С какой глубины может поднять воду поверхностный насос: С какой глубины поверхностный насос может поднять воду

С какой глубины поверхностный насос может поднять воду

Поверхностный насос предназначен для обеспечения здания водой. Также его применяют для полива участка. Устройство устанавливается в скважине, колодце, водоеме и т.д. Оно способно поднимать воду с различной глубины. Этот показатель зависит от модели, разновидности оборудования, а также использования дополнительных приспособлений.

Итак, с какой глубины поверхностный насос может поднять воду?

Параметры подъема воды

Так, чаще всего оборудование способно поднимать воду с такой глубины:

• 7.5 метров. С такой глубины воду поднимают самые простые самовсасывающие устройства. Такие модели имеют наиболее доступную стоимость. Они отличаются небольшим потреблением электроэнергии и при этом хорошей производительностью.
• 9 метров. Большинство моделей способны поднять воду из скважины или колодца с данной глубины. Это простейшее устройство, при использовании которого не применяется никаких дополнительных приспособлений.
• До 40 метров. В данном случае используется поверхностный насос с эжектором. Это специальное приспособление, которое крепится к концу шланга. При этом стоит учитывать, что чем больше глубина, тем меньше производительность оборудования. Одновременно с этим растет потребляемая мощность и, как следствие, энергозатраты.

При глубине колодца или скважины более 25 метров специалистами рекомендуется приобретать скважные насосы, так как в данном случае стоимость оборудования фактически уравнивается. На глубине более 30 метров выгоднее приобретать скважные устройства, так как они потребляют гораздо меньше электроэнергии, нежели поверхностные с эжектором.

При этом важно учитывать расстояние от дома до колодца или скважины. Каждые 1000 см соответствуют 100 см глубины колодца. При большом расстоянии от строения до водоема от покупки традиционного поверхностного насоса лучше отказаться, так как его использование будет нецелесообразным.

В данном случае применяется оборудование с эжектором. Такие устройства способны работать на большой глубине.

Максимальная глубина подъема воды ограничена законами физики. В большинстве случаев модели рассчитаны на транспортировку жидкости с глубины 7-8 метров. Стоит заметить, что большинство производителей перестраховываются и занижают максимальную глубину всасывания. Это связано с неправильной эксплуатацией устройства.

Большинство поверхностных насосов имеют производительность 3-5 м3/час. Они создают напор 45-60 метров водного столба, то есть фактически 4,5-6 Бар. В данном случае следует учитывать высоту строения. Для высоких коттеджей следует приобретать модели с максимальным напором воды.

Также при выборе следует обращать внимание на технические характеристики устройств. Важно, чтобы производительность устройства была чуть ниже производительности самой скважины. Это уберегает оборудование от преждевременного выхода из строя. Стоит учитывать, что производительность скважины в песчаной породе ниже, производительности артезианской скважины. 

Почему насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров?

Ежедневные вопросы по поводу того, почему же насосы не могут всасывать жидкость с глубины более 9 метров сподвигли меня написать статью об этом.
Для начала немного истории:
В 1640 г. в Италии герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца. Для подачи воды из озера был построен трубопровод и насос большой длины, каких до этого еще не строили. Но оказалось, что система не работает — вода в ней поднималась только до 10,3 м над уровнем водоёма.

Никто не мог объяснить, в чем тут дело, пока ученик Галилея — Э. Торичелли не высказал мысль, что вода в системе поднимается под действием тяжести атмосферы, которая давит на поверхность озера. Столб воды высотой в 10,3 м в точности уравновешивает это давление, и поэтому выше вода не поднимается. Торичелли взял стеклянную трубку с одним запаянным концом и другим открытым и заполнил ее ртутью.

Потом он зажал отверстие пальцем и, перевернув трубку, опустил ее открытым концом в сосуд, наполненный ртутью. Ртуть не вылилась из трубки, а только немного опустилась.
Столб ртути в трубке установился на высоте 760 мм над поверхностью ртути в сосуде. Вес столба ртути сечением в 1 см2 равен 1,033 кг, т. е. в точности равен весу столба воды такого же сечения высотой 10,3 м. Именно с такой силой атмосфера давит на каждый квадратный сантиметр любой поверхности, в том числе и на поверхность нашего тела.

Точно также, если в опыте с ртутью вместо неё в трубку налить воды, то столб воды будет высотой 10,3 метра. Именно поэтому и не делают водяных барометров, т.к. они были бы слишком громоздкими.

Давление столба жидкости (Р) равно произведению ускорения свободного падения (g), плотности жидкости (ρ) и высоты столба жидкости:

Атмосферное давление на уровне моря (Р) принять считать равным 1 кг/см2 (100 кПа).
Примечание: на самом деле давление равно 1,033 кг/см2.

Плотность воды при температуре 20°С равна 1000 кг/м3.
Ускорение свободного падения – 9,8 м/с2.

Из этой формулы видно, что чем меньше атмосферное давление (P), тем на меньшую высоту может подняться жидкость (т.е. чем выше над уровнем моря, например в горах, тем с меньшей глубины может всасывать насос).

Также из этой формулы видно, что чем меньше плотность жидкости, тем с большей глубины можно её выкачивать, и наоборот, при большей плотности глубина всасывания уменьшится.

Например, ту же ртуть, при идеальных условиях, можно поднять с высоты не более 760 мм.
Предвижу вопрос: почему в расчетах получился столб жидкости высотой 10,3 м, а насосы всасывают только с 9 метров?
Ответ достаточно простой:
— во-первых, расчет выполнен при идеальных условиях,
— во-вторых, любая теория не дает абсолютно точных значений, т.к. формулы эмпирические.

— и в-третьих, всегда существуют потери: во всасывающей линии, в насосе, в соединениях.
Т.е. не возможно в обычных водяных насосах создать разрежение, достаточное для того, чтобы вода поднялась выше.

Итак, какие выводы из всего этого можно сделать:
1. Насос не всасывает жидкость, а лишь создает разрежение на своём входе (т.е. уменьшает атмосферное давление во всасывающей магистрали). Вода выдавливается в насос атмосферным давлением.
2. Чем больше плотность жидкости (например, при большом содержании в ней песка), тем меньше высота всасывания.

3. Рассчитать высоту всасывания (h) можно, зная, какое разрежение создает насос и плотность жидкости по формуле:
h = P / ( ρ* g) — x,

где P – атмосферное давление, — плотность жидкости. g – ускорение свободного падения, x – величина потерь (м).

Примечание: формула может использоваться для расчета высоты всасывания при нормальных условиях и температуре до +30°С.
Также хочется добавить, что высота всасывания (в общем случае) зависит от вязкости жидкости, длины и диаметра трубопровода и температуры жидкости.

Например при увеличении температуры жидкости до +60°С, высота всасывания уменьшается почти в два раза.
Это происходит потому, что возрастает давление насыщенных паров в жидкости.

В любой жидкости всегда присутствуют пузырьки воздуха.
Думаю, все видели, как при закипании сначала появляются маленькие пузырьки, которые затем увеличиваются, и происходит кипение. Т.е. при кипении, давление в пузырьках воздуха становится больше, чем атмосферное.
Давление насыщенных паров и есть давление в пузырьках.
Увеличение давления насыщенных паров приводит к тому, что жидкость закипает при более низком давлении. А насос, как раз и создает в магистрали пониженное атмосферное давление.
Т.е. при всасывании жидкости при высокой температуре, существует возможность её закипания в трубопроводе. А никакие насосы не могут всасывать кипящую жидкость.
Вот, в общем, и всё.

А самое интересное, что все это мы все проходили на уроке физики при изучении темы «атмосферное давление».
Но раз вы читаете эту статью, и почерпнули что-то новое, то именно «проходили» 😉

Как увеличить глубину всасывания насоса.

 Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса бывает проблема подачи воды на всас насоса. Чисто теоретически, атмосферное давление позволяет поднимать воду с глубины до 9 метров, практически, насосы способны поднять её с глубины до 7 метров, с небольшой потерей напора. Уверенный же подъем воды насосы могут обеспечить с глубины метров пять.

Как порой не хватает этих метров. Попробуем решить эту задачу. Как всегда, я предлагаю несколько решений, из которых вы сможете выбрать наиболее вам подходящее.

        «Если гора не идет к Магомету…»

Наиболее простым, но, отнюдь, не легким решением будет двигаться навстречу воде. Т.е. если у вас колодец, то насос можно разместить на площадке, сооруженной внутри колодца, или на площадке, плавающей по поверхности воды.

Еще, как вариант, можно выкопать и обустроить кессон рядом с колодцем или скважиной, глубиной в недостающие метры. Правда, глубже трех-четырех метров, мне кажется копать не стоит. Будут трудности с доступностью при обслуживании и осмотре насоса. Естественно, просто необходима утепленная крышка кессона, чтобы холодный воздух зимой туда не проникал. Заодно, решается проблема тепло- и звукоизоляции насоса.

 Мне кажется, это решение многим приходило в голову. Но почему-то немногие могут догадаться использовать уже готовое подземное помещение, подвал собственного дома, для этой же цели. Может этих двух метров как раз и хватит, чтобы приблизить насос к зеркалу воды в колодце или скважине. И совсем необязательно копать под трубу траншею, равную по глубине подвалу, достаточно углубиться ниже границы промерзания, чтобы вода во всасывающей трубе гарантированно не замерзла. Остальное доделает за вас все то же атмосферное давление, если, конечно, расстояние от дома до колодца сравнительно не велико (как правило, до 5 метров). Главное, что вы приблизились к воде по вертикали, а на горизонтальном участке действуют лишь силы сопротивления трубопровода, которые можно уменьшить, увеличив диаметр трубы и проложив более гладкую: пластиковую (ПНД) или металлопластиковую (МП).

        Насос поможет себе сам.

 Помочь атмосферному давлению поднять воду к насосу может сам насос с помощью устройства, которое называется эжектор. По сути, мы просто часть воды с напора насоса загоняем во всасывающую трубу, восполняя тем самым недостающее давление в ней. Но чтобы эта потеря напора была более эффективна, эжектор имеет специальную конструкцию, которая напоминает всем известную насадку пылесоса для побелки стен и потолков. За счет сужения вода от напора насоса ускоряется и увлекает за собой воду, идущую от источника на всас насоса.

Самодельный эжектор и схема его подключения.

Насосные станции с эжектором мощнее обычных, т.к. часть энергии тратится на рециркуляцию воды. Кстати, очень рекомендую поставить на эту линию отдельный кран, которым вы сможете регулировать степень рециркуляции. Не всегда нужна полная рециркуляция, а вот лишнее давление на напоре не помешает. Если у вас есть возможность пожертвовать давлением на напоре насоса, то эжектор можно поставить на любую станцию. Мало того, элементарный эжектор легко можно собрать самому из любого подходящего по диаметру тройника. Большой эффективностью он отличаться не будет, но подтянуть воду на несколько метров он сможет.

Насосный тандем.

Конечно, лучше и проще использовать один насос, но иногда хорошим решением бывает использование двух не очень мощных насосов вместо одного. Очень часто я встречаю тандемную схему с погружным и поверхностным насосом. Погружной опускается в скважину или колодец и подает воду на всас поверхностного насоса, на базе которого организована насосная станция. Ни один из этих насосов самостоятельно бы не справился с водоснабжением, а вместе они поддерживают хорошее давление в системе.

Система из двух поверхностных насосов тоже имеет право на жизнь. Тем более стоит подумать об этом, если один насос уже есть в наличии.

Здесь следует отметить некоторые нюансы таких схем.

1.  Включение обоих насосов синхронизируют, подключая их параллельно к реле давления станции.
2.  Расход воды подающего насоса желателен не меньше расхода напорного, иначе снижается эффективность связки.
3. Защиту по сухому ходу придется ставить либо на каждый насос в отдельности, либо одну – на общее питание насосной станции, т.е. до реле давления.

Накачаем скважину…        

 Еще один интересный и довольно необычный способ решения проблемы, который вряд ли подойдет владельцам колодцев, но для владельцев скважин может стать одним из вариантов. Правда, для этого придется загерметизировать верх обсадной трубы скважины, и … накачать её с помощью компрессора.

Действительно, поднимая давление внутри объема скважины, вы, тем самым, выталкиваете воду наверх по отводящей трубе. И если компрессор довольно мощный, можно вообще обойтись без насоса, что может спасти тех, у кого вода в скважине представляет собой насыщенную песком взвесь, противопоказанную для любых насосов. Или, как вариант, использовать компрессор в паре с насосом. Однако стоит учитывать, что давление в скважине толкает воду как вверх, так и вниз, загоняя её обратно в водоносный слой. И использовать такой способ доставания воды нужно с учетом особенностей Вашей скважины (глубина залегания воды, дебет скважины) и особенностей геологии на Вашем участке.

Вот только, уж больно шумная это машина, нужна ну очень хорошая звукоизоляция, чтобы не слышать назойливой трескотни компрессора.

Не претендуя на истину в последней инстанции, могу предложить идеи объединения всех или некоторых способов решения «проблемы всаса». Ничто ведь не мешает сделать кессон для эжекторной станции, повысив тем самым её эффективность и уменьшив потерю давления на напоре.

Также можно использовать малопроизводительный вибрационный насос в тандеме с насосной станцией, добавив в схему эжектор. Вибрационный насос в этом случае подает воду на эжектор, восполняя недостаток давления. А насосная станция берет воду и через насос, и через эжектор, обеспечивая и хороший напор и приличный расход  воды.

Вобщем, не бойтесь комбинировать, господа. Один из читателей написал, что решения должны быть индивидуальные. Но я не даю вам готовых решений, уважаемые читатели, и не ставлю перед собой таких целей. Моя задача скромнее: предложить вам идеи, пути, из которых каждый из вас сможет выбрать и найти способ решения своей сугубо индивидуальной проблемы. Знать и уметь все – невозможно. Но тем и хороши идеи, что поделившись ими, люди становятся только богаче. До новых встреч на страницах блога «Сан Самыч», уважаемые читатели.

Поверхностный насос для скважины: виды, характеристики, правила выбора

Многие собственники загородных домов и дач сталкиваются с необходимостью обустройства автономной системы водоснабжения, которая нужна не только для удовлетворения бытовых нужд, но и для полива зеленых насаждений на приусадебном участке. В таких случаях целесообразно применение насоса для скважины поверхностного.

Поверхностные насосы незаменимы там, где отсутствует возможность установки в скважину погружного оборудования

На современном рынке предлагается большое разнообразие моделей подобного оборудования, отличающихся друг от друга как конструктивным исполнением, так и техническими характеристиками. Такое разнообразие предлагаемых вариантов, хотя и позволяет подобрать гидромашину для решения конкретных задач, заставляет неспециалистов задаваться вопросом о том, какое устройство выбрать. Между тем именно правильный выбор поверхностного насоса для оснащения скважины или колодца во многом определяет эффективность функционирования автономной системы водоснабжения.

Отличия от устройств погружного типа

Все насосы, при помощи которых вода из подземной скважины может быть поднята на поверхность и направлена в трубопроводную систему, делятся на устройства двух типов:

• насосы для скважин поверхностные;
• гидромашины погружного типа.

Поверхностные насосы в полном соответствии со своим названием устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости от источника водоснабжения. Корпус погружных моделей в процессе использования таких устройств находится в толще перекачиваемой жидкой среды, которая подается на поверхность по специальной трубе, также помещенной в скважину. Погружные насосы, в отличие от поверхностных, позволяют откачивать воду из скважин большой глубины и передавать ее затем по трубопроводу на значительные расстояния.

Схема установки поверхностного насоса

Использовать для оснащения скважины насос поверхностного типа имеет смысл в том случае, если глубина такого подземного источника водоснабжения не превышает 10 метров. Кроме того, поверхностный (или наружный) насос активно применяется для того, чтобы откачивать воду из наземных резервуаров, естественных или искусственных водоемов, для осушения участков, на которых застоялась вода, для удаления загрязненной жидкости из подвальных помещений и погребов. Гидромашины поверхностного типа используются не только для перекачивания воды, но и для работы с более вязкими жидкими средами, чего не могут обеспечить устройства погружного типа.

Насосы поверхностного типа выпускаются в различном конструктивном исполнении, но наиболее популярной моделью такого оборудования является центробежный насос для скважины или колодца.

Устройство центробежного поверхностного насоса

Принцип действия насоса данного типа основан на том, что перекачиваемая им жидкая среда под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам его рабочей камеры, что и способствует ее выталкиванию через напорный патрубок. При этом в центральной части рабочей камеры центробежного насоса создается разрежение воздуха, способствующее всасыванию жидкости через входной патрубок. Основным элементом конструкции поверхностных насосов центробежного типа, который и обеспечивает перекачивание жидкой среды через внутреннюю камеру такого устройства, является колесо. На внешней поверхности данного колеса (крыльчатки) зафиксированы изогнутые лопатки.

Важные параметры

Выбирая насос для обслуживания подземной скважины, в первую очередь следует ориентироваться на то, с какой глубины надо откачивать жидкость. Чтобы определить данный параметр, в предварительно пробуренную скважину необходимо опустить сухую веревку с грузиком на конце, при помощи которой и можно выяснить, на какой глубине в подземном источнике находится вода.

Подбор насоса начинается с определения глубины скважины и расстояния подачи напора воды

Определив глубину расположения воды, можно приступать к выбору насосног

Подбор поверхностного насоса и насосной станции для колодца. на сайте

Если вы обладатель дачного участка, то для комфортной загородной жизни потребуется колодец или скважина. Полить огород, вымыть продукты или руки, приготовить еду, помыться в бане – для всего этого нужна вода. Представим, что у вас на участке уже появился или вот-вот появится колодец! Поздравляем! Но теперь встает новая задача – как поднять воду из колодца?  Рассмотрим некоторые из возможных вариантов.

Варианты подачи воды из колодца

Вариант 1. «По старинке». Можно поднимать воду из колодца вручную — ведром, к которому привязана веревка или цепь.

Плюсы:

•просто и экономично,

•не требуется электроэнергия,

•не нужно покупать дорогостоящее оборудование,

•полезно для здоровья.

Минусы:

•отнимает много сил и времени,

•требует хорошей физической подготовки,

•пользование водой в бытовых целях, полив огорода потребует огромных трудозатрат.

Вариант 2. Подъем воды при помощи электрического насоса, например поверхностного.

Плюсы:

•быстрое, легкое перекачивание воды в любую емкость,

•удобный полив огорода,

•простое подключение,

•доступная цена.

Минусы:

•необходимость постоянно включать и выключать насос из электророзетки, контролировать насос и состояние колодца,

•пользование водой будет не очень комфортным, потребует определенных трудозатрат,

•насос не защищен от аварийных ситуаций и может сломаться.

Вариант 3. Организация полноценной системы водоснабжения при помощи насосной станции.

Плюсы:

•комфортные условия загородной жизни с водоснабжением «как в квартире»,

•автоматика в составе насосных станция способна защитить насос от поломки,

•экономия огромного количества времени и сил.

Минусы:

•сложность монтажа такой системы (скорее всего вам потребуются услуги профессионалов),

•относительно высокая стоимость насосного оборудования и комплектующих для организации системы,

•необходимость разбираться в теме водоснабжения для правильного подбора оборудования.

Если первый вариант для вас неприемлем, остается второй или третий. При этом учтите, что второй вариант подойдет для небольших участков или домов, где потребность в воде незначительная.

Чтобы сделать взвешенный выбор оборудования, необходимо изучить ассортимент насосов и насосных станций, предлагаемых на рынке. И разобраться в ключевых понятиях темы водоснабжения. Это поможет сформулировать свои пожелания для монтажной организации и продавца в магазине, не дать ввести себя в заблуждение и получить в итоге именно ту систему, которая вам нужна.

Как подготовиться к подбору насосного оборудования для колодца. Собираем данные.

Что важно учесть перед тем, как подойти к выбору насосного оборудования для будущей системы водоснабжения?

Есть несколько важных параметров:

1)Глубина, на которой находится вода в колодце. При выборе модели насоса учитывается параметр «максимальная глубина забора воды» или «глубина всасывания» — расстояние в метрах от насоса до воды в колодце, другими словами, глубина, с которой насос может поднять воду. Решите заранее, где будет стоять насос – возле колодца, в доме, в специальном строении и т.д. – для правильного расчета этого параметра. Важное замечание: 10 метров по горизонтали равны 1 метру по вертикали, в запасе оставляем 2,5 метра (=25 метрам по горизонтали) для создания необходимого давления в системе, соответствующего условно 2,5 Атм.

Пример. У поверхностного насоса максимальная глубина всасывания составляет 8 метров, а вода в колодце находится на глубине 4 метра, тогда мы можем установить насос на расстоянии до 15 метров от колодца (8м (глубина забора)— 4м (по вертикали) — 2,5м (запас) = 1,5 м = 15 м по горизонтали).

2)Качество воды – а именно, содержание твердых частиц в воде. Когда существует угроза попадания большого количества ила, песка со дна колодца, лучше установить не поверхностный, а дренажный насос или другой тип насоса. Если в составе воды присутствуют тяжелые металлы, это тоже стоит учесть при выборе насоса, отдав предпочтению корпусу из нержавеющей стали.

3)Минимальный и максимальный уровни воды, общая глубина, «восполняемость» воды в колодце (термин «дебит источника воды»). Эти параметры помогут определить специалисты, либо вы можете сделать это самостоятельно, изучив специальную литературу. Это важно для подбора насоса с производительностью, нужной именно вашей системе. Если насос будет качать слишком много воды в единицу времени (насос с высокой производительностью), а вода в колодце будет восполняться слишком медленно, насосу просто нечего будет качать, и такие ситуации будут приводить к авариям и поломке оборудования. К тому же производительный насос стоит дороже, и смысла переплачивать нет.

4)Планируемая потребность в количестве воды. Кухонный кран, душ, унитаз, стиральная машина и т.д. – все это точки водопотребления или водоразбора. Средний расход воды на одну точку составляет около 4 л/мин. Необходимо суммировать водопотребление всех сантехнических приборов в доме и на участке, которые планируется подключить. Эта величина должна быть взята за основу при подборе насоса по параметру «производительность». Производительность насоса – это количество воды, которое он может перекачать в единицу времени. Лучше выбрать насос с запасом по производительности, как советуют специалисты по монтажу, например, умножив полученную величину на 1,75.

5)Планируемая высота подачи воды, с учетом изгибов трубопровода и этажности здания. Второй важный параметр при подборе насоса – «максимальный напор».  Напор, другими словами, — это высота подачи воды от насоса до точек водопотребления, измеряется этот параметр в метрах. Чтобы использовать напорные характеристики насоса на 100%, рекомендуется минимизировать количество изгибов и поворотов в будущей системе водоснабжения. Специалисты советуют при расчете этого параметра сделать план участка и дома с размерами от колодца до точек транспортировки воды. 

Эта информация поможет более точно подобрать насос для будущей системы. Такие параметры, как максимальная глубина всасывания, максимальное допустимое количество взвешенных частиц в воде, напор и производительность насоса — обязательно указываются в инструкции. В магазине грамотный продавец запросит подробную информацию об имеющемся источнике воды, в нашем случае о колодце, уточнит пожелания по будущей системе водоснабжения, чтобы учесть напорно-производительные характеристики насоса. Продавцу-консультанту может помочь и план участка, сделанный вами перед походом в магазин. 

Как и чем поднять воду из скважины на участке?

Пробуренная на участке скважина на воду – событие, несомненно, важное и решающий шаг к независимости от централизованного водоснабжения. Дело остается за малым – ответить на вопрос, чем и как по мере необходимости поднимать воду из глубины скважины на поверхность.

В зависимости от типа и конструкции скважины, статического уровня (зеркала) воды, требуемого ее количества и ряда других факторов, подбирается соответствующее насосное оборудование.

Главными критериями выбора выступают статический уровень воды и диаметр скважины. Для поднятия воды могут быть использованы поверхностные, погружные электронасосы или ручные механические устройства.

Глубина, с которой поверхностный насос поднимает воду, составляет не более 10,2 м. Но это только теоретически. На практике – 7-9 м. Приблизительно такие же показатели демонстрируют ручные механизмы. Но в их числе есть модели, способные осилить и большую глубину – до 30 м.

Данная проблема уходит в сторону при использовании погружных устройств. Такие насосы опускаются в скважину на любую требуемую глубину от десятков до сотен метров и обеспечивают стабильную подачу воды на поверхность. 

Ручной насос

Еще не пришло время окончательно списывать ручной насосный механизм в категорию анахронизмов. Простой по конструкции, надежный и неприхотливый, а главное, не требующий подключение к сети электропитания, ручной водяной насос в некоторых случаях не имеет альтернативы:

• При освоении участков, удаленных от централизованных электросетей;
• Как страховка при частых перебоях с электроснабжением;
• В качестве запасного варианта на случай выхода из строя основного оборудования.

Ручные водяные насосы позволяют поднимать воду с глубины до 30 м. При этом, независимо от конструктивных особенностей и типа механизма, они демонстрируют почти одинаковую производительность – 1 литр жидкости за 1 полный цикл. То есть, за минуту работы ручной насос поднимает до 40 л воды.

Поверхностные электронасосы и станции

Как уже говорилось, поверхностные насосы имеют небольшую глубину всасывания, что несколько затрудняет их использование. В некоторой степени этот недостаток можно нивелировать путем устройства технологического колодца под установку насосного оборудования глубиной 2-4 м. Но есть и другое решение.

Поверхностный насос или станция могут быть доукомплектованы выносным эжектром – дополнительным устройством, погружаемым в скважину диаметром не менее 110 мм и позволяющим качать воду с глубины до 45 м.

Но КПД насоса при этом существенно падает. Да и какой смысл в данном случае его использовать, если для широких скважин предусмотрены специальные погружные, они же глубинные насосы, демонстрирующие высокую производительность при умеренном электропотреблении.

Погружные насосы

На сегодняшний день глубинные насосы – самое популярное решение для поднятия воды из скважин. Они монтируются непосредственно в месте водозабора независимо от глубины.

Минимальный диаметр глубинного насоса составляет 3 дюйма или 76,2 мм. Чаще используются 4-дюймовые (101,6 мм) приборы, используемые в обсадных колоннах диаметром 120 мм.

Производительность глубинных насосов находится в пределах от 20 до 200 л поднимаемой воды в минуту, что позволяет легко подобрать прибор в соответствии с требуемым объемом воды.

 

Читайте также:

Все статьи

Погружной или поверхностный водяной насос?

Выбрать насос для подъема воды из скважины или колодца — казалось бы, чего проще! В любом специализированном магазине Вам предложат ряд погружных и поверхностных водяных насосов под разные параметры подачи воды, разных производителей и разной цены. Особо не задумываясь можно даже выбрать наугад, в соответствии с представлением о качестве по внешнему виду самого агрегата и его упаковки.

«… Насос — есть насос, его включили — значит должен перекачивать. А держать его в скважине бывает опасно, если скважина находится на неохраняемой территории, и насос просто могут украсть. Поверхностный насос можно всегда отключить и занести в охраняемое помещение или хотябы спрятать…»

Однако не все так просто! Глубина скважины (а точнее — глубина зеркала воды в скважине) является определяющим фактором при выборе водяного насоса из двух вариантов: поверхностного либо погружного. Согласно законам физики, идеальный поверхностный насос (идеальный в данном случае — насос, работающий без рывков, с постоянной подачей) независимо от его мощности, диаметра трубы всасывания,… не может поднять воду с глубины более 9,8 м. Этот закон работает при среднем атмосферном давлении Земли, и легко объясняется:

Откачав из трубы, погруженной в скважину с глубиной зеркала более 9,8 м. абсолютно весь воздух (создав давление в трубе близкое к 0 А) — столб воды поднимется в трубе только на 9,8 метра и никак не выше. Подниматься он будет под давлением атмосферы, а давление это станет бессильным при достижении давления воздуха в трубе 0 атмосфер. Если бы вода имела иную плотность, она бы поднялась на иную высоту.

Реальная глубина, с которой возможно всасывание современным поверхностным насосом — 8 метров.

Так как же быть, если скважина глубиной, скажем, 30 метров? Ответ прост — покупать погружной насос. Погружной водяной насос дороже поверхностного, работающего в менее жестких условиях, но при глубине больше 8 метров только им можно поднять воду из скважины. Погружной насос отличается от поверхностного тем, что он вытесняет жидкость, создавая на выходе давление, поднимающее столб воды на поверхность. Атмосферное давление в этой ситуации не является определяющим фактором, ограничивающим величину создаваемого водяным насосом давления.

Почему водяной насос должен быть на дне глубокого колодца?

Согласно переписи населения США, более 80 процентов американцев живут в городских и пригородных районах, а остальные 20 процентов считаются сельскими жителями. Различия между этими двумя группами велики и многочисленны, включая доступность некоторых общественных услуг, таких как водопроводные и канализационные трубы. Конечно, эти предметы первой необходимости являются частью предложений деревенских властей во всех уголках США.

Но если вы живете за пределами деревни, домовладельцы (не говоря уже о сельских фермерах и владельцах ранчо), как правило, вынуждены сами обеспечивать себя.Этим жителям, возможно, не нужно оплачивать счета за воду и канализацию, но это верно только потому, что они уже потратили многие тысячи долларов на установку этих услуг для себя. К счастью, обе эти системы долговечны и не требуют особого ухода.

Септические системы не являются механическими. Им это удается, заставляя гравитацию и бактерии работать под землей. Колодцы же более сложные и подают воду только насосами. Несколько поколений назад стандартным сельским насосом был ручной насос, для которого не требовалось электричество — просто использовалась старомодная смазка для локтей.При накачивании ручки вверх и вниз вода забирается из колодца, который уходит в грунтовые воды.

Эти насосы работали отлично, требовали очень небольшого обслуживания, и их все еще можно купить сегодня. Однако у них действительно есть одна серьезная проблема. Они могут поднимать воду только с глубины 25 футов — не больше, а обычно меньше. Это вопрос о том, как высокое атмосферное давление может поднять воду. Когда ручной насос снижает давление воздуха внутри скважинной трубы, окружающее атмосферное давление заставляет воду подниматься в насос и выходить из него.Чем выше высота, тем ниже давление воздуха, и максимальная глубина воды уменьшается.

Погружные насосы Погружной насос цилиндрической формы помещается в обсадную трубу скважины и опускается в воду на дно скважины. Водопроводная труба, обычно из гибкого пластика, прикреплена к верхней части насоса и раскручивается при опускании насоса.

То же самое происходит с двумя другими насосами для неглубоких скважин прошлых времен: поршневым и струйным насосом.Глубина воды около 25 футов — это максимум, с которым могут справиться эти устройства. Много лет назад это было хорошо для многих применений, включая питьевую воду, потому что неглубокие грунтовые воды не были загрязнены. Сегодня глубокие колодцы, доставляющие питьевую воду, являются стандартом не только с точки зрения чистоты, но и с точки зрения разрешений на строительство, банковских кредитов и договоров на недвижимость.

Эти колодцы создаются путем просверливания ямы в земле через песчаный грунт и твердую породу до тех пор, пока не будет обнаружена вода. Обычны глубины от 300 до 500 футов.Обычно стальная обсадная труба диаметром 5 или 6 дюймов забивается в ствол скважины для образования скважины, по крайней мере, до тех пор, пока она не войдет в твердую породу. Затем в колодец опускают насос и цилиндр двигателя (прикрепленные к подающему трубопроводу) до тех пор, пока агрегат не войдет в воду. Верхний конец подающего трубопровода подключается к водопроводу в доме, и вода распределяется по всей конструкции.

Причина, по которой насос опускается на глубину колодца, заключается в том, что он может протолкнуть воду по трубопроводу на многие сотни футов.Давление воздуха заставит воду из скважины попасть в насос, но насос вытолкнет ее на поверхность и за ее пределы.

Напорный бак и переключатель

Напорный бак расположен на поверхности, обычно внутри подвала, и вода из колодца выталкивается в резервуар погружным насосом на дне колодца. Этот резервуар действует как небольшой резервуар для хранения, поэтому насос не активируется, если используется небольшое количество воды. Он также обеспечивает давление в систему, поэтому вода достигает всех приборов и приспособлений, обеспечивая при этом достаточную силу для приятного принятия душа или полива сада.

После того, как вода попадает в верхнюю часть колодца, она попадает в напорный резервуар. Эти резервуары объемом от 30 до 50 галлонов выполняют две задачи. Первый действует как небольшой резервуар для хранения. Имея несколько галлонов воды, скважинный насос не нужно запускать, если кто-то просто хочет выпить стакан воды или спустить воду в унитазе. Стандартное реле давления в резервуаре устанавливается на резервуаре или рядом с ним и контролирует давление внутри системы. Когда он упадет до заданного предела, он включает насос. Когда давление достигает верхнего предела, он отключает насос.

Вторая, более важная задача резервуара — хранить воду под давлением. Верхняя половина резервуара заполнена сжатым воздухом, который вытесняет воду, когда она необходима, и проталкивает ее по водопроводным трубам к водоприемным приборам, раковинам, ваннам, душам и туалетам. Различные резервуары имеют разные способы разделения воды и сжатого воздуха внутри резервуара, но все результаты одинаковы. Насос активируется, когда электрический переключатель давления, установленный на резервуаре, сообщает ему об этом.Когда вода попадает в резервуар, она сжимает воздух над водой и, таким образом, восстанавливает давление в системе.

Погружные водяные насосы позволили легко получить доступ к чистой воде из глубоких колодцев. Для жителей сельской местности они незаменимы в повседневной жизни.

Почему нельзя откачивать воду из очень глубоких слоев земли с помощью поверхностного насоса?

Спросил: Курт Фэйи

Ответ

Ключом к пониманию этого является осознание того, что всасывание — это не сила, а просто устранение силы, противоположной действующей силе давления воздуха.

Когда вы вставляете трубу в глубокую яму в лужу с водой на дне колодца, воздух внутри трубы давит на воду в трубе, а воздух снаружи трубы толкает воду за пределы трубы, что, в свою очередь, толкает воду внутри трубка. Все в равновесии.

А теперь предположим, что вы высасываете воздух из трубы. Вода поднимается вверх по так же, как и раньше, но нет противодействующей силы, толкающей воду вниз, поэтому она начинает подниматься внутри трубы.

Пока все хорошо, но почему вода перестает подниматься? Хорошо, что вода сбрасывается сила тяжести; чем больше воды в трубе, тем больше она весит. Поскольку сила воздуха снаружи трубы не меняется, в итоге вес воды равен воздуху давление вне трубы, и все снова в равновесии.
Ответил: Роб Ландольфи, учитель естественных наук, Вашингтон, округ Колумбия

Вода откачивается из колодца путем создания частичного вакуума над водой с помощью насоса.В количество вакуума в дюймах ртутного столба равно весу столба воды из уровень грунтовых вод на поверхность.

Атмосферное давление на уровне моря составляет 29,92 дюйма (примерно 76 см) ртутного столба. Это эквивалентно столб воды 406,7 дюйма или 33,9 фута (приблизительно 10,3 м). Следовательно, полный вакуум мог перекачивать воду только с глубины чуть менее 34 футов или 10,3 метра.

На самом деле, над водой невозможно создать полный вакуум. По мере снижения давления температура кипения воды понижается, образуя слой водяного пара между поверхность воды и насос.Водяной пар снижает предельный вакуум и максимальную глубина откачки, но только примерно на 0,7 дюйма (1,8 см) при 20 ° C.
Ответил: Скотт Уилбер, президент, ComScire — Quantum World Corporation

НАСКОЛЬКО ГЛУБОКО ДОЛЖНО БЫТЬ МОЕ ХОРОШО?

НАСКОЛЬКО ГЛУБОКОЕ ДОЛЖНО БЫТЬ МОЕ ХОРОШО?

Эта статья, написанная Американским фондом грунтовых вод, была первоначально опубликована в THE AMERICAN WELL OWNER, 2002, номер 2]

НАСКОЛЬКО ГЛУБОКОЕ ДОЛЖНО БЫТЬ МОЕ ХОРОШО?

«Насколько глубоким будет колодец?» — частый вопрос перед бурением скважины.Если бурильщик пробурил несколько скважин в близлежащем районе, он может оценить приблизительную глубину, на которой будет встречаться вода. Однако в большинстве случаев глубина, необходимая для определения требуемого дебита скважины, не может быть точно определена до бурения. Колодец — это искусственная яма в земле, через которую грунтовые воды могут подниматься на поверхность. Сверлильные станки могут сверлить на большую глубину. Строительство более глубоких скважин обычно обходится дороже, чем строительство неглубоких скважин в краткосрочной перспективе. Однако недостаточно глубокое сверление может привести к более поздним проблемам, устранение которых будет стоить гораздо дороже.Ниже перечислены некоторые из факторов, которые могут повлиять на решение о глубине колодца.

Сезонный подъем и падение уровня грунтовых вод

В течение года уровень грунтовых вод будет колебаться вверх и вниз в скважине в ответ на сезонные осадки в этом районе и местное использование грунтовых вод. Следовательно, скважина должна быть пробурена глубже, чем самая низкая ожидаемая отметка уровня грунтовых вод. Колебания уровня воды могут происходить в течение нескольких лет в случае засухи.Поэтому может оказаться полезным знание нижнего предела диапазона уровней воды за несколько лет.

Риски поверхностного загрязнения

Более глубокие колодцы, правильно сконструированные (включая раствор, обсадную колонну, заглушку колодца и безбарьерный адаптер [в морозном климате]), обычно обеспечивают гарантированную защиту от источников бактериального загрязнения, возникающих на поверхности. Увеличение глубины скважины и длины обсадной трубы приведет к увеличению пути потока воды от подпитки на поверхности до откачки из скважины.Чем дольше вода находится под землей, тем больше у бактерий возможностей погибнуть или попасть в ловушку в почве и камнях.

Водные зоны низкого качества

В некоторых районах страны с несколькими водоносными горизонтами могут быть зоны с плохой водой, которых следует избегать или «закрывать», чтобы вода более низкого качества не оказывала неблагоприятного воздействия на колодец. Информацию об ожидаемых горных образованиях, вероятных локальных изменениях глубины грунтовых вод и качестве воды для региона в целом можно получить у бурильщика, в местных офисах Геологической службы США, в государственных геологических службах или на геологических факультетах местных университетов и колледжей.

Низкопродуктивные горные образования

В низкопродуктивных горных образованиях может потребоваться пробурить скважину достаточно глубоко, чтобы она могла служить полостью для хранения грунтовых вод. После того, как скважина пробурена, общая глубина, глубина до верха уровня грунтовых вод (статический уровень) и диаметр скважины определяют, сколько воды будет храниться в полости скважины. Чем больше диаметр колодца, тем больше воды будет храниться для данной глубины колодца и уровня грунтовых вод. Чтобы найти «толщину» воды, хранящейся в скважине, вычтите глубину до статического уровня воды из пробуренной глубины скважины.Чтобы определить объем воды, хранящейся в колодце, найдите диаметр колодца в таблице ниже и умножьте значение «толщины» на коэффициент галлонов на фут.

Нормы и требования строительных норм

Нормы и правила для колодцев различаются в зависимости от штата, в котором вы живете. Прежде чем пробурить новую скважину или купить дом со скважиной, узнайте в местных и государственных департаментах здравоохранения конкретные правила, действующие в вашем районе. В большинстве штатов требуется не менее 20 футов обсадной колонны и часто требуется, чтобы обсадная колонна достигла коренной породы.Надлежащая заливка (герметизация) внешней части обсадной трубы в сочетании с защитной крышкой колодца,

Диаметр скважины в дюймах

4

6

8

12

24

36

Приблизительно галлонов на фут глубины скважины коэффициент

0,65

1,5

2,6

5,9

23,5

52,9

предотвращает использование поверхностными водами и бактериями самого колодца в качестве пути непосредственно к зеркалу грунтовых вод.

Глубина скважины играет роль при размещении насоса. Насосы никогда не должны устанавливаться непосредственно на дне колодца. Обычно лучше всего размещать насос на высоте 10-20 футов от дна колодца. В низкодебитных скважинах, которые подпитываются медленно, размещение насоса ниже зоны подпитки может создать каскадные ситуации с водой, которые приведут к накоплению дополнительных отложений в полости скважины. К линии электропитания насоса можно подключить автоматический выключатель, чтобы насос отключался, когда уровень воды падает близко к насосу.

Для получения дополнительной информации о грунтовых водах и колодцах посетите веб-сайты TRUST, NGWA или WSC: www.agwt.org, www.ngwa.org, www.watersystemscouncil.org.

[© American Ground Water Trust. Эта статья может быть перепечатана в некоммерческих образовательных целях при условии, что она будет использована полностью и сделана ссылка на ее источник в виде статьи в журнале THE AMERICAN WELL OWNER, 2002, номер 2]

Сердце большинства оросительных систем — это насос.Чтобы сделать систему орошения максимально эффективной, насос необходимо выбирать в соответствии с требованиями источника воды, системы распределения воды и ирригационного оборудования.

Насосы, используемые для орошения, включают центробежные, глубинные турбинные, погружные и пропеллерные. На самом деле турбинные, погружные и гребные насосы — это особые формы центробежного насоса. Однако их имена распространены в отрасли. В этой публикации термин центробежный насос относится к любому насосу, который находится над поверхностью воды и использует всасывающую трубу.

Перед тем, как выбрать ирригационный насос, вы должны провести тщательную и полную инвентаризацию условий, в которых насос будет работать. Опись должна включать:

• Источник воды (колодец, река, пруд и др.)
• Требуемый расход перекачки
• Общая высота всасывания
• Общий динамический напор

Обычно у вас нет выбора относительно источника воды; это либо поверхностная вода, либо вода из колодца, и местные геологические и гидрологические условия будут определять ее доступность.Однако тип ирригационной системы, расстояние от источника воды и размер трубопроводной системы будут определять расход и общий динамический напор.

Основные рабочие характеристики насоса

«Напор» — это термин, обычно используемый для насосов. Напор означает высоту вертикального столба воды. Давление и напор являются взаимозаменяемыми понятиями в орошении, потому что столб воды высотой 2,31 фута эквивалентен давлению в 1 фунт на квадратный дюйм (PSI). Общий напор насоса состоит из нескольких типов головок, которые помогают определить рабочие характеристики насоса.

Общий динамический напор

Полный динамический напор насоса представляет собой сумму полного статического напора, напора, напора трения и скоростного напора. Объяснение этих терминов приведено ниже и показано графически на Рис. 1 .

Рис. 1. Полный динамический напор (TDH) — это сумма полного статического напора, полного напора трения и напора. Показаны составляющие полного статического напора для системы откачки поверхностных и колодезных вод.

Общий статический напор

Общий статический напор — это расстояние по вертикали, на которое насос должен поднимать воду. При откачке из колодца это будет расстояние от уровня откачиваемой воды в колодце до поверхности земли, плюс расстояние по вертикали, на которое вода поднимается от поверхности земли до точки сброса. При перекачке с открытой водной поверхности это будет полное расстояние по вертикали от поверхности воды до точки сброса.

Напорный

Для работы систем дождевания и капельного орошения требуется давление.Системы с центральным шарниром требуют определенного давления в точке поворота для правильного распределения воды. Напор в любой точке, где расположен манометр, можно преобразовать из PSI в футы напора, умножив на 2,31.

Например, 20 фунтов на квадратный дюйм равны 20 умноженным на 2,31 или 46,2 футам напора. Большинство городских систем водоснабжения работают под давлением от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм, что, как показано в Таблице 1 , объясняет, почему центры большинства городских водонапорных башен находятся на высоте около 130 футов над землей.

Таблица 1.Фунтов на квадратный дюйм (PSI) и эквивалентный напор в футах водяного столба.

Фрикционная головка

Напор трения — это потеря энергии или снижение давления из-за трения при протекании воды по трубопроводной сети. Скорость воды существенно влияет на потери на трение.

Потеря напора из-за трения происходит, когда вода течет через прямые участки труб, фитинги или клапаны; по углам; и где трубы увеличиваются или уменьшаются в размерах.Значения этих потерь можно рассчитать или получить из таблиц потерь на трение. Напор трения для системы трубопроводов представляет собой сумму всех потерь на трение.

Скоростной напор

Напор скорости — это энергия воды, обусловленная ее скоростью. Это очень небольшое количество энергии, и обычно им можно пренебречь при расчете потерь в оросительной системе.

Всасывающая головка

Насос, работающий над поверхностью воды, работает с высотой всасывания. Высота всасывания включает не только высоту вертикального всасывания, но и потери на трение через трубу, колена, донные клапаны и другие фитинги на всасывающей стороне насоса.Допустимый предел напора на всасывании насоса и чистый положительный напор на всасывании (NPSH) насоса устанавливает это ограничение.

Теоретическая максимальная высота, на которую вода может быть поднята с помощью всасывания, составляет около 33 футов. Путем контролируемых лабораторных испытаний производители определяют кривую NPSH для своих насосов. Кривая NPSH будет увеличиваться с увеличением расхода через насос.

При определенной скорости потока значение NPSH вычитается из 33 футов, чтобы определить максимальную высоту всасывания, при которой этот насос будет работать.Например, если насосу требуется минимальный NPSH 20 футов, насос будет иметь максимальную высоту всасывания 13 футов.

Однако из-за потерь на трение всасывающего трубопровода насос, рассчитанный на максимальную высоту всасывания 13 футов, может эффективно поднимать воду только на 10 футов. Чтобы свести к минимуму потери на трение всасывающего трубопровода, всасывающий трубопровод должен иметь больший диаметр, чем напорный трубопровод.

Эксплуатация насоса с высотой всасывания больше, чем он был разработан, или в условиях с избыточным вакуумом в некоторой точке рабочего колеса, может вызвать кавитацию.Кавитация — это сжатие пузырьков воздуха и водяного пара, создающее очень отчетливый шум
, такой как гравий в насосе. Взрыв множества пузырьков разъедает крыльчатку, и в конечном итоге она заполняется дырами.

Требования к мощности насоса

Мощность, добавляемая к воде при ее прохождении через насос, может быть рассчитана по следующей формуле:

куда:

WHP = водная мощность
Q = расход в галлонах в минуту (GPM)
TDH = общий динамический напор (футы)

Однако фактическая мощность, необходимая для работы насоса, будет выше, поскольку насосы и приводы не являются 100-процентными эффективными.Мощность в лошадиных силах, необходимая на валу насоса для перекачивания указанного расхода при заданном TDH, равна тормозной мощности (л.с.), которая рассчитывается по следующей формуле:

л.с. — тормозная мощность (постоянная мощность силового агрегата)

Насос эфф. — КПД насоса обычно считывается из кривой насоса и имеет значение от 0 до 1

Привод Eff. — КПД приводного агрегата между источником питания и насосом.Для прямого подключения это значение равно 1; для угловых передач значение 0,95; для ременных передач она может варьироваться от 0,7 до 0,85

Влияние изменения скорости на производительность насоса

Производительность насоса зависит от скорости вращения крыльчатки. Теоретически, изменение скорости насоса приведет к изменению расхода, TDH и BHP в соответствии со следующими формулами:

где:

RPM1 = начальная установка оборотов в минуту
RPM2 = новая установка оборотов в минуту
GPM = галлонов в минуту (индексы такие же, как для RPM)
TDH = общий динамический напор (индексы такие же, как для RPM)
BHP = тормозная мощность (индексы такие же как для об / мин)

Например, если число оборотов увеличится на 50 процентов, расход увеличится на 50 процентов, TDH увеличится (1.5 ÷ 1) 2,
или 2,25 раза, а требуемая забойная мощность увеличится (1,5 ÷ 1) в 3, или 3,38 раза, чем требуется на более низкой скорости. Очевидно, что с увеличением скорости требования к забойному давлению насоса увеличиваются на быстрее, чем на , чем изменяются напор и расход.

КПД насоса

Производители используют тесты для определения рабочих характеристик своих насосов и публикуют результаты в диаграммах производительности насосов, обычно называемых «кривыми насосов». Типичная кривая насоса показана на Рис. 2 .

Рис. 2. Типичная кривая для горизонтального центробежного насоса. NPSH — это чистая положительная высота всасывания, необходимая насосу, а TDSL — общая доступная динамическая высота всасывания (как на уровне моря).

Все характеристики насоса построены с расходом по горизонтальной оси и TDH по вертикальной оси. Кривые на рис. 2 относятся к центробежному насосу, испытанному при различных оборотах.

Каждая кривая показывает соотношение GPM и TDH при проверенных оборотах.Кроме того, были добавлены линии эффективности насоса, и везде, где линия эффективности
пересекает линии кривой насоса, это число указывает на эффективность в этой точке.

Кривые тормозной мощности (BHP) также были добавлены; они наклоняются слева направо. Кривые BHP рассчитываются с использованием значений из линий эффективности. Кривая NPSH находится вверху диаграммы, а ее масштаб — в правой части диаграммы.

Считывание кривой насоса

Когда вы знаете желаемый расход и TDH, вы можете использовать эти кривые для выбора насоса.Кривая насоса показывает, что насос будет работать в широком диапазоне условий. Однако он будет работать с максимальной эффективностью только в узком диапазоне расхода и TDH.

В качестве примера того, как использовать характеристическую кривую насоса, давайте воспользуемся кривой насоса на рис. 2 , чтобы определить мощность и эффективность этого насоса при расходе 900 галлонов в минуту (галлонов в минуту) и 120 футах TDH.

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 900 галлонов в минуту до пересечения пунктирной горизонтальной линией от 120 футов TDH.В этот момент насос работает с максимальной эффективностью чуть ниже 72 процентов при скорости 1600 об / мин. Если вы посмотрите на кривые BHP, этому насосу требуется чуть менее 40 BHP на входном валу. Более точную оценку BHP можно рассчитать с помощью уравнений 1 и 2. Используя уравнение 1, WHP будет [900 x 120] ÷ 3,960, или 27,3, а из уравнения 2, BHP будет 27,3 ÷ 0,72, или 37,9, при условии, что КПД привода составляет 100 процентов. Кривая NPSH использовалась для расчета маркеров общей динамической высоты всасывания (TDSL) в нижней части диаграммы.Обратите внимание, что для
TDSL при 1400 галлонах в минуту составляет 10 футов, но при 900 галлонах в минуту TDSL превышает 25 футов.

Изменение скорости насоса

Теперь предположим, что этот насос подключен к дизельному двигателю. Варьируя число оборотов двигателя, мы можем изменять расход, требования TDH и BHP для этого насоса. В качестве примера изменим скорость двигателя с 1600 до 1700 об / мин. Как это влияет на GPM, TDH и BHP насоса?

Решение: Мы будем использовать уравнения 3, 4 и 5 для расчета изменения.Используя уравнение 3, изменение GPM будет (1,700 ÷ 1,600) x 900, что равно 956 GPM. Используя уравнение 4, изменение TDH будет (1700 ÷ 1600) 2 x 120, что равняется 135,5 футам TDH. Используя уравнение 5, изменение BHP будет (1,700 ÷ 1,600) 3 x 37,9, что равно 45,5 BHP. Эта точка изображена на рисунке 2 в виде круга с точкой посередине. Обратите внимание, что новая рабочая точка находится вверху и справа от старой точки, и что эффективность насоса осталась прежней.

При выборе насоса для оросительной установки установщик должен предоставить копию характеристики насоса.Кроме того, установщик должен предоставить информацию, если крыльчатка или крыльчатки были обрезаны. Эта информация будет полезна в будущем, особенно если вам придется делать ремонт.

Центробежные насосы

Центробежные насосы используются для откачки из водоемов, озер, ручьев и неглубоких скважин. Они также используются в качестве подкачивающих насосов в оросительных трубопроводах. Все центробежные насосы должны быть полностью заполнены водой или «заправлены», прежде чем они смогут работать.

Всасывающая линия, как и насос, должны быть заполнены водой и не содержать воздуха.На всасывающей трубе чрезвычайно важны герметичные соединения и соединения. Заполнение насоса может выполняться с помощью ручных вакуумных насосов, вакуумного двигателя внутреннего сгорания, вакуумных насосов с приводом от двигателя или небольших водяных насосов, которые заполняют насос и всасывающий трубопровод водой.

Центробежные насосы предназначены для горизонтальной или вертикальной работы. Горизонтальная центробежная машина имеет вертикальное рабочее колесо, соединенное с горизонтальным приводным валом, как показано на Рис. 3 .

Рисунок 3.Горизонтальный центробежный насос.

Горизонтальные центробежные насосы наиболее распространены в оросительных системах. Как правило, они менее дороги, требуют меньшего обслуживания, проще в установке и более доступны для осмотра и обслуживания, чем вертикальные центробежные. Доступны самовсасывающие горизонтальные центробежные насосы, но они являются насосами специального назначения и обычно не используются с системами орошения.

Вертикальные центробежные насосы можно монтировать так, чтобы рабочее колесо все время находилось под водой. (См. Плавающий насос на крышке.) Это делает ненужным заливку, что делает вертикальный центробежный насос желательным для плавающих приложений. Кроме того, функция самовсасывания очень желательна в районах с частыми отключениями электроэнергии или снижением цен на электроэнергию в непиковые периоды.

Самовсасывающий

также подходит для новых панелей управления центральными шарнирами, где автоматический перезапуск является программируемой функцией.

Предупреждение:

Поскольку подшипники постоянно находятся под водой, эти насосы могут потребовать более высокого уровня обслуживания.

Глубинные турбинные насосы

Турбинные насосы для глубоких скважин адаптированы для использования в обсаженных скважинах или там, где водная поверхность ниже практических пределов центробежных насосов. Турбинные насосы также используются в системах поверхностного водоснабжения.

Поскольку всасывающий патрубок турбинного насоса постоянно находится под водой, заливка не вызывает беспокойства. КПД турбинных насосов сравним или выше, чем у большинства центробежных насосов. Обычно они дороже центробежных насосов и их сложнее проверять и ремонтировать.

Турбинный насос состоит из трех основных частей: узла головки, узла вала и колонны и узла стакана насоса, как показано на рис. 4 . Головка обычно чугунная и предназначена для установки на фундамент. Он поддерживает узлы колонны, вала и чаши и обеспечивает слив воды. Он также поддерживает электродвигатель, угловую зубчатую передачу или ременную передачу.

Рис. 4. Глубинный турбинный насос.

Узел вала и колонны обеспечивает соединение между головкой и корпусом насоса.Линейный вал передает мощность от двигателя к крыльчаткам, а колонна переносит воду на поверхность. Трансмиссионный вал турбинного насоса может смазываться водой или маслом.

Насос с масляной смазкой имеет полый вал, в который капает масло, смазывая подшипники. Насос с водяной смазкой имеет открытый вал. Подшипники смазываются перекачиваемой водой. Если возможна перекачка мелкого песка, выберите насос с масляной смазкой, потому что он не допускает попадания песка в подшипники.

Если вода предназначена для домашнего использования или домашнего скота, в ней не должно быть масла, и должен использоваться насос с водяной смазкой. В некоторых штатах, например, в Миннесоте, у вас нет выбора; Насосы с водяной смазкой необходимы во всех новых ирригационных колодцах .

Подшипники линейного вала обычно размещаются на 10-футовых центрах для насосов с водяной смазкой, работающих на скоростях ниже 2200 об / мин, и на 5-футовых центрах для насосов, работающих на более высоких скоростях. Подшипники с масляной смазкой обычно размещаются на 5-футовых центрах.

Бачок насоса закрывает рабочее колесо. Из-за своего ограниченного диаметра каждое рабочее колесо имеет относительно низкий напор. В большинстве турбинных установок для глубоких скважин несколько стаканов устанавливаются последовательно друг над другом. Это называется постановкой. Сборка барабана с четырьмя ступенями содержит четыре рабочих колеса, все прикрепленные к общему валу, и будет работать с четырехкратной скоростью нагнетания одноступенчатого насоса.

Рабочие колеса, используемые в турбинных насосах, могут быть полуоткрытыми или закрытыми, как показано на Рис. 5 .Лопатки полуоткрытых рабочих колес открыты снизу и вращаются с малым допуском относительно дна чаши насоса.

Рис. 5. Вид в разрезе двух закрытых рабочих колес в их корпусах насоса.

Допуск имеет решающее значение и должен быть отрегулирован на новом насосе. Во время начального периода обкатки муфты трансмиссионного вала будут затягиваться; поэтому примерно через 100 часов работы необходимо проверить регулировку крыльчатки.После обкатки допуск необходимо проверять и регулировать каждые три-пять лет или чаще при перекачивании песка.

Оба типа рабочих колес могут вызвать неэффективную работу насоса, если они не отрегулированы должным образом. Если полуоткрытые рабочие колеса установлены слишком низко, а лопатки трутся о дно чаш, это может привести к механическому повреждению. Регулировка закрытых крыльчаток не столь критична; однако их все же необходимо проверять и настраивать.

Регулировка рабочего колеса выполняется путем затягивания или ослабления гайки в верхней части узла головки.Регулировка крыльчатки обычно выполняется путем опускания крыльчатки на дно чаши и перемещения ее вверх. Величина регулировки вверх определяется тем, насколько вал линии растягивается во время перекачивания. Регулировку необходимо производить исходя из минимально возможного уровня откачки в скважине.

Изготовитель насоса часто обеспечивает надлежащую процедуру регулировки. Процедура регулировки для многих распространенных марок глубинных турбин описана в публикации Nebraska Cooperative Extension Service EC 81-760, озаглавленной «Как отрегулировать вертикальные турбинные насосы для достижения максимальной эффективности».”

Эксплуатационные характеристики

Испытания определяют рабочие характеристики глубинных турбинных насосов. Характеристики во многом зависят от конструкции барабана, типа рабочего колеса и частоты вращения вала рабочего колеса. Расход, TDH, BHP, КПД и частота вращения аналогичны указанным для центробежных насосов. Вертикальные турбинные насосы обычно рассчитаны на определенную настройку частоты вращения.

Вертикальная кривая турбинного насоса показана на Рис. 6 . Эта кривая насоса аналогична кривой центробежного насоса, за исключением того, что вместо кривых для различных оборотов, кривые приведены для рабочих колес разного диаметра.

Рис. 6. Кривая скважинного турбинного насоса. Тормозная мощность и общий напор указаны для одной ступени. Если насос имел пять ступеней, умножьте мощность торможения и общий напор на пять. Количество галлонов в минуту останется прежним, независимо от количества добавленных ступеней.

Уменьшение диаметра крыльчатки называется «обрезкой». Производители подгонят рабочие колеса до нужного размера, чтобы они соответствовали требованиям TDH и скорости потока для конкретной оросительной установки.

Кривые насоса для турбинных насосов обычно показаны для одноступенчатого насоса, поэтому полученная TDH будет определена путем умножения указанного напора на кривой насоса на количество ступеней. Требуемую тормозную мощность также необходимо умножить на количество ступеней. Обратите внимание, что скорость потока не изменится, независимо от того, сколько ступеней добавлено.

Использование кривой насоса

В качестве примера предположим, что кривая насоса на рис. 6 соответствует пятиступенчатому насосу с 7.Рабочее колесо 13 дюймов, обеспечивающее скорость 800 галлонов в минуту. Какими будут значения TDH и BHP?

Решение: Следуйте пунктирной вертикальной линии от 800 галлонов в минуту до точки пересечения кривой рабочего колеса 7,13 дюйма в верхней части диаграммы
. Следуйте горизонтальной пунктирной линией влево до отметки 26 футов TDH. Умножение 26 на 5 дает 130 футов TDH. Затем проследуйте по вертикальной пунктирной линии от 800 галлонов в минуту до кривой BHP с рабочим колесом 7,13 дюйма в нижней части диаграммы, а затем по горизонтальной пунктирной линии влево до отметки 6.5 л.с. Умножение 6,5 л.с. на 5 (пять ступеней) дает 32,5 л.с. для этого насоса. Также обратите внимание, что насос работает с максимальной эффективностью 80 процентов. При такой эффективности расчетное забойное давление (уравнения 1 и 2) составляет 32,8.

Установка вертикальных турбинных насосов

Глубинные турбинные насосы должны иметь правильную центровку между насосом и силовой установкой. Использование узла головки, подходящего для двигателя и узла колонки / насоса, упрощает выполнение правильной центровки.

Очень важно убедиться, что колодец прямой и ровный. Узел колонны насоса должен быть выровнен вертикально так, чтобы никакая часть не касалась обсадной трубы скважины. К колонне насоса обычно прикрепляются распорки, чтобы насос в сборе не касался обсадной трубы скважины.

Если колонна насоса касается обсадной трубы, вибрация приведет к износу отверстий в обсадной колонне. Смещение колонны насоса по вертикали также может вызвать чрезмерный износ подшипников.

Головка в сборе должна быть установлена ​​на хорошем основании на высоте не менее 12 дюймов над поверхностью земли.Бетонный фундамент (, рис. 7, ) обеспечивает постоянный и беспроблемный монтаж. Фундамент должен быть достаточно большим, чтобы можно было надежно закрепить головку в сборе.

Рис. 7. Рекомендуемое бетонное основание с водоотводной трубой для измерения уровня воды и хлорирования.

Фундамент должен иметь по крайней мере 12 дюймов опорной поверхности со всех сторон колодца. В случае скважины с гравийной набивкой зазор в 12 дюймов измеряется от внешнего края гравийной набивки.

Труба для доступа к скважине диаметром не менее 1,5 дюймов должна проходить через фундамент в обсадную трубу скважины. Труба доступа служит двум целям. Первый — это измерение статического уровня и уровня откачиваемой воды в скважине, а второй — разрешение хлорирования скважины.

Полиэтиленовая трубка диаметром ¾ дюйма с закрытым нижним концом, вставленная в патрубок доступа и доходящая до уровня насоса, значительно упростит измерение уровня воды. В трубке необходимо просверлить небольшие отверстия, чтобы вода могла легко входить и выходить из трубки.

Более подробную информацию о техническом обслуживании скважин можно найти в публикации NDSU «Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев».

Погружные насосы

Погружной насос — это турбинный насос, тесно связанный с погружным электродвигателем, как показано на Рис. 8 . И насос, и двигатель подвешены в воде, что исключает необходимость в длинном приводном валу и держателях подшипников, необходимых для глубинного турбинного насоса. Поскольку насос находится над двигателем, вода поступает в насос через экран между насосом и двигателем.

Рисунок 8. Погружной насос, установленный в скважине.

В погружном насосе используются закрытые рабочие колеса, потому что вал электродвигателя расширяется, когда он становится горячим, и толкает рабочие колеса вверх. Если бы использовались полуоткрытые рабочие колеса, насос терял бы эффективность. Кривая для погружного насоса очень похожа на кривую для глубинного турбинного насоса.

Погружные двигатели меньше в диаметре и намного длиннее обычных двигателей.Из-за своего меньшего диаметра они имеют меньший КПД, чем те, которые используются для центробежных или глубинных турбинных насосов.

Погружные двигатели обычно называют сухими или мокрыми. Сухие двигатели герметично закрыты маслом с высокой диэлектрической проницаемостью для предотвращения попадания воды в двигатель. Мокрые двигатели открыты для колодезной воды, при этом ротор и подшипники работают в воде.

Если циркуляция воды через двигатель ограничена или недостаточна, двигатель может перегреться и выйти из строя.Следовательно, длина стояка должна быть достаточной для того, чтобы узел чаши и двигатель всегда были полностью погружены в воду. Кроме того, обсадная труба колодца должна быть достаточно большой, чтобы вода могла легко проходить мимо двигателя.

Малые погружные насосы (до 5 лошадиных сил) используют однофазное питание. Однако большинству погружных насосов, используемых для орошения, требуется трехфазное электрическое питание. Электропроводка от насоса к поверхности должна быть водонепроницаемой, а все соединения герметичными. Электрическая линия должна быть прикреплена к трубе колонны через каждые 20 футов, чтобы предотвратить ее наматывание на трубу колонны.

Напряжение на выводах двигателя должно быть в пределах плюс-минус 10 процентов от напряжения двигателя, указанного на паспортной табличке. Если в кабеле погружного насоса происходит падение напряжения на 5 процентов, напряжение на поверхности не должно быть менее 95 процентов номинального напряжения.

Поскольку насос находится в скважине, молниезащита должна быть подключена к блоку управления. Удары молнии в скважины с помощью погружных насосов — основная причина отказов насосов.

Вы можете выбрать погружные насосы, чтобы обеспечить широкий диапазон комбинаций расхода и TDH.Погружные насосы диаметром более 10 дюймов обычно стоят дороже, чем глубинные турбины сопоставимого размера, потому что двигатели более дорогие.

Погружные бустерные насосы выпускают многие производители. Эти насосы обычно устанавливаются в трубопроводе горизонтально. Преимущество использования погружного в качестве подкачивающего насоса вместо центробежного — снижение шума. Это желанный атрибут в жилых помещениях и рядом с полями для гольфа.

Погружные устройства также использовались в качестве подкачивающих насосов во всасывающих линиях центробежных насосов.Это приложение используется в ситуациях, когда уровень воды будет значительно колебаться в течение сезона. Наличие погружного устройства во всасывающей линии изменит напор на входе центробежного насоса с всасывающего на положительный.

Пропеллерные насосы

Пропеллерные насосы используются в условиях низкого подъема и высокого расхода. Они бывают двух типов: с осевым потоком и со смешанным потоком. Разница между ними заключается в типе крыльчатки. В насосе с осевым потоком используется крыльчатка, которая выглядит как обычный винт лодочного мотора и по сути является насосом с очень низким напором.

Одноступенчатый гребной насос обычно поднимает воду не более чем на 20 футов. Добавив еще одну ступень, можно получить напор от 30 до 40 футов. В насосе смешанного потока используются полуоткрытые или закрытые рабочие колеса, аналогичные турбинным насосам.

В стационарных установках пропеллерные насосы устанавливаются вертикально, как показано на Рисунок 9 . Для переносных насосных платформ они устанавливаются на прицепах или понтонах для использования в качестве плавучих водозаборов.

Рисунок 9а.Пропеллерный насос с приводом от вала отбора мощности (ВОМ), используемый для перемещения больших объемов воды в условиях низкой подъемной силы.

Рисунок 9б. Пропеллерный насос.

Переносные пропеллерные насосы обычно устанавливаются почти в горизонтальном положении (под малыми углами), что позволяет им легко перекачивать в трубопроводы, а также поддерживать их в источнике воды. Переносные пропеллерные насосы обычно приводятся в действие от коробки отбора мощности (ВОМ) тракторов. На многих фермах пропеллерные насосы используются для откачки лагун для хранения отходов.

Требования к мощности пропеллерного насоса возрастают непосредственно с TDH, поэтому необходимо обеспечить достаточную мощность для приведения насоса в действие с максимальной подъемной силой. Пропеллерные насосы не подходят в условиях, когда необходимо дросселировать нагнетание для уменьшения расхода. Очень важно точно определить максимальную TDH, при которой будет работать этот тип насоса.

Пропеллерные насосы не подходят для работы на высоте всасывания. Рабочее колесо должно быть погружено в воду, а насос должен работать на соответствующей глубине погружения.Глубина погружения будет варьироваться в зависимости от рекомендаций различных производителей, но, как правило, чем больше диаметр насоса, тем глубже погружение.

Соблюдение рекомендуемых значений глубины погружения гарантирует, что скорость потока не снизится из-за завихрений. Кроме того, несоблюдение необходимой глубины погружения может вызвать сильные механические вибрации и быстрое повреждение лопастей гребного винта.

Критерии выбора насоса

Выбор насоса для поливной воды почти полностью основан на соотношении между эффективностью насоса и TDH, который насос будет обеспечивать при определенной скорости потока.Как было показано ранее, эти параметры также являются основой характеристической кривой насоса. Используйте Таблица 2 , чтобы сузить выбор типа насоса для широкого диапазона расходов и общих динамических напоров.

Один элемент, не включенный в значения TDH в таблице 2 , — ​​это высота всасывания. Если ваше приложение должно подавать воду к насосу, вам придется использовать центробежный насос.

Таблица 2. Диаграмма, показывающая наиболее подходящие типы насосов для использования в заданном диапазоне расходов и общих динамических напоров.

Дополнительные источники информации

«Уход и техническое обслуживание ирригационных колодцев», доступная публикация NDSU Extension.

«Center Pivot Design», Ассоциация орошения, Фоллс-Черч, Вирджиния.

MWPS-30, Спринклерные оросительные системы, MWPS, Университет штата Айова, Эймс.

Фото Томаса Шерера

Все о погружных насосах для воды из скважин

В некоторых районах, например, в засушливых или горных ландшафтах, вода из колодцев может быть невероятно глубокой, что затрудняет доступ жителей этих районов к чистой питьевой воде.

В то время как большинство поверхностных насосов ограничены глубиной скважин до 25 футов, а сложные конструкции струйных насосов достигают всего около 120 футов, погружной водяной насос для скважин позволяет пробурить скважины глубиной 400 футов для поиска хорошей воды.

Погружной насос может доставить эту воду на поверхность почти так же легко, как открыть кран на кухонной мойке.

Как работают погружные насосы

Погружные водяные насосы являются развитием скважинных насосов, изобретенных для нефтяного бизнеса примерно в 1920 году.

Хотя эта конструкция все еще используется для перекачки нефти, версия из нержавеющей стали, предназначенная для водяных скважин, не подвергалась доработке до середины 1960-х годов.

Но какая это была доработка. Это сразу сделало питьевую воду доступной по цене во многих частях страны, где неглубокие колодцы не пользовались успехом.

Погружные глубоководные насосы, подобные этой модели мощностью 1 л.с., разработаны для установки внутри стального кожуха колодца и опускания в воду на дно колодца.

Эти насосы имеют цилиндрическую форму и размером с бейсбольную биту.

После бурения водяной скважины насос прикрепляют к пластиковой водопроводной трубе и опускают в обсадную трубу скважины до тех пор, пока он не попадет в воду.

Если насос расположен внизу, а не вверху, воду можно поднимать на многие сотни футов. (Всасывающий насос полагается на атмосферное давление воздуха, чтобы нагнетать воду из скважины в водопроводную трубу и вверх через насос. На уровне земли давление достаточно велико только для подъема воды на расстояние около 25 футов.)

Скважинные напорные / накопительные баки установлены на поверхность, обычно в подвале.Они предназначены для удержания воды, откачиваемой из колодца, для использования в домашних условиях.

Попав внутрь дома, трубопровод заполняет напорный резервуар, который регулируется реле давления. Это реле давления устанавливается на трубе колодца, где оно входит в резервуар.

Когда вода используется в доме, давление внутри резервуара уменьшается, что заставляет реле давления запрашивать дополнительную воду из насоса.

Начинает перекачку и заполняет бак до достижения заданного максимального давления.Затем он отключается, пока давление снова не упадет, и цикл повторяется.

Ранние признаки неисправности

К счастью, о погружных насосах есть много хороших новостей:

• Они долговечны (часто от 20 до 25 лет).
• Они безотказны (большинство насосов в жизни видят только дважды: один раз, когда их опускают в колодец, и один раз, когда их вывозят для замены).
• Они довольно эффективны (поэтому мало влияют на счет за электричество).
• Они тихие (как потому, что они обычно хорошо спроектированы и построены, так и потому, что работают на нескольких сотнях футов под землей).

К сожалению, у этих хороших новостей есть и несколько плохих новостей. Когда насос останавливается, останавливается все, что использует воду, от питья до готовки, стирки, купания и мытья посуды. Поскольку большая часть жизни связана с водой, дом без нее практически непригоден для жизни. Очень важно знать первые признаки отказа насоса.

Реле давления погружного насоса, расположенное на трубе колодца, где он входит в резервуар для хранения, определяет изменения давления воды внутри резервуара.Когда вода выходит из резервуара, давление понижается, и переключатель включает насос для замены воды.

Самый явный признак возможной поломки насоса — это, конечно, когда вы открываете кран, а вода не выходит.

Это определенно может сигнализировать о других проблемах, но проблема может быть в помпе.

В этом случае сначала убедитесь, что автоматический выключатель, защищающий насос, включен. Если нет, включите его и посмотрите, работает ли вода. Если выключатель включен, неисправность может исходить от реле давления на накопительном баке.Это должно быть проверено профессионалом.

Резкие отказы насосов встречаются не так часто, как проблемы с самой скважиной.

В условиях засухи, особенно в конце лета, уровень грунтовых вод в вашем районе может быть особенно низким.

Проверьте это, не используя воду в течение нескольких часов, затем включите воду и проверьте, работает ли она должным образом.

Если это так, значит, колодцу просто нужно время, чтобы пополниться. Уровень грунтовых вод должен снова подняться осенью и зимой, но может снова понизиться.

Один из распространенных способов борьбы с этим — это для бурильщика опускать насос дальше в скважину, где запасы могут быть глубже.

Если вода из колодца начинает выглядеть мутной или слегка мутной, это означает, что в колодце, куда забирается вода, есть осадок.

Это может произойти по ряду причин. Но перекачивание этой воды даже в течение нескольких недель может вызвать серьезное повреждение насоса, потому что песок очень агрессивен.

Это можно исправить, опустив насос глубже в скважину.Если вы не можете очистить осадок, опустив насос, обычно необходимо пробурить новую скважину.

Распыление или разбрызгивание воды из крана может означать, что насос выходит из строя — либо из-за сломанного обратного клапана (клапаны, которые установлены на насосе, которые предотвращают слив воды из скважинной трубы после прекращения подачи), либо из-за трещин в трубах с водой .

Их можно идентифицировать только после того, как скважина будет извлечена. Еще один хороший индикатор неисправности насоса — это счет за электроэнергию, который резко возрастает без видимой причины.Постоянно работающий насос может выйти из строя, как и реле давления на накопительном баке.

Техническое обслуживание и ремонт погружных насосов

Средний домовладелец не может так много обслуживать погружной насос. Любые проблемы, которые действительно возникают, случаются в колодце.

Но есть одна важная работа по техническому обслуживанию, которую может выполнить домовладелец: запланировать проверку системы колодца (насоса, трубы, фитингов, резервуара, реле давления) раз в год или два. Это может стоить около 200 долларов, но должно обеспечить бесперебойную работу между сеансами обслуживания.

Это может быть здорово, что эти насосы так долго находятся вне поля зрения и, следовательно, не о чем вы все время беспокоитесь.

Но когда у них возникают проблемы, большая их часть тоже скрывается из виду, на дне колодца. И для решения этих проблем почти всегда требуется «вытащить колодец», что означает вытащить и вытащить всю водопроводную трубу (которая идет от насоса к поверхности) и насос, который прикреплен к нижнему концу этой трубы.

В зависимости от глубины колодца это может быть большой вес.

Могут ли заядлые мастера сделать эту работу? Да.

А всем остальным следует вызвать бурильщика или сантехника, который специализируется на рытье колодцев. У этих людей есть оборудование, которое делает эту работу намного проще и безопаснее. И что не менее важно, у них есть опыт, чтобы диагностировать существующие проблемы.

Что касается ремонта реле давления, то хотя он несложный, но и не очень интуитивно понятен. Регулировку (или замену) реле давления лучше доверить профессионалу.

Ремонт может быть дорогостоящим в зависимости от обнаруженных проблем.

Если насос неисправен, его замена может стоить много сотен долларов. Большой насос для дома с 3 1/2 ванными комнатами может стоить 1000 долларов.

Если добавить стоимость новой пластиковой трубы, фитингов и уплотнения колодца (+/- 700 долларов США), а также стандартный труд (+/- 700 долларов США), то стоимость может возрасти примерно до 2400 долларов США. Это большой удар для большинства бюджетов.

Но какой бы большой проблемой ни была эта стоимость, неудобства могут быть намного хуже.Знайте признаки неисправной помпы, чтобы не упускать из виду проблемы до того, как они начнутся.

Стив Уилсон владел и управлял своим собственным бизнесом по подряду столярных изделий в Рочестере, штат Нью-Йорк, прежде чем присоединиться к журналу Popular Mechanics, где он был редактором их дома в течение 22 лет. Стив является автором трех книг и отредактировал или переписал 11 книг по различным темам, связанным с обустройством дома, сантехникой и использованием инструментов. Он также является писателем для Home Depot, у которого есть широкий выбор погружных водяных насосов, о которых Стив говорит в этой статье.

Где в колодце все начинается: бытовые водяные насосы

Том Макдермотт и Дэйв Грайзингер

Резюме : Более 1,5 миллиарда человек используют колодцы в качестве основного источника питьевой воды. В Соединенных Штатах Америки 10 миллионов частных колодцев обеспечивают потребности 23 миллионов человек в питьевой воде, воде для стирки, купания и орошения. В этой статье рассматриваются струйные и погружные центробежные насосы с электрическим приводом, а также водные системы, которые обычно доставляют эту воду в развитые страны.

---

В 1940-х годах в Соединенных Штатах электричество в основном стало доступным в сельских районах из-за расширения электрификации сельских районов в рамках Федерального управления по электрификации сельских районов (REA). В результате утомительная работа по перекачиванию и доставке воды из домашних колодцев во многих районах была заменена насосами с приводом от электродвигателя. Вообще говоря, наиболее часто используемые сегодня водяные насосы с моторным приводом представляют собой центробежные насосы и могут быть классифицированы как струйные насосы или погружные скважинные насосы.Струйные насосы расположены над землей и могут быть разделены на струйные насосы для неглубоких и глубоких скважин. Погружные насосы, как следует из их названия, погружаются в колодезную воду.

Струйные насосы для неглубоких и глубоких скважин
Струйные насосы для мелких и глубоких скважин, ограниченные атмосферным давлением, могут поднимать воду на расстояние около 25 футов. Струи из глубоких колодцев наиболее эффективны на глубине около 100 футов. Струйные насосы работают по принципу заполнения вакуума. (Представьте, что вы всасываете соломинку и удаляете воздух, и при этом жидкость поднимается, заполняя созданный вакуум.) Поскольку струйные насосы не перекачивают и не откачивают воздух, они используют воду в системе для перемещения воды из колодца в насос и в бытовую систему водоснабжения.

Струйные насосы забирают воду из колодца путем создания вакуума за счет совместных усилий крыльчатки и диффузора, а также струйного эжектора, который состоит из сопла и трубки Вентури (см. Рисунок 1). По мере того как рабочее колесо выталкивает воду из корпуса насоса, оно вытягивает воду из колодца. Эта вода проходит через сопло, которое сужает поток воды через свое все более узкое отверстие, тем самым увеличивая скорость (скорость) воды и создавая частичный вакуум на конце сопла.Во многих руководствах по эксплуатации насосов это сравнивают с насадкой на садовом шланге. Как только вода проходит через сопло, она перемещается в трубку Вентури большего диаметра, которая замедляет движение воды и увеличивает давление в насосе. Затем вода поступает в корпус насоса, где крыльчатка перемещает часть воды в бытовую систему водоснабжения, в то время как часть воды рециркулирует крыльчаткой и используется для забора большего количества воды из колодца. Эта рециркулирующая вода называется «водопроводная вода».

Обнаружение эжектора
Основное различие между струйным насосом для неглубокой скважины и струйным насосом для глубокой скважины заключается в расположении струйного эжектора.Струйный насос для неглубокой скважины имеет струйный эжектор, прикрепленный к корпусу насоса и расположенный над землей, как и насос. В струйном насосе для глубоких скважин узел струйного эжектора находится внизу в скважине, либо погружен в воду, либо близок к уровню откачки воды.

В типовой установке струйного насоса для глубоких скважин используется двухтрубная система. Одна труба называется давление или забивной трубы, который посылает привод воды из поверхностного насоса (см рисунок 1) к струйной эжекторного сопла, создавая частичный вакуум, который заполняет с колодезной водой.Эта водопроводная вода вместе с колодезной водой течет по второй трубе (всасывающей трубе) к насосу на поверхности. Другой тип установки струйного глубокой скважины называется «упаковщик стиль» и использует корпус скважины, обычно 2 дюйма, в качестве напорной трубы подачи струи пакера сборки плотно подогнаны в скважину обсадной колонны-с приводом воды. Затем скважинная вода и водопроводная вода поступают в поверхностный насос через всасывающий трубопровод, как в двухтрубной установке (см. , рис. 2, ).

Установка струйного эжектора внизу в скважине позволяет глубинному струйному насосу преодолевать ограничения наземного струйного эжектора и 25-футовый предел всасывания.Струи как для неглубоких, так и для глубоких скважин используют обратные клапаны или обратные клапаны в пробуренных скважинах. В заглубленных скважинах с использованием точек в неглубоких скважинах используется обратный клапан рядом с струйным эжектором, в то время как в глубоких скважинах используется обратный клапан в нижней части всасывающей трубы, чтобы поддерживать трубу заполненной водой между циклами насоса (см. Рисунок 2).

Глубина забора воды и способность создавать значительное давление ограничивают производительность струйных насосов. Например, типичный струйный насос для неглубокой скважины мощностью ½ лошадиных сил будет производить только около 8 галлонов в минуту (галлонов в минуту) при высоте всасывания 15 футов при 40 фунтах на квадратный дюйм (psi).Аналогичным образом, типичный струйный насос для глубокой скважины мощностью ½ л.с. будет перекачивать только 5,5 галлонов в минуту с 60-футового уровня воды. Тем не менее, струйные насосы остаются популярными, поскольку в США ежегодно продается более 400 000 единиц (см. , таблица 1, ).

Погружные насосы для водяных скважин
Проще говоря, погружные водяные насосы «выталкивают» воду из скважины, а не «вытягивают» воду, как струйные насосы. Погружные скважинные насосы представляют собой полные блоки с насосной частью, состоящей из ряда соответствующих рабочих колес и диффузоров, называемых ступенями, и присоединенного двигателя для вращения крыльчаток и диффузоров со стороны насоса.Погружной насос погружен в воду вниз в скважину и приводит в движение воды до выпускного трубопровода в резервуар под давлением.

Производительность погружного насоса зависит от производительности и давления. Погружной насос предназначен для подачи определенных потоков при заданном давлении с определенных уровней перекачивания. Конструкция рабочих колес и диффузора определяет производительность и давление на конце погружного насоса. Производительность по большей части зависит от ширины крыльчатки и диффузора.Давление зависит от диаметра рабочего колеса, количества рабочих колес и скорости их вращения. Большинство погружных насосов для жилых домов в США — это 4-дюймовые насосы с 4-дюймовыми двигателями постоянной скорости, работающими со скоростью 3450 оборотов в минуту (об / мин).

Производители насосов обычно разрабатывают свои насосы для работы в диапазонах, таких как 10-25 галлонов в минуту. В пределах этих диапазонов галлонов в минуту будет предложен ряд вариантов двигателей, основанных на правильном сочетании мощности, уровня нагнетания и мощности.Важно помнить, что мощность сама по себе не является определяющим фактором производительности погружного насоса. Выбор насоса исходя исключительно из лошадиных сил — распространенная ошибка.

Электродвигатели для погружных насосов для бытового использования производятся в 2-х или 3-х проводной конфигурации. Двухпроводной двигатель насоса не имеет блока управления с пусковым конденсатором двигателя, а включает пусковой конденсатор в двигателе погружного насоса. Электродвигатель 2-проводного насоса подключается непосредственно к реле давления, а электродвигатели 3-проводного погружного насоса подключаются от скважины к настенному блоку управления с реле и пусковым конденсатором, а затем к реле давления.

Взвешивание плюсов и минусов
Самым очевидным преимуществом погружного насоса по сравнению с струйным насосом является способность обеспечивать более высокую производительность с более глубоких уровней при значительном давлении в бытовой водопроводной системе. Конечно, минусом является то, что погружной насос нужно вытаскивать из скважины для обслуживания; не так с струйным насосом, если только это не установка в глубоком колодце с неисправным струйным эжектором (см. , рис. 3, ).

В национальном масштабе погружные насосы для водяных скважин стали более популярными, чем струйные насосы для установки в жилых скважинах; однако есть области, в которых струйные насосы явно превосходят установки с погружными насосами.Как правило, струйные насосы чаще встречаются в более теплом климате (см. Таблицу 1) и в районах с более высоким уровнем грунтовых вод.

Заключение
Это захватывающее время в индустрии частных систем водоснабжения и насосов для скважин. Поскольку более крупные дома строятся на частных колодцах, с соответственно большими потребностями в водоснабжении, проблемы определения адекватной частной системы водоснабжения никогда не были такими сложными. Совместите повышенные требования к водоснабжению с озабоченностью потребителей качеством воды и водоотведения, и все готово для того, чтобы новые технологии отвечали новым ожиданиям.

Справедливо будет сказать, что современный потребитель не хочет иметь дом своей мечты, где нет муниципального водоснабжения или его частное водоснабжение ограничено. Ожидается, что вы построите дом, который хочет клиент. Задача установщика частной системы водоснабжения состоит в том, чтобы убедиться, что установлены правильный насос и водная система для обеспечения потребностей в воде — подачи и давления — в соответствии с требованиями потребителей к оборудованию для очистки воды, сантехнике и образу жизни.

Благодарность
Авторы хотели бы поблагодарить Франклина Электрик из Блаффтона, Индиана., которая производит более 90 процентов двигателей для погружных насосов, используемых в Соединенных Штатах. Понимание этого двигателя и его характеристик является ключом к поддержанию производительности погружного насоса и устранению неисправностей.

Ссылки

1. Роль грунтовых вод в экономической жизнеспособности Америки, Национальная ассоциация грунтовых вод, 601 Dempsey Road, Westerville, OH 43081, 2001, www.ngwa.org
2. Справочник по водным системам — 11-е издание, Совет по водным системам, 1101 30-я улица, Н.W., Suite 500, Вашингтон, округ Колумбия 20007, 2000, www.watersytemscouncil.org
3. Кленк, Томас, «Водяной насос», «Популярная механика», http: // Popular Mechan-ics.com/home_improvement/how_it_ works /, 1997.
4. Основы работы с насосом, Как работает центробежный насос, А.Ю. McDonald Manufacturing, http://www.aymcdonald.com/GenInfo/Pumps/PumpBasics.pdf, 2000.

Об авторах
Том Макдермотт-младший — президент A. I. McDermott Co. Inc., Ошкош, Висконсин., многофилиальный дистрибьютор колодцев, сточных вод и водоочистных сооружений, насосов, сантехники и оборудования для водяного отопления в Висконсине и Верхнем Мичигане. Он является третьим поколением своей семьи, вовлеченным в частный бизнес по водоснабжению в Висконсине.

Дэйв Грайзингер (Dave Greisinger) — менеджер по продукции водоснабжения компании A.I. McDermott Co. Inc. Он имеет более чем 30-летний опыт работы на рынках водозаборных скважин и водопровода в Висконсине, Мичигане и Миннесоте.

С обоими можно связаться по телефону (920) 231-7080, (920) 231-6041 (факс) или на веб-сайте: www.aimcdermott.com

Максимальное всасывание | Технологический инжиниринг

Генеральный директор Maris Pumps Стив Мозли рассказывает о том, как работает насос с односторонним всасыванием.

Объясняя, как работают насосы с односторонним всасыванием, обычно используется ответ на общий вопрос: «Насколько высоко насос будет всасывать?»

Простой ответ — по крайней мере, теоретически, 10,34 метра. Однако, судя по простым ответам, это не совсем так.

Причина в том, что предел 10,34 м предполагает идеальные условия: насос работает на уровне моря, насос создает идеальный вакуум, вода холодная и во всасывающем шланге отсутствуют потери на трение.

На самом деле фактический предел составляет 7 или 8 метров. Понимание разницы между теоретическим и фактическим пределом происходит из понимания основ работы насоса с односторонним всасыванием.

Во-первых, насосы не «всасывают» — они создают вакуум и полагаются на атмосферное давление, чтобы «протолкнуть» воду по всасывающему шлангу.

Вода течет из зоны высокого давления в зону низкого давления, и внутри насоса создается вакуум.

Перепад давления «поднимает» или «поднимает» воду по всасывающему шлангу.Предел 10,34 м — это точка, в которой вес атмосферы, «выталкивающей» воду по шлангу, равен весу воды в шланге.

Почему реальное ограничение на высоту всасывания составляет 7 или 8 метров?

Поскольку реальные насосы не способны создавать идеальный вакуум, можно рассчитать более реалистичный предел в 7 или 8 метров.

Это точка, в которой вес воды в шланге равен силе разницы между атмосферным давлением и неидеальным вакуумом, создаваемым насосом.

Это показано на схеме, где столбец A представляет собой полую трубку, представляющую всасывающий шланг.

Если один конец трубки открыт для атмосферы (аналогично выключенному насосу), а другой конец погружен в воду, то перепада давления не будет, и сила не будет приложена.

Следовательно, вода не «проталкивается» вверх по трубке. В колонке B верхний конец трубки герметизирован и подвергается действию идеального вакуума (аналогично теоретическому супронасосу), а другой конец погружается под воду, создавая перепад давления, при котором вес атмосферы «толкает» воду. вверх по трубе.

Высота, на которую поднимается вода, и, следовательно, максимально возможная высота всасывания, можно рассчитать следующим образом:

Атмосферное давление на уровне моря = 14,7 фунтов на квадратный дюйм = 1,034 кг / см² (фактически вес атмосферы, действующий на каждый квадратный сантиметр поверхности воды). Давление вакуума внутри герметичной трубки = 0 фунтов на кв. Дюйм = 0 кг / см² (идеальный вакуум). Вес 1 см³ воды = 0,001 кг. (Атмосферное давление — вакуумное давление) / Вес воды. (1,034 кг / см² — 0 кг / см²) / 0.001 кг = 1034 см = 10,34 м.

На самом деле максимально возможная высота всасывания 10,34 м при идеальных условиях никогда не будет достигнута — даже самые эффективные насосы не способны создавать идеальный вакуум, и вам все равно необходимо учитывать потери на трение во всасывающем шланге, температура воды (чем теплее вода, тем меньше высота всасывания) и даже высота (по мере того, как вы поднимаетесь от уровня моря, атмосферное давление уменьшается, эффективно уменьшая количество доступного «толчка»).