Эжектор для насосной станции

Устройство типового дренажного насоса

Способность перекачивать воду с мелким гравием, большим включением песка, органических остатков – весьма полезное качество, когда нужно откачать воду после затопления или осушить пруд. Дренажные агрегаты рассчитаны на работу в подобных условиях, но превышение нагрузки нередко приводит к поломкам.

Познакомиться с внутренним наполнением аппарата лучше сразу после покупки, чтобы представлять, какие детали могут выйти из строя в случае засорения или поломки. Для этого не обязательно вскрывать корпус или производить разборку – достаточно изучить схему, которая прилагается к инструкции по подключению и обслуживанию прибора.

Всасывающее отверстие насосного узла может иметь различное расположение: у погружных моделей оно находится в нижней части и снабжено фильтрующей сеткой

Аппараты для частного использования на дачных участках не отличаются большой мощностью или сложной начинкой. В отличие от тяжелого промышленного оборудования, они компактные, относительно легкие (средний вес – 3-7 кг), состоят из стальных или пластиковых деталей, хотя для производства промышленных моделей и некоторых бытовых до сих пор используют чугун.

Главные составные части погружного механизма – насосный узел, качающий воду, и электродвигатель, вращающий вал с лопастями. Двигатель находится внутри прочного корпуса, который выполнен из нержавеющей стали или из усиленного полипропилена и является двойным. Между наружными и внутренними стенками циркулирует вода, препятствуя охлаждению.

Современные модели оснащены термозащитой, срабатывающей при перегрузке устройства. К осевому валу прикреплена крыльчатка – винтовое устройство, подающее жидкость внутрь корпуса. При включении агрегата крыльчатка начинает вращаться, забирать снаружи воду и проталкивать ее вдоль стенок к выпускному отверстию. На смену первой порции воды приходит следующая – и так до остановки механизма.

Регулирует периодичность работы поплавковый выключатель. Он следит за уровнем жидкости в резервуаре или естественном водоеме, при его резком снижении выключает аппарат в автоматическом режиме.

Схема, объясняющая принцип работы поплавкового выключателя: поплавок в силу действия физических законов держится на поверхности воды, которая опускается в процессе откачки вместе с ним. При достижении нижнего предела поплавок отдает команду на отключение агрегата

Как видите, устройство дренажного насоса достаточно простое, и если вы когда-нибудь разбирали и чистили погружной колодезный насос, то справитесь и с этой категорией оборудования. Немного отличается фекальный агрегат, имеющий дополнительный узел для размельчения слишком крупных частиц.

Исправление погрешности в работе

Прежде чем приступать к более серьезному вмешательству в работу оборудования необходимо принять самые простые меры — прочистить фильтры, устранить протечки. Если они не дали результатов, тогда приступают к дальнейшим шагам, пытаясь выявить первопричину.

Следующее, что необходимо предпринять — настроить давление в баке гидроаккумулятора и отрегулировать реле давления.

Ниже приводятся самые распространенные нарушения в работе бытовой насосной станции, которые пользователь может попытаться решить самостоятельно. При более серьезных проблемах необходимо обращаться в сервисный центр.

Нарушение правил эксплуатации

Если станция беспрерывно работает, не выключаясь, вероятной причиной является неправильная регулировка реле — выставлено высокое давление выключения. А также случается, что двигатель работает, но станция воду не качает.

Причина может крыться в следующем:

При первом запуске насос не был заполнен водой. Необходимо исправить ситуацию, залив воду через специальную воронку.
Нарушена целостность трубопровода или образовалась воздушная пробка в трубе или во всасывающем клапане. Для обнаружения конкретной причины необходимо убедиться, что: приемный клапан и все соединения герметичны, по всей длине всасывающей трубы нет изгибов, сужений, гидравлических затворов. Все неисправности устраняют, при необходимости заменяют поврежденные участки.
Оборудование работает, не имея доступа к воде (на сухую). Необходимо проверить, почему его нет или выявить и устранить иные причины.
Засорен трубопровод — необходимо очистить систему от загрязнений.

Бывает, что станция очень часто срабатывает и выключается. Скорее всего это происходит из-за поврежденной мембраны (тогда необходимо заменить ее), или же в системе отсутствует требующееся для работы давление. В последнем случае необходимо измерять наличие воздуха, проверить бак на наличие трещин и повреждений.

Перед каждым запуском необходимо через специальную воронку залить воду в насосную станцию. Она не должна работать без воды. Если есть вероятность работы помпы без воды, следует приобретать насосы-автоматы, оборудованные контролером потока

С меньшей вероятностью, но может случиться, что открыт и заблокирован обратный клапан из-за попадания мусора или постороннего предмета. В такой ситуации придется разобрать трубопровод в районе возможного засорения и устранить проблему.

Неполадки в действии двигателя

Двигатель бытовой станции не работает и не издает шума, возможно, по следующим причинам:

Оборудование отключено от питания или отсутствует напряжение в сети. Необходимо проверить схему подключения.
Перегорел предохранитель. В таком случае нужно заменить элемент.
Если не удается провернуть крыльчатку вентилятора — значит, ее заклинило. Необходимо выяснить почему.
Повреждено реле. Его нужно попытаться отрегулировать или, если не удастся, заменить новым.

Неполадки в работе двигателя чаще всего вынуждают пользователя воспользоваться услугами сервисного центра.

Проблемы с напором воды в системе

Недостаточный напор воды в системе можно объяснить несколькими причинами:

Давление воды или воздуха в системе выставлено на недопустимо-низкое значение. Тогда необходимо настроить работу реле в соответствии с рекомендуемыми параметрами.
Трубопровод или рабочее колесо насоса заблокировано. Очистка элементов насосной станции от загрязнений, возможно, поможет решить проблему.
В трубопровод попадает воздух. Проверка элементов трубопровода и их соединений на герметичность сможет подтвердить или опровергнуть эту версию.

Плохая подача воды бывает также обусловлена тем, что происходит втягивание воздуха из-за неплотных соединений водопроводных труб или уровень воды упал настолько, что при ее заборе закачивается воздух в систему.

Плохой напор воды может создавать ощутимый дискомфорт при использовании водопроводной системы

Выбор встроенный или внешний

Итак, встроенные эжекторы обычно помещают внутри корпуса насоса или в непосредственной близости от него. В результате эжектор занимает минимум места, и его не придется отдельно устанавливать, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или собственно насоса.

Кроме того, расположенный в корпусе эжектор надежно защищен от загрязнений. Разрежение и обратный забор воды производится прямо в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры, чтобы защитить эжектор от засорения частицами ила или песком.

Однако следует помнить, что максимальную эффективность такая модель демонстрирует на небольших глубинах, до 10 метров. Насосы со встроенным эжектором рассчитаны на такие относительно неглубокие источники, их преимущество в том, что они обеспечивают отличный напор поступающей воды.

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема – повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины.

Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

Выносной или внешний эжектор устанавливают на некотором расстоянии от насоса, и это расстояние может быть довольно значительным: 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель в 50 метров. Таким образом, выносной эжектор можно поместить прямо в источнике воды, например, в скважине.

Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Наличие еще одной трубы в скважине лучше предусмотреть на стадии проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет производиться забор воды для рециркуляции.

Такой бак позволяет уменьшить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив некоторое количество энергии. Стоит отметить, что эффективность работы внешнего эжектора несколько ниже, чем у встроенных в насос моделей, однако возможность значительно увеличить глубину забора заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости помещать насосную станцию непосредственно возле источника воды. Ее вполне можно установить в подвале жилого дома. Расстояние до источника может варьироваться в пределах 20-40 метров, на производительности насосного оборудования это не отразится.

Причины поломки дренажных насосов

Сломаться может как новое оборудование, так и прослужившее не один год. Только что купленный аппарат может выйти из строя из-за производственного дефекта, допущенного при сборке: поврежденного поршня или неправильно подсоединенного клапана.

Часто поломки случаются по причине неумелого монтажа, если:

опустили агрегат на недостаточную глубину;
допустили попадание воздуха в отсек для забора воды;
водозаборное отверстие находится над водой и не покрыто жидкостью.

Эти недочеты легко исправить простой проверкой, но лучше их не допускать.

На схеме установки дренажного погружного насоса, кроме расположения основного оборудования, можно увидеть монтаж напорной трубы с обратным клапаном и задвижкой

Чаще всего проблемы возникают в процессе эксплуатации оборудования. Производителем задаются контрольные параметры, в рамках которых необходимо действовать (они заявлены в техническом паспорте изделия). Если оборудование использовать неправильно, не по назначению, оно просто не выдержит нагрузки.

Например, для дренажного аппарата является нормой перекачка грязной воды. Это значит, что проблемы могут возникнуть, если начать перемещать чистую питьевую воду (для которой предназначены скважинные и колодезные модели). Напротив, слишком крупные загрязнения забивают фильтры, вследствие чего работа насоса приостанавливается.

Также неприятности ожидают, если оборудование работает вхолостую, в «сухом» режиме – обязательно случится перегрев, который не всегда можно исправить самостоятельно. В результате оплошности дело может закончиться дорогим сервисным ремонтом.

Отсутствие профилактики, редкие технические осмотры также могут стать причиной поломки. Многих неприятностей можно избежать, предупредив их заменой одной из деталей или элементарной чисткой.

Профилактические меры и регулярное обслуживание

Как видите, причиной износа деталей может стать и неминуемый износ, и нарушение правил эксплуатации оборудования. Чтобы аппарат служил дольше, старайтесь следовать рекомендациям производителя. Например, располагайте корпус так, чтобы всасывающее устройство находилось на определенном расстоянии от основания резервуара и не захватывало частички крупной фракции.

Хотя бы раз в году проверяйте исправность кабеля и внутренних частей, разобрав корпус насколько это возможно. Производите профилактическую чистку, которая увеличит срок службы деталей в несколько раз. Не путайте дренажное устройство с фекальным – оно не имеет специального измельчителя и не справляется с перемещением крупных включений.

Принцип работы

Чтобы понять, что такое эжектор, и узнать его принцип работы, необходимо изучить назначение основных составляющих прибора. Он состоит из следующих конструктивных частей:

Патрубок с узким концом, называемый сопло . Вода, протекающая через сопло, приобретает большое ускорение и выходит из этого устройства на большой скорости. Для чего это нужно? Всё дело в том, что поток воды на большой скорости оказывает не такое большое давлению на окружающие плоскости.
Смесительное устройство . Вода из сопла попадает в это приспособление. Здесь происходит значительное разряжение всего объёма жидкости.
Всасывающая ёмкость . Под влиянием разряжения в смесителе во всасывающую камеру начинает поступать вода из скважины. После этого смешанный поток жидкости попадает в следующий элемент – диффузор.
Диффузор . Из этой части конструкции жидкость продвигается дальше по трубопроводу.

По описанным выше деталям эжектора и их назначению можно понять принцип работы данного агрегата. Кратко принцип действия этого прибора можно описать, как передачу кинетической энергии от водной среды с более высокой скоростью водной среде с низкой скоростью.

Эжектор можно установить своими руками. Он монтируется в трубопроводе, проложенном от скважины к насосному приспособлению. Принцип работы агрегата таков, что часть жидкости, поднятая на поверхность, опускается обратно в гидротехническое сооружение к эжектору. Таким образом, формируется линия рециркуляции. В ходе такой работы вода вырывается из сопла с мощной скоростью и уводит за собой часть жидкости из скважины, создавая дополнительное разряжение в трубах. Благодаря такому принципу работы насосное оборудование тратит намного меньше мощности на подъём воды с большой глубины.

Для регулировки объёмов жидкости, возвращающейся обратно в систему, на линии рециркуляции устанавливается специальный вентиль. Благодаря ему можно регулировать эффективность работы всей системы.

Преимущества насосов эжекторного типа:

нет необходимости в выборе агрегата с мощным двигателем;
насосная часть не будет такой массивной;
это обеспечит меньшее потребление электроэнергии и продолжительную работу насосного оборудования;
благодаря эжектору облегчается запуск всего насосного оборудования, поскольку небольшое количество воды создаёт в трубах достаточное разрежение.

Что такое эжектор и зачем он нужен

Конструкция эжектора не отличается высокой сложностью, его основными элементами являются:

Сопло. Представляет собой цилиндрический патрубок, имеющий на конце конусное сужение. Согласно закону Бернулли, при уменьшении сечения трубопровода давление в нем становится ниже, а скорость проходящего потока увеличивается. Таким образом, происходит движение транспортируемого потока с высоким давлением в область низкого (подсос) и одновременно выталкивание его струей воды, движущийся с большой скоростью (передача кинетической энергии).
Всасывающий патрубок. Через данный элемент эжектора в него поступает транспортируемая жидкость, обычно его диаметр превышает размеры входного патрубка сопла.
Камера смешения. В данном узле происходит столкновение двух потоков, при этом основному передается кинетическая энергия от вспомогательного.
Горловина. После смешивания двух потоков, жидкость поступает в суженую часть, где ее скорость увеличивается.
Диффузор. Элемент имеет конусообразное расширение на конце, в результате чего давление жидкости на выходе возрастает, а скорость потока снижается. Сечение диффузора рассчитано на подсоединение к нему напорного трубопровода стандартного диаметра.

Рис. 3 Центробежный насос – внутреннее устройство

Применение эжектора в бытовых насосных станциях оправдано лишь в исключительных случаях — при его использовании в зависимости от глубины погружения всасывающего патрубка КПД падает на 50 — 70%, что приводит к неоправданному перерасходу электроэнергии. Поэтому для забора воды с больших глубин все используют погружные электронасосы и бурят под них специальные скважины. Это эффективнее еще и потому, что КПД погружных насосов выше, чем поверхностных, которые тратят часть своей энергии на всасывание и подъем столба воды до рабочего колеса (соотношение 65% к 50%).

На рынке насосного оборудования все же встречаются поверхностные центробежные электронасосы со встроенными или выносными эжекторами, и чтобы ответить на вопрос, для чего нужен эжектор в насосной станции, следует рассмотреть варианты его использования:

Засушливое лето или долгое время погода без осадков. В этом случае статический уровень воды в колодце или скважине понижается, и при отметке более 9 м от поверхности обычный центробежный поверхностный насос не сможет ее поднять. В данной ситуации можно подсоединить выносной эжектор и пользоваться источником некоторое время с потерей производительности до подъема статического уровня.
Если происходит разовый интенсивный водозабор. Ситуация может возникнуть, если неглубокий источник имеет малый дебит (скорость пополнения), а необходимо поднять большой объем воды, к примеру, для бани, наполнения емкостей для полива и других хозяйственных нужд в частном доме, приводящий к падению уровня.
Эксплуатационное опускание зеркала воды в источнике. Любая скважина на песке имеет невысокий срок службы и со временем заиливается, такая же проблема возникает и у колодцев, поэтому статический уровень воды в них падает. Установка эжектора позволит поднимать воду из глубин более 9 метров до прочистки источника или решения проблем другими методами.

Рис. 4 Эжекторные насосные станции

Принцип действия

Эжектор конструктивно очень простое устройство. В его составе можно выделить следующие основные компоненты:

сопло;
всасывающая камера;
смеситель;
диффузор.

Сопло представляет собой патрубок, конец которого имеет сужение. Жидкость, истекающая из сопла, моментально ускоряется, вырываясь из него на огромной скорости. Согласно закону Бернулли поток жидкости с большими скоростями оказывает меньшее давление на окружающую среду. Струя воды из сопла попадает в смеситель, где создает значительное разряжение по своим границам.

Под действием этого разряжения в смеситель начинает поступать вода из всасывающей камеры. Далее объединенный поток жидкости через диффузор поступает дальше по трубам.

Фактически в эжекторе происходит передача кинетической энергии от среды с большей скоростью к среде с меньшей скоростью. Как это можно использовать в сочетании с насосом?

Эжектор включается в состав трубопровода, идущего от скважины к насосу. Часть воды, которую поднимает на поверхность, возвращается обратно в скважину к эжектору, образуя линию рециркуляции. Вырываясь с огромной скоростью из сопла, она уводит за собой новую порцию воды из скважины, обеспечивая дополнительное разряжение в трубопроводе. Насос в результате тратит меньше энергии для подъема жидкости с большой глубины.

С помощью вентиля, установленного на линии рециркуляции, можно регулировать объем воды, поступающий обратно в систему забора воды, и тем самым настраивать эффективность всей системы.

Избыток жидкости, незадействованный в работе рециркуляции, подается от насоса к потребителю, определяя продуктивность всей станции. В результате можно обойтись меньшим по мощности двигателем и не столь массивной насосной частью, которая прослужит дольше и будет потреблять меньше энергии.

Эжектор также облегчает запуск системы, относительно небольшой объем воды способен создать в трубопроводе достаточное разряжение и инициировать первоначальный забор воды, чтобы насос не работал продолжительное время вхолостую.

Выбор: встроенный или внешний?

В зависимости от места установки различают выносные и встроенные эжекторы. Большой разницы в конструктивных особенностях этих устройств нет, но расположение эжектора все же влияет некоторым образом и на монтаж насосной станции, и на ее работу. Итак, встроенные эжекторы обычно помещают внутри корпуса насоса или в непосредственной близости от него.

В результате эжектор занимает минимум места, и его не придется отдельно устанавливать, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или собственно насоса. Кроме того, расположенный в корпусе эжектор надежно защищен от загрязнений. Разрежение и обратный забор воды производится прямо в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры, чтобы защитить эжектор от засорения частицами ила или песком.

Выносной эжектор для насосной станции установить сложнее, чем внутреннюю модель, но этот вариант создает гораздо меньший шумовой эффект

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема — повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Внешний эжектор не столько повышает производительность насоса, сколько призван увеличить глубину забора воды из источника, которая может достигать 20-45 м

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома. Однако этот тип устройства следует подключать к системе с помощью рециркуляционной трубы, по которой вода будет возвращаться к эжектору. Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Принцип работы

Для организации работы обычного домашнего водопровода применяются насосные станции (НС) с гидроаккумулятором. Пуск и останов насоса в таких системах осуществляется посредством реле давления. Это устройство, настроенное на определенный диапазон давления в трубе, замыкает контактную группу при его минимальном значении и размыкает при максимальном.

Чтобы насос не включался каждый раз, как только кто-либо из жильцов откроет кран (частые включения сокращают срок службы двигателя), к водопроводу подключается гидроаккумулятор. Из названия понятно, что этот резервуар нужен для создания запаса воды, но он накапливает не только ее.

Часть гидроаккумулятора занята имеющим избыточное давление воздухом, который подпирает закачанную воду (она находится во второй части) и создает тем самым необходимый напор в сети. Как только запас воды будет израсходован, давление в водопроводе упадет и реле запустит насос.

Список источников