Инжекторный насос – лучшее решение для забора воды из глубоких скважин

Содержание

Принцип работы и особенности инжекторного агрегата

Область применения инжекторного агрегата

Конструкция инжекторного прибора

Чем отличается станция для повышения давления воды от инжекторного агрегата

Особенности монтажа инжекторного механизма

Пуско-наладочные работы после монтажа

Как собрать заводской эжектор

Классификация насосных станций в зависимости от типа агрегата

Что такое эжекторный насос

Разновидности насосов с эжекторами

Преимущества и недостатки устройств с эжектором

Что такое струйный насос

Расчёт и подбор струйного насоса

Что такое самовсасывающий вихревой насос

Поверхностные насосы с выносным эжектором

Коротко о главном

Глубина залегания грунтовых вод на обширной территории нашей страны значительно отличается, в зависимости от рельефа и гидрогеологических условий того или иного района.

Таким образом, скважины, пробуренные на частных земельных участках, могут иметь разную глубину. При высоком уровне водяного пласта может быть использовано практически любое оборудование для перекачки питьевой воды. Однако при бурении глубоких скважин потребуется инжекторный насос, устройство которого позволяет забирать воду с больших глубин.

Схема работы инжекторного оборудования

Принцип работы и особенности инжекторного агрегата

Инжекторные агрегаты – это приборы для перекачки жидкости, которые могут использоваться в скважинах глубиной до 25 метров и более. Принцип работы инжекторного прибора основан на разделении моторного отсека, устанавливаемого на поверхности земли, либо в отдельном помещении и вакуумного нагнетателя воды, который находится в точке забора жидкости. Данный прибор имеет следующие особенности, отличающие его от аналогичного оборудования:

• Учитывая, что вода в рабочем трубопроводе прибора циркулирует с разной скоростью, по подающей и возвратной трубам, для предотвращения противотока в устройстве устанавливается обратный клапан.
• Для предотвращения риска перегрева мотора из-за сухого хода, инжекторный насос для воды снабжается автоматическим аварийным выключателем, который активируется в том случае, если уровень воды в трубе падает.
• Оборудование лишено привычного для аналогов всасывающего патрубка, так как он заменён на парные трубы разных габаритов, которые подключаются к эжектору с одной стороны и к рабочей камере – с противоположной.

Оборудование с обвязкой в котельной жилого дома

Если двигатель прибора устанавливается на улице, под него необходимо предусмотреть утеплённый приямок, во избежание его промерзания и выхода из строя в зимний период.

Область применения инжекторного агрегата

Инжекторные насосы применяются на практике во многих системах, где требуется перекачка жидкости. Приобретение и монтаж такого прибора актуален в следующих ситуациях:

• При устройстве глубоких скважин на участках с низким уровнем грунтовых вод.
• При рытье колодцев на даче, если грунт имеют описанные выше гидрогеологические условия.
• Для перекачки воды из открытых водоёмов к месту разбора, при значительных перепадах рельефа и удалённости источника.
• Для наполнения емкостей с питьевой водой, установленных на крышах зданий с целью последующей раздачи потребителям на основе действия гравитационных сил.

Прибор, смонтированный на участке

При правильном подборе насосной станции у владельцев земельных участков полностью решается проблема с водоснабжением, благодаря безотказной работе оборудования подобного типа.

Конструкция инжекторного прибора

Для того, чтобы разобраться, как работают инжекторные насосы, необходимо детально изучить его внутреннее строение и назначение каждой отдельной детали. Принципиальная схема внутреннего устройства всех инжекторных прибооров одинаковая – оборудование состоит из двух основных частей – мотор, работающий от сети переменного тока и всасывающее оборудование, которое обеспечивает перекачку жидкости. Более детальное описание конструкции агрегата представлено ниже:

• Электрический двигатель установленной производителем мощности.
• Основное входное отверстие для воды.
• Второе отверстие для сопла в непосредственной близости от первого.
• Каждое устройство снабжается сливной горловиной, надёжно закрытой герметичной пробкой. С таким приспособлением удобно консервировать оборудование на зиму.

Комплектация инжекторного оборудования

• Неподалёку от точки слива, в верхней части смесительной камеры располагается отверстия для заливки воды перед началом работы. Учитывая необходимость рециркуляции, при заборе воды из источника, агрегату необходимо некоторое количество такой же жидкости для организации её обратной подачи на диффузор.
• Распаечная коробка для управления электропитанием и автоматикой устройства.
• Манометр и реле давления с автоматической функцией блокировки двигателя по достижении необходимого потребителю показателя.
• Накопительный бак-аккумулятор, в который закачивается вода для последующей раздачи по точкам разбора под напором.
• Трубопровод с инжектором на конце, который обеспечивает всасывание жидкости от источника.

Выносной эжектор

При установке агрегата для подъёма воды из скважины следует устраивать кессон с оборудованием и обвязкой как можно ближе к водоносному горизонту. Оптимальное место для монтажа – устройство небольшого приямка прямо над обсадной трубой скважины.

Чем отличается станция для повышения давления воды от инжекторного агрегата

Принцип работы инжекторного прибора для воды основан на смешении двух потоков, движущихся с разными скоростями и передаче кинетической энергии от быстрой струи медленной. Однако, этот агрегат не принимает практически никакого участия в создании давления водяного столба при устройстве внутреннего водопровода в здании.

Таким образом, если владельцу необходимо обеспечить рабочее давление в системе частного дома из нескольких этажей, а встроенный гидроаккумулятор не может его достичь, он внедряет в неё дополнительное устройство. Устройство для повышения давления имеет следующую классификацию:

• Самовсасывающие машины, которые устанавливаются на вводе и позволяют создать давление в любой точке трубопровода.
• Циркуляционные – монтируются в замкнутую систему водопровода или отопления, помогая жидкости перемещаться в трубах с определённой скоростью.

Циркуляционный прибор для повышения давления

При устройстве повысительного оборудования следует учесть его мощность, исходя из гидравлического расчёта каждого замкнутого контура.

Особенности монтажа инжекторного механизма

Следует учесть, что в комплекте к оборудованию прилагается только выносной эжектор для погружения его в скважину или другой источник воды.

Все трубы и шланги потребителю придётся приобретать и монтировать отдельно. При стандартном варианте, подключение и установка оборудования происходит в соответствии со следующим алгоритмом:

• Для основного трубопровода лучше всего приобрести полиэтиленовые или ПНД трубы. Они выдерживают одинаковое давление, имеют похожее соотношение внутреннего и наружного диаметров, однако разница состоит в том, что при первом варианте изделие легко согнуть под нужным углом, а во втором случае придётся использовать специальные фитинги для изменения направления потока.
• Монтаж начинается с основной трубы, по которой в рабочую камеру будет поступать вода из скважины. На её конце фиксируется обратный клапан, после чего вся конструкция присоединяется к боковой поверхности эжектора при помощи муфты.

Монтаж эжектора на трубу

• Для предотвращения попадания в систему песка и других крупных частиц, перед клапаном ставится сетчатый фильтр.
• Следует выбрать длину трубы таким образом, чтобы она минимум на 2 – 3 метра оказалась под водой.
• Вторая труба присоединяется к тому же инжектору, но со стороны его нижней части, к соплу с узкой горловиной, а другой её конец подключается к смесительному резервуару устройства на поверхности.
• Последняя, третья труба предназначена для транспортировки воды в систему водопровода дома, и она монтируется к выходной части эжектора.
• При выборе сечения трубопровода нужно учитывать главный нюанс. Для движения воды в соответствии с уравнением Бернулли, диаметр подающей трубы должен превышать габариты сечения элемента для обратного хода.

Схема сборки заводского эжектора

Когда все трубы присоединены к эжектору, собранная конструкция аккуратно погружается в скважину на нужную глубину. Далее выполняется обвязка самого аппарата, рабочая камера заполняется водой и монтаж завершается.

Пуско-наладочные работы после монтажа

После того, как оборудование смонтировано, необходимо его корректно отрегулировать для длительной бесперебойной работы без поломок и выхода из строя. Данная работы выполняется в соответствии со следующими этапами:

• Оборудование включается в сеть, и двигатель начинает работать, после чего мастер выключает устройство. Данное действие необходимо для проверки рабочего давления в соответствии с показаниями манометра и разницы этой величины в работающем состоянии и после отключения от сети. Нормальный показатель этой разницы должен находиться в интервале от 1,0 до 1,5 бар, а в иных случаях необходимо произвести регулировку прибора.
• Регулировка производится на обесточенном устройстве, после снятия защитного кожуха, внутри которого находится реле давления. На детали присутствует специальный винт с маркировкой Р (давление), поворачивая который изменяется показатель манометра во время работы.

Регулировка давления на реле

• По завершении регулировки, агрегат снова включается в сеть, а мастер ещё раз замеряет показатели давления и разницу. Данная процедура должна повторяться до тех пор, пока разница измерений будет в пределах рекомендуемых значений.
• Далее необходимо проверить герметичность всех соединений, напор в системе от работы мотора и уровень вибрации механизма.

После окончания пусконаладочных работ инжекторный насос для воды можно начинать эксплуатировать в штатном режиме.

Как собрать заводской эжектор

Эжектор – это основной рабочий орган оборудования, который обеспечивает перекачку воды. Он состоит из нескольких деталей которые легко собрать вместе в домашних условиях по предложенной схеме:

• Между концом тройника и элементом сопряжения с трубопроводом должно быть около 2 – 3 мм.
• Штуцер вкручивается в нижний патрубок тройника, а на него сверху фиксируется уголок. При невозможности подобного соединения, штуцер необходимо немного укоротить.
• При фиксации каждого элемента на резьбу следует использовать паклю, ФУМ ленту и герметик для надёжной эксплуатации системы под давлением.

Фиксация резьбового соединения труб

• В случае сборки эжектора с пластиковыми патрубками, мастер должен использовать специальные обжимные цанги, так как резьбовое соединение может оказаться ненадёжным при больших скоростях потока.

Как правило, в комплекте к прибору для перекачки жидкости прилагается подробная инструкции по сборке отдельных его элементов и общему монтажу оборудования.

Классификация насосных станций в зависимости от типа агрегата

Насосные станции, используемые в быту, городских сетях или на промышленных объектах, имеют строгую классификацию. В общем случае, все машины делятся на 2 основных категории:

Объёмные – действие таких машин основано на периодическом изменении объёма рабочей камеры в результате поступательного движения поршневого механизма. Эти агрегаты, в свою очередь, имеют собственную классификацию:

• Возвратно-поступательные, работающие по классическому принципу перемещения поршня, когда рабочая камера соединена как с зоной всасывания, так и выброса.
• Вращательные – всасывание происходит за счёт приведения в действие роторного механизма, соединённого с поршнем.

Агрегат объёмного типа

Динамические – имеют рабочую камеру постоянного объёма, где происходит силовое воздействие потока воды с целью создать зону пониженного давления и последующее движение жидкости. Данный вид агрегатов подразделяется на две основные категории:

• Лопастные, к которым относятся осевые, диагональные и центробежные агрегаты. Принцип работы данных устройств основан на вращении винта с наклонными лопастями, сквозь которые проходит поток жидкости под высоким давлением.
• Машины трения – включающие в себя вихревые, шнековые, струйные, эжекторные, инжекторные и другие самовсасывающие устройства. Все эти устройства устанавливаются на поверхности земли, не соприкасаясь с основным водоёмом. В рабочей камере происходит нагнетание потока воды при помощи крыльчатки или эжекторов, в зависимости от конструкции представленного устройства.

Динамическое устройство для перекачки жидкости

В бытовых условиях объёмные агрегаты практически не применяются по причине сложности их конструкции, больших размеров для обеспечения амплитуды перемещения поршня, а также из-за высокой цены. Что касается динамических устройств, то практически каждый частный дом, имеющий автономную системы водоснабжения, укомплектовывается таким устройством.

Что такое эжекторный насос

Эжекторный прибор – это устройство для перекачки жидкости, принцип действия которого основан на практическом применении закона Бернулли. В герметичной смесительной камере устройства происходит смешение двух потоков воды, движущихся с разными скоростями. Агрегат имеет следующие особенности конструкции:

• Сопло в виде цилиндра с конусом на конце для резкого усиления напора. В соответствии с уравнением Бернулли, при сужении сечения трубопровода, давление в струе падает, а скорость потока возрастает. Таким образом, в этом месте образуется разрежение, что способствует всасыванию.
• Рядом с соплом расположен всасывающий патрубок, через который в тело агрегата поступает поднимаемая из скважины жидкость. Для снижения скорости потока транспортируемой воды, диаметр данного элемента несколько больше, чем конусное отверстие в сопле.

Эжекторное оборудование для воды

• Смесительный резервуар – два потока воды с разными скоростями попадают в данное пространство, смешиваясь между собой, что способствует передаче кинетической энергии.
• По мере смешивания двух струй, камера переполняется, и поток устремляется на высокой скорости к горловине устройства, где скорость её движения возрастает.
• Горловина заканчивается узким диффузором, сечение которого позволяет произвести монтаж оборудования к основному трубопроводу системы водоснабжения. При прохождении воды через этот конусообразный элемент, давление в агрегате снижается, а поток набирает скорость.

Как правило, данный аппарат применяется довольно редко, так как его КПД колеблется в пределах от 30% до 50%. Это приводит к необходимости закладывать в проект системы оборудование с заведомо большей мощностью, а его использование вызовет перерасход электроэнергии. Именно поэтому, для глубинных скважин инженеры рекомендуют использование погружных агрегатов, КПД которых значительно выше.

Принцип действия эжекторного агрегата

Разновидности насосов с эжекторами

Эжекторные агрегаты представлены в широкой продаже 3 основных типов, каждый из которых имеет свои отличительные особенности при схожем принципе действия:

• Паровые – в рабочей камере откачивается воздух, что образует разрежение и область пониженного давления, а обратный клапан не даёт атмосферным газам снова заполнить пространство. При низком давлении происходит эффект всасывания, что и приводит жидкость в движение.
• Пароструйные – в теле прибора в результате работы образуется пар, который с силой вылетает из конусообразного сопла, увлекая за собой частички жидкости сквозь специальный латунный цилиндрический канал, монтируемый вокруг основного диффузора.
• Газовые – применяется в тяжёлых промышленных установках, так как для разрежения рабочей среды требуется природный газ, движущийся под очень высоким давлением.

Для обеспечения работы бытового дачного водопровода, чаще всего, применяются обычные паровые установки различной мощности. Каждый из таких агрегатов снабжается гидроаккумулятором для нагнетания рабочего давления в систему.

Эжекторная насосная станция

Преимущества и недостатки устройств с эжектором

Все эжекторные устройства позволяют быстро поднять воду с большой глубины путём передачи кинетической энергии от быстрого потока медленному, благодаря рециркуляции рабочей среды. Таким образом, при устройстве оборудования на дачном участке, в системе водоснабжения всегда будет хороший напор, что повышает удобство при эксплуатации. Однако оборудование имеет некоторые минусы в отличие от аналогичного оборудования для перекачки жидкости:

• Невозможность включения прибора в режиме сухого хода – перед началом работы необходимо проводить подготовительные процедуры для обеспечения рециркуляции.
• Эжектор, погружаемый в толщу водоносного горизонта имеет значительные габариты – 10 см и более, что приводит к дополнительным расходам на обустройство скважины и обсадной трубы.
• Значительная часть мощности силового агрегата уходит на разгон жидкости для её круговорота в системе, что снижает общий КПД устройства.
• Несмотря на простоту устройства и монтажа, агрегат включает в себя сложные механизмы заводской сборки, из-за чего его стоимость значительно выше, чем у более примитивных аппаратов.

Монтаж оборудования на дачном участке

Если говорить о цене, сравнивая её с погружным насосом для подъёма воды с большой глубины, то оборудование окупает себя за несколько лет из-за низкого износа основных рабочих деталей.

Что такое струйный насос

Понятие струйного насоса является собирательным термином для инжекторного и эжекторного агрегатов. В общем случае, принцип действия струйных устройств основан на транспортировке жидких веществ по трубе переменного сечения – с диффузором на конце. На рынке представлены 2 типа струйных насосов:

• Водоструйный агрегат, в которых процесс нагнетания давления обуславливается обменом импульсами между двумя потоками жидкостей, движущихся с разной скоростью.
• Пароструйные компрессоры – принцип действия аналогичен предыдущему варианту. Вместо воды рабочей средой является пар, который также поступает в смесительную камеру по двум патрубкам с разными давлениями и скоростью движения.

Пароструйный агрегат

Вне зависимости от типа и конструкции эжекторных или инжекционных насосов, выбор потребителя падает на них из-за простоты в ремонте и обслуживании, несмотря на низкий коэффициент полезного действия при эксплуатации.

Струйные насосы имеют следующие преимущества перед другими устройствами для перекачки жидкостей:

• Аппараты надёжны и неприхотливы в эксплуатации, служат продолжительное время, не требуют капитального ремонта, а также периодического сервисного обслуживания.
• Работа струйных насосов практически никак не зависит от негативного воздействия агрессивной среды.
• Монтаж оборудования не требует специальных навыков и инструментов.

Заводской эжектор с диффузором

Главное отличие струйных приборов от конкурентов – полное отсутствие движущихся и соприкасающихся между собой деталей, помимо мотора, из-за чего они обладают повышенной износостойкостью.

Расчёт и подбор струйного насоса

Ввиду того, что струйные аппараты имеют низкий КПД, к их подбору необходимо подходить с особым вниманием, так как отсутствие запаса мощности уже смонтированного агрегата может привести к проблемам с перекачкой воды из скважины. Подбор оборудования осуществляется по результатам сложного гидравлического расчёта в соответствии со следующим алгоритмом:

• В основу расчёта закладываются 2 базовых параметра – глубина скважины, либо удалённость источника водоснабжения, а также инженерные нагрузки на систему, в зависимости от количества потребителей и точек разбора в доме.
• Расчёт начинается с определения теоретического напора вдоль всасывающей траектории.
• Далее происходит подбор наиболее приемлемого КПД, в резервуаре для смешивания потоков по табличным значениям.

Принцип правила Бернулли

• При помощи уравнения, описывающего смешение турбулентных потоков жидкости, определяется отношение скоростей в двух всасывающих трубопроводах.
• Из той же формулы вычисляются скорости эти потоков по методу пропорции.
• Далее определяется увеличенная скорость при выходе потока жидкости из диффузора камеры смешения.
• Подставляя 3 значения скоростей потока, находится главный параметр оборудования – коэффициент эжекции, который помогает определить требуемый объём подачи рабочей жидкости или пара.
• В завершении расчёта, находится КПД эжектора, помогающий точно определить мощность насоса и, соответственно, коэффициент полезного действия всей установки.

При известном КПД в гидравлике существуют формулы, помогающие найти диаметры сечений патрубков, требуемую длину камеры смешения и диффузора на выходе. По результатам расчёта и определении всех требуемых параметров, эти данные сравниваются с техническими характеристиками конкретного оборудования в торговой точке.

Ассортимент насосного оборудования

Что такое самовсасывающий вихревой насос

Самовсасывающие насосы представляют собой приборы для транспортировки жидкости с глубины до 10 метров, при расположении двигателя и прочих рабочих элементов на поверхности земли. Эжекторные и инжекторные насосы также относятся к данному типу насосов, однако на рынке также встречаются вихревые машины аналогичного действия, чей принцип работы и конструкция, в отличие от инжекционных насосов, имеют следующие особенности:

• Крыльчатка, называемая импеллером, расположенная внутри рабочей камеры при включении устройств, начинает вращаться, пропуская сквозь себя потоки воды при помощи радиальных пластинчатых захватов. Таким образом, перед входящим патрубком возникает зона разрежения, и вода стремится снова её заполнить, в результате чего обеспечивается её подъём с глубины.
• Рабочее колесо установлено в камере таким образом, что между стенками и крыльчаткой остаётся зазор, куда скатывается лишняя вода, закручиваясь там в вихри, что усиливает кинетическую энергию потока.

Самовсасывающий вихревой прибор

Большим преимуществом такого оборудования, в отличие от эжекторных и инжекторных насосов для воды, является возможность их непродолжительной работы в сухом режиме, например, при наличии воздушной пробки в водоносном горизонте на дне скважины. Среди недостатков таких устройств, как, и во всех самовсасывающих агрегатах, можно выделить низкий КПД, который чаще всего не превышает 45%.

Поверхностные насосы с выносным эжектором

Расположение эжектора сильно влияет на эксплуатацию насоса и особенности его монтажа в систему водоснабжения частного жилого дома. Несмотря на то, что встроенный в основной насос элемент надёжно защищён от грязи и других воздействий окружающей среды, выносной эжектор также имеет свои преимущества:

• При погружении детали в толщу грунтовых вод, забор воды можно производить с больших глубин в то время, как на моделях с встроенным эжектором установлен предел высоты подъёма жидкости 8 – 10 метров.
• Поток, проходящий на большой скорости сквозь эжектор, издаёт сильный шум и вибрацию, а при погружении этот негативный фактор пропадает, так как толща водной среды гасит все колебания.
• Выносная деталь может находиться на значительном расстоянии от насоса – в пределах 40 – 50 метров, что позволяет забирать воду на полив из соседнего водоёма.

Выносной эжектор перед погружением в скважину

• При устройстве внешнего эжектора пропадает необходимость расположения основной станции в непосредственной близости от скважины, и её можно смонтировать в котельной самого дома, например, в подвале.
• Выносной элемент особенно эффективен при его установке в соответствии со схемами монтажа инжекторных приборов для хлораторных установок.

Из недостатков таких приборов следует отметить, что для устройства системы рециркуляции потребуются дополнительные трубы большой протяжённости, и это отразится на стоимости системы. К тому же, для того, чтобы протолкнуть жидкость на большие расстояния, необходимо использовать более мощный электродвигатель.

Укомплектованная скважина на частном земельном участке

Коротко о главном

Инжекторные насосы для скважины применяются в системе автономного водоснабжения частных жилых домов в случае, если уровень грунтовых вод оказался слишком низким, и владельцу участка приходится забирать воду со значительных глубин. В других ситуациях от такого оборудования лучше отказаться, так как оно затрачивает слишком много энергии на обеспечение рециркуляции внутри самой системы для подъёма воды.

Монтаж эжекторов, патрубков и самого мотора с гидроаккумулятором достаточно прост и, при правильно проведённой регулировке, эксплуатация оборудования может продолжаться много лет без необходимости проведения ремонта.

Если вы когда-либо сталкивались с работой инжекторных агрегатов на своём дачном участке, делитесь с другими читателями своими советами и комментариями к данной статье.

Эжекторный насос (с эжектором) для воды: принцип действия

Содержание   

1. Как выбрать тип насоса?
2. Какой принцип действия эжектора для насоса?
   1. Принцип работы эжектора (видео)
3. Какие разновидности эжекторных насосных станций?
   1. Встроенные устройства
   2. Внешние устройства
4. Как подключать эжектор?

Многие владельцы частных домов или же садовых участков часто задумываются об обустройстве системы автономного водоснабжения. Однако далеко не все знают, каким образом это лучше всего сделать.

Многие специалисты рекомендуют использовать эжекторный насос для обустройства водоснабжения.

1 Как выбрать тип насоса?

Система автономного водоснабжения может быть установлена практически в любом частном доме и на любом садово-огородном участке. Единственной проблемой в данном случае будет являться глубина, на которой залегают воды. Если вода в заранее подготовленной скважине находиться на глубине семи метров, то никаких трудностей с ее добычей возникнуть не должно. В данном случае подойдет насосная установка абсолютно любой модели.

Устройство и принцип работы внутреннего эжектора

Совсем по-другому дело обстоит с теми скважинами, где вода находится на более глубоком уровне. В данном случае может быть использован исключительно насос с выносным эжектором. Препятствием для функционирования эжекторного водяного насоса будет являться атмосферное давление, уровень прочности отдельных элементов самого насоса для воды с эжектором.

Для осуществления процесса поднятия воды с большой глубины следует применять так называемый пароэжекторный вакуумный насос либо же в несколько раз увеличить размеры или же массу поверхностного водяного насоса с внешним эжектором. Однако это может привести к выходу пароэжекторного водяного насоса из строя.
к меню ↑

2 Какой принцип действия эжектора для насоса?

Эжекторные насосы обладают предельно простой конструкцией. Состоят они из следующих элементов:

1. Сопло.
2. Диффузор.
3. Смеситель.
4. Всасывающая камера.

Сопло эжекторного насосного устройства представляет собой патрубок, имеющий узкий конец. Принцип действия эжектора для водяного насоса заключается в мгновенном ускорении водного потока, вытекающего из сопла. В соответствии с законами физики водяной поток, который обладает высокой скоростью, оказывает наименьшее воздействие на атмосферу. Вода из сопла поступает во внутренний смеситель, где происходит ее разделение по границам. В результате такого разделения в смеситель начинает подаваться вода из камеры.

После этого центробежный поток воды подаётся через диффузор далее по трубам. То есть в эжекторе водозаборной установки осуществляется процесс передачи энергии из среды, обладающей наибольшей скоростью, к среде, обладающей наименьшей скоростью.

Эжектор является частью трубопровода, который проходит от скважины к насосу. Та часть воды, которая была поднята на поверхность скважины, через определенное время начинает поступать обратно в скважину, а именно к эжектору, в результате чего происходит образование линии циркуляции.

Вырвавшись из сопла на большой скорости, вода уводит вместе с собой часть воды из скважины, таким образом, в водопроводной системе обеспечивается дополнительная разрядка. Вследствие этого насосы затрачивают гораздо меньшее количество энергии для поднятия воды с глубины.

Схема монтажа двух типов эжекторных насосов

Благодаря специальному вентилю, устанавливаемому на так называемой циркуляционной линии, может осуществляться процесс регулировки объема воды, который подается обратно в водозаборную систему, и тем самым придает дополнительную эффективность водозаборной системе.

Излишки воды, не принимавшие участие в процессе циркуляции, эжекторные насосы передают потребителям, устанавливая таким образом уровень продуктивности всей эжекторнойнасосной станции. Это помогает обходиться двигателями с наименьшим уровнем мощности, а также менее массивной водозаборной частью.

Кроме того, эжекторы помогают существенным образом облегчить процесс запуска насосной системы, благодаря им даже малый объем воды может создавать в водопроводной системе достаточное разряжение, тем самым инициируя процесс первоначального водозабора, чтобы система не работала, что называется, вхолостую.
к меню ↑

2.1 Принцип работы эжектора (видео)

к меню ↑

3 Какие разновидности эжекторных насосных станций?

Эжекторы на водозаборную установку могут быть установлены 2 способами. Первый подразумевает, что эжектор является одним из составляющих элементов конструкции насосной станции. Во втором случае эжектор является внешним узлом. Выбор конкретного варианта будет зависеть, прежде всего, от требований, которые предъявляются к водозаборной установке.
к меню ↑

3.1 Встроенные устройства

Этот вариант подразумевает, что создание напора для эжектора осуществляется в самой установке. За счет этого можно существенным образом сократить габариты насосной установки. Насосные станции со встроенным эжектром являются почти невосприимчивыми к нахождению в воде различного рода мелких частиц.

То есть, в фильтровании воды нет необходимости. Данная разновидность водозаборных установок применяется, главным образом, для забора воды с глубины, которая составляет более восьми с половиной метров. Позволяет создавать напор необходимой мощности чтобы обеспечить садово-огородный участок больших размеров, где вода используется преимущественно для поливки.

Подключение эжекторного насоса

Однако насосные станции со встроенными эжекторами обладают таким недостатком как повышенный уровень шума в процессе работы. По этой причине не рекомендуется устанавливать данную разновидность водозаборных установок в непосредственной близости от жилого здания.

Лучше всего если такая установка будет смонтирована в отдельном подсобном помещении. Электрический двигатель для данной разновидности насосных установок следует подбирать таким образом, чтобы он мог обеспечивать необходимую систему циркуляции воды.
к меню ↑

3.2 Внешние устройства

При использовании внешнего эжектора отдельно от водозаборной установки должен быть установлен дополнительный бак сбора воды. В таком баке будет создаваться необходимый для функционирования системы напор и дополнительная разрядка, что, в свою очередь, существенным образом уменьшит степень оказываемой на насосную установку нагрузки. Сам же внешний эжектор следует подсоединять к погружаемой части водопроводной системы.

Для обеспечения нормального функционирования внешнего эжектора в скважине необходимо будет проложить две трубы, однако это может наложить определенного рода ограничения на допустимый диаметр. Данное конструктивное решение, несмотря на то, что снижает коэффициент полезного действия водопроводной системы примерно на тридцать пять процентов, позволяет выкачивать воду с глубины до пятидесяти метров и значительно сократить степень шума в процессе работы насосной установки.

Водозаборная станция с внешним эжектором может быть расположена непосредственно внутри частного дома. К примеру, в различного рода помещениях подвального типа. При этом расстояние от скважины может быть от двадцати до сорока метров.

На степень эффективности это не оказывает абсолютно никакого влияния. Именно этим и объясняется столь широкая популярность данной разновидности водозаборных станций среди населения. Все оборудование располагается в одном месте, от чего существенным образом увеличивается эксплуатационный период, значительно упрощается процесс осуществления различного рода профилактических работ и настройки водопроводной системы.
к меню ↑

4 Как подключать эжектор?

Если вы используете внутренний эжектор, то есть он является одним из составляющих элементов конструкции водозаборной станции, то процесс монтажа системы практически ничем не будет отличаться от монтажа водозаборной установки без эжектора.

В таком случае вам достаточно будет всего лишь подсоединить водопровод от скважины к всасывающему отверстию, после чего выполнить процесс обустройства напорной линии с соответствующим оборудованием в виде аккуммуляторных батарей, а также прочих автоматических устройств, которые необходимы для обеспечения функционирования системы.

Эжекция

Если вы используете водозаборную установку с внешним эжектором или же водозаборную установку, в которой внутренний эжектор должен быть закреплен отдельно, то к вышеописанной процедуре подключения будут добавлены еще два этапа:

1. Первый этап подразумевает прокладку дополнительной трубы, которая необходима для циркуляции воды от линии напора водозаборной установки к входному отверстию эжектора.
2. На втором этапе осуществляется процесс подсоединения к всасывающему отверстию водозаборной станции специального патрубка с грубым фильтром и обратным патрубком.

При наличии необходимости в линию циркуляции воды может быть встроен специальный вентиль, который предназначается для настройки системы. Это будет выгодным в том случае, если уровень воды в скважине превышает тот, на который рассчитана водозаборная установка. Можно уменьшать мощность напора, подаваемого на эжектор, таким образом увеличивая мощность напора в водопроводной системе.

Некоторые устройства водозаборных станций обладают заранее встроенным вентилем для осуществления такой настройки.

 Главная страница » Насосы

Насос-форсунки и насосные станции

Насос-форсунки и насосы

Магди К. Хайр, Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : В системах впрыска насос-форсунка и насос-форсунка отдельный насос обслуживает каждый цилиндр двигателя. Когда-то система с насос-форсунками могла развивать самое высокое давление впрыска среди всех типов систем впрыска. В то время как были разработаны усовершенствованные системы насос-форсунок с электронным управлением с возможностью многократного впрыска и регулирования скорости, насос-форсунки постепенно заменяются технологией Common Rail.

• Введение
• Система насос-форсунки
• Насосная установка

В системах с насос-форсунками (UI) и насосами-насосами (UP) каждый цилиндр двигателя обслуживается отдельным насосным элементом впрыска или насосом высокого давления, расположенным в непосредственной близости от цилиндра. Системы с насосным агрегатом (UP) позволяют использовать короткие топливопроводы высокого давления за счет расположения насоса рядом с форсункой. Объединение насосного элемента и форсунки в один узел, как в системах с насос-форсунками (UI), позволяет полностью исключить эти линии. Исключение или уменьшение длины топливопроводов высокого давления в системах впрыска UI/UP дает два преимущества:

• Уменьшение проблем с динамикой трубопровода : проблемы с динамикой трубопровода в системах насос-форсунок/насосных насосов вызывают меньше проблем, чем в их аналогах насос-линия-форсунка (P-L-N). Возможность суперпозиции волн, которая беспокоила системы P-L-N, вызывая повторные инъекции и способствуя задержке инъекции, значительно снижается. Тем не менее, следует отметить, что проблемы с динамикой трубопровода, возникающие в узких каналах насос-форсунок, все же могут модулировать скорость впрыска 9.0027 [371] .
• Более высокое давление впрыска : система UI традиционно имеет самое высокое давление впрыска среди всех типов систем впрыска. В начале 2000-х системы UI могли выдерживать давление 200 МПа по сравнению со 160 МПа в системах Common Rail. С тех пор пиковые значения давления впрыска в системе UI/UP выросли до 250 МПа для некоторых приложений 2007 модельного года.

Что касается давления топлива, следует отметить, что давление в системе впрыска топлива Common Rail также возросло, а в некоторых системах достигло или превысило давление, доступное в системах UI/UP. Хотя нет никаких технических причин, препятствующих дальнейшему росту давления UI/UP, производители двигателей все чаще используют системы Common Rail в приложениях, в которых традиционно доминируют системы UI/UP. По этой причине системы UI/UP, скорее всего, не претерпят существенного развития за пределами их текущих пиковых давлений около 250 МПа.

Обе системы UI и UP приводятся в действие распределительным валом двигателя. В одной общей конструкции механической системы управление подачей топлива обычно достигалось вращением насосного элемента (плунжера) так же, как это делается в системах P-L-N. С внедрением электроники в дизельные двигатели были разработаны системы с электронным насосом-форсункой (EUI) и с электронным насосом-насосом (EUP). В них используется переливной клапан с электромагнитным управлением для контроля подачи топлива.

Благодаря наличию топливопроводов насосную систему можно отнести к варианту системы впрыска P-L-N. Однако конструкция систем насос-форсунок и насос-форсунок часто одинакова, что делает удобным обсуждение этих систем вместе. На самом деле, некоторые производители предлагают свои системы впрыска как в версии UI, так и в версии UP (сравните рисунок 4 и рисунок 11).

Коммерческое применение насос-форсунок началось в 1930-х годах на Winton (дочерняя компания GM) и дизельных двигателях GM. Winton продолжал поставлять двигатели Electro-Motive Corporation (EMC), в то время как GM передала производство дизельных двигателей своему Detroit Diesel Division. Линейка двухтактных двигателей Detroit Diesel Corporation является одним из наиболее известных применений технологии насос-форсунок. С 1930-х до середины 1980-х годов компания Detroit Diesel использовала механические насос-форсунки. В 1985, двухтактный двигатель Detroit Diesel Series 92 стал первым дизельным двигателем большой мощности, в котором используется насос-форсунка с электронным управлением [2151] . С момента введения электронного управления насос-форсунки продолжали развиваться, достигая более высокого уровня сложности. Эволюция легких и тяжелых машин шла разными путями.

Возможно, самой передовой конструкцией насос-форсунки для легких условий эксплуатации является инжектор PPD, который некоторое время производился Volkswagen Mechatronic (совместное предприятие Volkswagen и Siemens VDO), начиная с 2004 года, для приложений Euro 4 2006 модельного года. В этом инжекторе использовался пьезоэлектрический привод, и он мог выполнять до 2 пилотных и 2 вторичных впрыска в дополнение к основному впрыску. Однако это произошло в то время, когда системы Common Rail уже прижились в малотоннажных автомобилях и быстро набирали популярность. Инжектор PPD не мог конкурировать с системами Common Rail и был снят с производства вскоре после его запуска. Начиная с 2007 года он был заменен на Common Rail для приложений Евро 5. С тех пор системы Common Rail стали предпочтительным выбором для двигателей малой грузоподъемности, а насос-форсунки быстро исчезают из новых конструкций двигателей.

Электронные насос-форсунки продолжали развиваться для тяжелых условий эксплуатации. Эволюция некоторых из этих конструкций описана в статье о системах впрыска в двигателях HD. Вершиной конструкции насос-форсунок для тяжелых условий эксплуатации являются двухклапанные конструкции форсунок Delphi E3 и Caterpillar MEUI-C для двигателей, отвечающих стандартам выбросов на дорогах Агентства по охране окружающей среды США 2007 года. В то время как эти усовершенствованные конструкции насос-форсунок имеют такие возможности, как формирование скорости и многократный впрыск, системы Common Rail для тяжелых условий эксплуатации эволюционировали до такой степени, что они заменяют насос-форсунки во многих новых конструкциях двигателей для рынков с самыми строгими стандартами выбросов. Чтобы облегчить этот переход, производители оборудования для впрыска топлива разработали системы Common Rail, которые можно легко установить на платформы двигателей, изначально предназначенные для систем с насос-форсунками или насосами-насосами, что позволяет избежать необходимости в совершенно новой конструкции двигателя.

###

Принцип работы дизельного топливного насоса высокого давления

Топливный насос высокого давления бывает трех типов: встроенный, распределительный, монококовый. Независимо от того, что это за продукты, самая важная часть — это насос. Количество, давление и время работы топливного насоса должны быть очень точными и автоматически регулироваться в зависимости от нагрузки. Топливный насос высокого давления — это деталь, требующая тонкого и сложного производственного процесса. В настоящее время топливные насосы для дизельных двигателей общего назначения в стране и за рубежом производятся несколькими мировыми профессиональными заводами.

   

Принцип работы

Ознакомиться с принципом работы насосов с корпусом рядного ТНВД.

Источник питания необходим для работы ТНВД. Кулачковые диски в нижних частях насосов приводятся в движение шестернями коленчатого вала двигателей.

 

Плунжер является ключевым компонентом топливного насоса высокого давления. Если взять в качестве метафоры медицинские инъекторы, то съемная заглушка аналогична поршню, а цилиндр можно назвать гильзой поршня. Сборка пружины внутри цилиндра с одной стороны плунжера, поэтому другая сторона будет касаться распределительного вала. Плунжеры будут перемещаться вверх и вниз внутри плунжерных втулок каждый раз, когда распределительные валы поворачиваются на один оборот. Это основное движение плунжера ТНВД.

   

Плунжеры и плунжерные втулки являются очень точными деталями. На корпусе плунжера имеется наклонная прорезь, а на втулке плунжера — всасывание. Всасывание заполнено дизельным топливом. Дизельное топливо поступает в гильзу плунжера, когда наклонная щель плунжера находится на всасывании. Таким образом, плунжер толкается распределительным валом выше. При достижении определенной высоты наклонная щель отшатнется от всасывания, и оно закроется. В этой ситуации дизельное топливо больше не может двигаться, пока плунжер поднимается выше и давит на дизельное топливо. Как только давление топлива достигнет определенного диапазона, односторонний клапан откроется. Следовательно, топливо будет проходить через форсунку и поступать в камеру сгорания цилиндра.

 

Следует отметить, что все дизельные двигатели оснащены впускными и возвратными маслопроводами. Работу впускной трубы понять несложно, а как насчет трубы возврата масла? Это связано с тем, что в цилиндр поступает только часть дизельного топлива, несмотря на некоторое количество дизельного топлива, выбрасываемого плунжерами. Остальное сливается через отверстие для возврата масла. Более того, двигатель регулирует количество впрыскиваемого топлива посредством регулирования выбрасываемого топлива.

 

Поршень будет двигаться вниз после достижения верхней точки. Затем наклонная щель снова встретится с всасыванием, и дизельное топливо будет засасываться в плунжерную втулку. Начинается новый цикл. Каждая плунжерная система рядного ТНВД соответствует одному цилиндру. В рядном ТНВД есть четыре цилиндра, для которых требуется всего четыре плунжерных системы. Это делает продукты, которые будут предлагаться в больших размерах. Обычно они используются в автомобилях среднего или большого размера. Например, в дизельных двигателях автобусов и грузовиков обычно используются встроенные впрыскивающие насосы.

 

Топливные насосы высокого давления, применяемые в дизельных двигателях автомобилей и легковых автомобилей, как правило, распределительного типа. Они отличаются небольшими размерами, малым весом, меньшим количеством компонентов и простой конструкцией. В этом типе насоса используется один или два комплекта плунжерной системы для подачи дизельного топлива и подачи его в топливные форсунки.

 

На рабочем колесе установлены две группы плунжеров.