- Принцип работы вибрационных насосов
- Особенности конструкции
- Принцип работы
- Основные технические характеристики
- Преимущества и область применения
- Недостатки
- Правила установки
Принцип работы вибрационных насосов
Вибрационные насосы относятся к агрегатам объемного действия, то есть к таким, у которых в обязательном порядке имеется перепускной клапан, а объем рабочей камеры в процессе эксплуатации постоянно изменяется.
Особенности конструкции
В упрощенном виде такое насосное оборудование состоит из корпуса, в котором размещены электропривод и вибратор.
Корпус
Поскольку такие насосы подразделяются на агрегаты с нижним и верхним забором воды, конструктивное исполнение корпусов имеет некоторые различия.
У насосов первой подгруппы отверстие для водозабора располагается в нижней части корпуса, а напорный патрубок, по которому отводится вода – в верхней. У моделей с верхним забором жидкости впускное отверстие и отводной патрубок размещены рядом в верхней части корпуса. Чтобы обеспечить обратный отток перекачиваемой среды, во впускном отверстии устанавливается специальный клапан.
Рисунок 2 Насосы с нижним и верхним водозабором
Электропривод
«Двигателем» вибрационных насосов является электромагнит, состоящий из сердечника, имеющего П-образную форму, на выступы которого надеты две катушки с обмоточным проводом, подключаемые кабелем к электросети.
Сердечник набирается из пластин, выполненных из специальной стали и покрытых изоляционным лаком. Чтобы защитить электропривод от перегрева и обеспечить отвод тепла, все его элементы заливаются компаундом, в состав которого входят эпоксидная смола и кварцевый песок.
Вибратор
Рисунок 3 Сердечники и катушки электропривода
В состав этого конструктивного элемента входят:
- якорь;
- поршень;
- шток;
- амортизатор;
- муфта;
- упор.
Металлический шток с резьбой напрессовывается на якорь, собранный из пластин электротехнической стали. Сверху штока на резьбовом соединении прикрепляется резиновый поршень.
Диафрагма и амортизатор установлены внутри корпуса насоса на определенном расстоянии относительно друг друга. Эти элементы предназначены для гашения вибрации штока, удержания его в вертикальном состоянии и создания препятствия для проникновения жидкости к электроприводу.
Принцип работы
Принцип работы вибрационного насосного оборудования основывается на цикличном изменении давления внутри рабочей камеры, вызванном возвратно-поступательными движениями штока с поршнем. Более подробно работа насоса выглядит так.
Электрический ток, протекающий по виткам катушек, создает в них переменное магнитное поле. При частоте тока 50 Гц направление силовых линий магнитного поля происходит с такой же периодичностью.
Под воздействием намагниченности, возникающей в сердечнике, якорь насоса начинает притягиваться к нему. Во время перехода «нулевой точки» при смене полярности намагниченность исчезает, и диафрагма с амортизатором возвращают якорь с прикрепленным к нему штоком в состояние покоя. После этого полярность магнитного поля меняется, и якорь вновь притягивается к сердечнику. Таким образом, частота колебаний вибратора составляет сто колебаний в секунду.
Прикрепленный к штоку поршень совершает возвратно-поступательные движения в рабочей камере. При перемещении вниз (якорь притягивается к сердечнику) объем рабочей камеры увеличивается, создавая в ней разряженное пространство, которое приводит к всасыванию воды через открывающийся перепускной клапан. После чего поршень, возвращаемый под воздействием амортизатора в положение покоя, выталкивает набранную жидкость в напорную магистраль. Одновременно поток перекачиваемой среды закрывает клапан, препятствуя ее возвращению в откачиваемый источник.
Основные технические характеристики
Правильный выбор вибрационного насоса должен осуществляться с учетом его технических характеристик к которым относятся:
- производительность;
- напор;
- глубина погружения;
- мощность электропривода.
Производительность
Показатель, показывающий объем жидкости, перекачиваемый за определенный отрезок времени. Измеряется в л/ч(литр/час) или м³/ч (метр кубический в час). В зависимости от модели производительность насоса, колеблется от 0,43 м³/ч до 1,9 м³/ч. Необходимо помнить, что при водозаборе из колодцев производительность агрегата должна быть меньше их фактического дебета. В противном случае насос может уйти в режим «сухого хода», а колодцы временно выйти из эксплуатации.
Напор
По величине напора, указываемой в метрах водяного столба (м), можно определить высоту подъема жидкости из резервуара, водоема, колодца, а также рассчитать максимальную длину водопровода. При подсчете длины горизонтальной прокладки применяется коэффициент 0,1 от указанного в паспорте напора. Величина напора также зависит от модели и может быть от 8 до 100 метров.
Глубина погружения
Немаловажной характеристикой является глубина погружения насоса под поверхность воды. Для оптимальной работы агрегата не следует превышать указанные в паспорте значения.
Мощность электропривода
На основе этого показателя подбирается не только входящий в комплектацию кабель питания, но и сечение магистральной линии, к которой будет подключаться насос при стационарной установке. В зависимости от модели потребляемая мощность может составлять от 0,18 до 1,1 кВт.
Преимущества и область применения
Насосное оборудование вибрационного типа обладает следующими достоинствами:
- простота конструкции, в которой практически отсутствуют трущиеся элементы и нет подшипников;
- способность перекачивать воду, в которой в большом количестве присутствуют мелковолокнистые неабразивные включения или песок;
- низкая цена по сравнению с насосами другого типа;
- возможность эксплуатации при низких и высоких температурах воздуха и перекачиваемой среды;
- наличие моделей с верхним и нижним водозабором.
Вибрационные насосы оптимально подходят для использования в бытовых целях в загородных и частных домах, а также на небольших животноводческих фермах, не подключенных к центральному водоснабжению. Такое оборудование применяется для:
- откачки загрязненной воды из новых колодцев и скважин перед вводом их в эксплуатацию;
- водоснабжения из уже существующих колодцев для технического и питьевого использования;
- подачи воды из естественных и искусственных водоемов, а также резервуаров наземной или подземной установки;
- ликвидации последствий затопления или проникновения почвенных вод из подвальных помещений, погребов, строительных котлованов и траншей.
Недостатки
К сожалению, такие насосы не лишены и слабых мест, к которым относятся:
- работа в режиме «сухого хода» приводит к поломке агрегата из-за отсутствия охлаждения агрегата и, как следствие, повышения его температуры;
- в процессе эксплуатации резьбовые соединения могут ослабляться из-за существующей вибрации;
- быстрый износ деталей, в случае перекачивания сильно загрязненных сред;
- невозможность использования для длительной работы в артезианских скважинах;
- перепады питающего напряжения оказывают негативное влияние на технические характеристики.
Правила установки
Вибрационные насосы подразумевают вертикальную подвеску на грузонесущем тросе (4), который крепится за специальную проушину или кольцо на корпусе. Чтобы защитить насос от возможных ударов в процессе эксплуатации об стенки колодца или обсадную трубу промываемой скважины, рекомендуется самостоятельно изготовить из листовой резины предохранительное кольцо (2) и надеть на корпус (1).
Шланг (6), выполняющий функции напорной магистрали, с помощью червячного хомута (3) фиксируется на выводном патрубке. Питающий кабель (7) и напорный шланг прикрепляются к грузонесущему тросу стяжкой (5) из изоляционной ленты или стяжными хомутами с промежутками длиной от одного до двух метров.
Для гашения вибраций, которые будут возникать во время работы насоса, к грузонесущему тросу необходимо прикрепить резиновый амортизатор и зафиксировать его на перекладине (9), проложенный поперек ствола скважины или колодца.
Для забора воды из водоемов, котлованов или других емкостей сооружается конструкция из металла или подручных материалов.