для свердловин - натиск і продуктивність - при збільшенні зазору між крильчаткою і корпусом повинні катастрофічно погіршитися, чи не так?
Проблема вирішена просто і витончено. На валу мотора послідовно встановлено кілька ступенів, кожна з яких складається з робочого колеса і дифузора. Кожна ступінь збільшує натиск на 5 - 10 метрів; в результаті надлишковий тиск на виході може становити 20 і більше атмосфер.
Пристрій відцентрового насоса.
Отже, свердловина пробурена, обсадна труба встановлена. Ми - в магазині і збираємося придбати пристрій, який в наступні кілька років забезпечить нас водою - питної і призначеної для господарських потреб. На що звернути увагу при покупці?
Номінальний напір повинен бути не меншим від необхідної; проте значна його перевищення теж небажано: результатом стане не тільки надлишкова витрата електроенергії, а й потенційні проблеми з гнучкими підводками (вони не дуже стійкі до високих робочим тискам).
Як розрахувати потребу?
- Береться глибина розміщення насоса. Мінімальна відстань від дна свердловини - близько метра; з урахуванням коливань рівня грунтових вод рекомендується опускати насос приблизно на 5 - 10 метрів від поверхні води. Глибина порожній і заповненою водою частин стовбура легко проміряти мотузкою зі свинцевим грузилом - досить виміряти суху і вологу частину мотузки.
- До отриманого значення додається 30 метрів. Надмірна натиск повинен створити необхідне для нормальної роботи змішувачів і заливних клапанів тиск у водопроводі.
- До результату додається 10% на невраховані втрати.
Напір буде неминуче губитися при транспортуванні.
Так, для насоса, зануреного на глибину 40 метрів, бажаний номінальний напір в (40 + 30) * 1,1 = 77 метрів.
Зверніть увагу: на практиці результат округляється в більшу сторону до десятків метрів.
У нашому випадку варто придбати пристрій з номінальним напором 80 м.
продуктивність
В ідеалі вона повинна бути більше пікової потреби сім'ї в воді, але не перевищувати дебіт свердловини. Для сім'ї з 4 осіб зазвичай береться пристрій продуктивністю близько 50 літрів в хвилину; необхідність поливу присадибної ділянки збільшує це значення приблизно вдвічі.
Як визначити (нехай навіть приблизно) дебіт свердловини?
- Визначаємо висоту водяного стовпа над насосом. Проміряти її. як ми вже знаємо, нескладно грузилом на мотузці.
- Відкачуємо свердловину повністю.
- З'ясовуємо, за який час рівень води відновиться. Для цього робимо періодичні заміри з невеликим інтервалом.
- Ділимо обсяг відкачаної і згодом надійшла в свердловину на минулий час. Як обчислити об'єм водяного стовпа відомої висоти?
Він дорівнює добутку цієї висоти на квадрат радіусу обсадної труби і на число «пі». Так, стовп висотою 10 метрів при діаметрі 10 см має об'єм 10х (0,05 ^ 2х3.1415) = 0,0785 м3, або 78,5 літрів.
Розрахунок обсягу циліндра.
У більшості випадків він дорівнює 4 дюйми (приблизно 10 сантиметрів); проте в асортименті виробників є і 3-дюймові моделі.
Зауважте: при рівних характеристиках насос меншого діаметра зазвичай дорожче.
Чим менше габарити мотора, тим важче забезпечити необхідний крутний момент.
Виробник
Як правило, продукція іменитих виробників (Grundfos, Pedrolo, Wilo і так далі) служить довше і створює власникам куди менше проблем. На випадок відмови обладнання компанії мають розвинені мережі сервісних центрів.
Власне монтаж насосу в свердловину виглядає так:
- Свердловина прокачується, очищаючись від піску і мулу. Зрозуміло, при наявності такої можливості.
- На вихідному патрубку насоса хомутом кріпиться пластикова труба для транспортування води. Крім того, пристрій підвішується на сталевому тросі з антикорозійним захистом.
- Потім агрегат опускається в стовбур свердловини. Нагадаємо: відстань до дна не повинно бути менше метра, інакше висока вірогідність захоплення мулу і піску.
Насос опускається в стовбур свердловини.
- Трос надійно фіксується на оголовке. Труба для води і кабель заводяться в будинок.
Увага: труба прокладається нижче рівня промерзання грунту.
При підключенні до водопроводу, проте, варто врахувати ряд нюансів.
- Якщо зворотний клапан не передбачений в конструкції самого насоса, він встановлюється після нього. Без клапана при зупинці мотора вода з водопроводу буде зливатися в свердловину.
- Вкрай бажано встановити гідроакумулятора. Він дозволить згладити піки використання води; крім того, при його наявності насос буде простоювати істотну частину часу, що заощадить і електроенергію, і його ресурс.
- Пристрої високої потужності вимагають наявності пускача, плавно збільшує пусковий струм.
Одна з можливих схем підключення.
висновок
- Відцентрові насоси для свердловин: історія винаходу і принципи роботи сучасних агрегатів
- Які існують водяні насоси для свердловин
- Поверхневі насоси для свердловин: конструкція і установка
- Зовнішні насоси для свердловин - особливості вибору
- Насоси для свердловин: типи і критерії вибору
- Монтуємо заглибні насосні станції для колодязя
