Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Конструктивные особенности

Винтовой насос для скважин состоит из цилиндрического или конического корпуса и мотора, прикрепленного к фланцу через уплотнительные шайбы. Внутри кожуха расположен рабочий вал, имеющий конфигурацию шнека.

При вращении рабочего элемента жидкость подается к выходному отверстию; герметичные уплотнения не допускают обратного стока воды. За счет этого достигается постоянство давления в системе водоснабжения и рабочей камере помпы. Производительность устройства зависит от угла закрутки шнека и частоты вращения ротора электрического двигателя.

Встречаются насосы с двигателем, интегрированным в корпус. Привод питания проходит через герметичный канал к обмоткам статора; в конструкции изделия предусматривается масляный бак для автоматической смазки подшипников шнека и ротора мотора.

Подача воды в полость насоса производится через сетчатую решетку, смонтированную вокруг корпуса шнека. Напорный штуцер позволяет подсоединить гибкий резиновый рукав, который подключается к накопительному баку системы водоснабжения.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества
Схематическое изображение устройства скважинного винтового насоса

Для работы насоса требуется опустить оборудование в рабочую среду; допускается применение помпы в колодцах или скважинах. При затягивании воздуха глубинный насос начинает изнашиваться; автоматика обеспечивает отключение привода шнека.

Оборудование позволяет подавать не только воду, но и перекачивать нефтепродукты или растворы, содержащие примеси агрессивных веществ (при условии применения в конструкции помпы материалов, устойчивых к воздействию химикатов).

Конструкция оборудования допускает перекачивание воды с примесями в виде песка или ила. Посторонние частицы подаются вместе с жидкостью в напорный рукав, а затем отделяются в отстойнике или при помощи фильтрующего элемента. На заборном патрубке помпы устанавливается фильтр грубой очистки, не пропускающий крупные камни или волокна водорослей.

Насосы шнекового типа подразделяются на изделия стандартного типа и узлы для глубинной установки. Стандартные устройства используются для установки в колодцы или в скважины, пробуренные до водоносных слоев из песчаного грунта. Помпы отличаются уменьшенными габаритами и весом (диаметр корпуса не превышает 250 мм); конструкция предусматривает подачу воды с глубины 20-25 м.

Если на участке имеется артезианская скважина, то в нее устанавливается устройство глубинного типа. Изделие имеет удлиненный шнек, способный создавать повышенное давление. Оборудование отличается увеличенной производительностью, но усложнение конструкции негативно влияет на стоимость насоса. Глубинные помпы позволяют подавать воду из скважин глубиной 150-200 м и более.

При выборе типа изделия владелец учитывает параметры имеющегося или строящегося гидротехнического сооружения. При подборе учитывается глубина залегания и объем воды, необходимый для снабжения объекта. Дополнительными критериями выбора являются мощность и тип электрического двигателя, используемого для привода шнека.

Винтовые насосы относятся к объемным роторно-зубчатым аппаратам. Приборы отличаются высокой устойчивостью к механическим нагрузкам и агрессивному воздействию химических веществ, что позволяет использовать их при работе со всеми видами жидкостей, включая загрязненные и промышленные стоки. Насосы способны перекачивать воду с песком без риска засорения или выхода из строя. В отличие от поверхностных моделей, винтовые аппараты нуждаются в полном погружении под воду.

Сфера использования шнековых насосов весьма широка. Устройства нашли свое применение на предприятиях пищевой промышленности. С их помощью осуществляется перекачивание вязких субстанций, таких как сгущенное молоко и жидкое тесто. Аппараты активно эксплуатируются в газовых, нефтяных и артезианских скважинах, при обустройстве фонтанов и домашнего водопровода, для заполнения накопительных емкостей и бассейнов.

Работа агрегатов осуществляется на глубине от 8 метров, ротор вращается со скоростью 6 тысяч оборотов в минуту, а давление жидкости на выходе составляет от 4 до 25 атмосфер, в зависимости от предназначения насоса и количества винтов.

Шнековые насосы обладают очень большим ресурсом выработки, высокой прочностью и долговечностью. Это позволяет использовать их не только для домашних нужд, но и в качестве откачивающего оборудования на крупных объектах добывающей и перерабатывающей промышленности. Производительность моделей варьируется от 1500 до 6000 литров в час.

Когда буровые работы окончены и оборудована внутренняя часть скважины, нужно приступать к монтажу насосного оборудования. Установка винтовых насосов осуществляется следующим образом:

  1. Напорный шланг подсоединяют к винтовому насосу при помощи хомутов.
  2. Для опускания оборудования на необходимую высоту нужно прикрепить к корпусу металлический трос или капроновый шнур. Нижняя часть корпуса оснащена специальной проушиной.
  3. Погружают оборудование в скважину и верхнюю часть крепят к балке, которая должна быть установлена на поверхности над скважиной.
  4. К управляющему узлу подключают электрический кабель и осуществляют пробный запуск насосной станции.

Чтобы продлить эксплуатационный срок оборудования, важно ознакомиться с особенностями эксплуатации. Как правило, они в себя включают температуру рабочей среды, состав и концентрацию твердых частиц в жидкости, стабильность подачи электроэнергии. Если агрегат не оснащен фильтром для грубой очистки жидкости, нужно ее приобрести и установить, это предотвратит образование засоров.

Двигатель насоса и редуктор

В качестве привода винтового насоса, чаще всего, используются асинхронные электрические двигатели закрытого типа. Мощность электродвигателя может достигать 15-20 кВт, а частота вращения вала варьируется от 300 до 1500 оборотов в минуту. Многие производители винтовых насосов могут предложить насос с электродвигателем, который оснащён частотным преобразователем.

В случае если частотный преобразователь стандартного образца, то он, как правило, крепится на вертикальной части тележки, на которой находится сам винтовой насос. Это сделано для тех случаев, когда одним насосом необходимо перекачивать жидкость с разных емкостей. В случае когда нет необходимости в передвижении насоса его устанавливают стационарно и в таком случае используют частотные преобразователи с беспроводным блоком управления.

Как правило, все винтовые насосы в своей конструкции оснащены понижающими редукторами. Редуктор является связующим звеном между двигателем и механической частью. Он служит для изменения числа оборотов приходящих от электродвигателя к самому насосу. Понижающий редуктор уменьшает количество оборотов и увеличивает крутящий момент.

Иногда встречаются редукторы, которые могут изменять направление вращения вала электродвигателя. Величина крутящего момента очень важна, когда перекачиваемая жидкость имеет большую вязкость и плотность. Конструктивно редуктор состоит из нескольких зубчатых колёс, которые находятся в последовательном зацеплении друг с другом, при том, что диаметр колеса со стороны электродвигателя всегда меньше, чем диаметр колеса со стороны насосной части.

Наиболее важной характеристикой в данном случае является передаточное отношение. Она показывает, во сколько раз вырос крутящий момент и во сколько раз уменьшились обороты передаваемые электродвигателем. Производители винтовых насосов предлагают мотор-редукторы с различным передаточным отношением, которые подходят практически под любую задачу.

При подборе мотор-редуктора следует придерживаться следующего правила: чем вязкость и плотность перекачиваемого продукта выше, тем выше должно быть передаточное отношение, ведь именно в этом случае будет высокий крутящий момент и ниже угловая скорость рабочего органа насоса. Насос сможет забрать вязкую жидкость из емкости в рабочую камеру, не перегружая электродвигатель.

Кроме электрических двигателей на винтовых насосах устанавливают пневматические двигатели, работающие от сжатого воздуха. Они, как правило, встречаются у бочковых вертикальных насосов и по своей конструкции напоминают пневмодвигатели центробежных бочковых насосов.

Виды винтовых насосов погружные и поверхностные

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Бурение скважины на участке около загородного дома закончено. Следующий вопрос, встающий перед собственником – выбор насоса, который был бы способен максимально эффективно доставать и передавать воду пользователям. Оптимальное решение – приобрести погружной насос для скважины. Эта статья поможет определиться с моделью и основными характеристиками устройства.

Устройство для подъема воды из скважины

Водяные погружные насосы для скважин выбираются на основании:

  • типов устройства, различающихся по принципу действия;
  • параметров скважины;
  • технических характеристик оборудования.

Как выбрать устройство, максимально подходящее для скважины на загородном участке? Прежде всего, требуется определиться с видом насоса.

Все погружные насосы по принципу действия можно разделить на несколько типов:

  • центробежные;
  • вихревые;
  • вибрационные;
  • винтовые.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Погружной центробежный насос для скважины работает за счет создания турбулентного потока путем вращения диффузоров.

Принцип работы погружного насоса центробежного типа

Центробежные насосы просты в использовании и не требуют специального обслуживания. Стоимость оборудования относительно небольшая. Однако устройство обладает и негативными сторонами, к которым можно отнести:

  • необходимость установки дополнительного фильтра на дне скважины. Насосы центробежного типа очень чувствительны к попаданию в устройство различных примесей и/или мелких частиц;
  • вводить устройство в эксплуатацию требуется, предварительно наполнив насос водой. Работа насоса «в сухую» приведет к поломке оборудования.

Одной из разновидностей центробежных устройств являются дренажные насосы, способные перекачивать как чистую, так и слегка засоренную воду.

Погружной скважинный насос вихревого типа поднимает воду за счет смешивания воздуха, подаваемого в камеру через специальный патрубок и рабочей жидкости.

Принцип работы погружного насоса вихревого типа

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Принцип действия вибрационного насоса основан на движении штока за счет электрического тока.

Устройство погружного насоса вибрационного типа

Преимуществами вибрационного насоса являются:

  • пониженные требования к качеству воды. Устройство способно перекачивать воду с незначительными примесями без ущерба для изнашивания;
  • высокая надежность, достигаемая простотой конструкции.

Наряду с существенными преимуществами оборудования, есть и недостатки устройства, к которым относятся:

  • вибрация, создаваемая насосом негативно отражается на стенках скважины. Если стенки не закреплены специализированными материалами, то они постепенно разрушаются;
  • небольшая рабочая глубина.

Погружной скважинный насос винтового типа состоит из корпуса (статора), внутри которого вращается спиралевидный ротор. При вращении ротора вода понимается из скважины и подается в трубопровод.

Устройство и принцип работы погружного насоса винтового типа

Винтовые насосы способны поднимать воду с глубины 40 – 50 м, но из-за повышенного трения, создаваемого внутри конструкции, оборудование требует периодической очистки и замены рабочих деталей.

Подбор погружного насоса должен основываться и на параметрах скважины, которые можно получить из технического паспорта сооружения, оформленного после изготовления или измерить самостоятельно при помощи груза и длинной веревки. К основным параметрам, имеющим значение при выборе насоса, относятся:

  • глубина, определяемая как расстояние от поверхности земли до дна скважины. Этот показатель необходим для определения напора устройства;
  • диаметр скважины необходим для определения диаметра оборудования. Насос не должен касаться стенок скважины, но и не должен иметь слишком малый диаметр, так как это влияет на производительность устройства;
  • дебет скважины. Показатель определяет объем воды, который можно поднять из скважины в единицу времени. Правильное определение дебета влияет на выбор мощности насоса. Превышение мощности над дебетом может привести к «высушиванию» источника воды;
  • статистический и динамический уровни воды. Статистический уровень определяет постоянное количество жидкости в скважине. Динамический уровень рассчитывается исходя их постоянного потребления. Эти показатели важно учитывать при выборе насоса для определения уровня погружения.

Основные параметры скважины, влияющие на подбор насоса

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Технические характеристики насоса, на которые следует обратить внимание при выборе погружного насоса, заключаются в следующих параметрах:

  • производительность оборудования. Этот параметр показывает, какой объем жидкости может перекачать насос за определенную единицу времени. Производительность может рассчитываться в м³/час. Расчет производительности определяется исходя из норм потребления и установленных в доме сантехнических приборов на основании разработанных специалистами норм расхода;

Установленные специалистами нормы воды для работы определенного оборудования

  • высота напора, на которую насос может поднять воду. При расчете показателя следует учитывать глубину скважины и длину трубопровода, причем 10 м длины увеличивают показатель высоты на 1 м. Для обеспечения дополнительного резерва полученный показатель рекомендуется увеличить на 5 – 12 м. Например, глубина скважины 10 м. Для водоотведения применяется трубопровод длинной 20 м. минимальный напор насоса должен составлять 10 20/10 10=22 м.

Хороший погружной насос для скважины должен удовлетворять всем необходимым требованиям.

Чтобы определить какой лучше насос, также рекомендуется опираться и на дополнительные параметры, к которым можно отнести:

  • качество воды. Если вода содержит большое количество примесей, то целесообразнее приобретать устройство, оснащенное дополнительными фильтрами или измельчителями;
  • способы запуска оборудования. Если скважина расположена вблизи дома, то насос можно включать руками. Если скважина располагается в значительном удалении от строений, то лучше приобрести погружной насос для скважины с автоматикой, то есть устройство будут работать в зависимости от расхода воды;
  • стоимость оборудования. Не рекомендуется приобретать дешевые устройства, так как в случае с погружными насосами действует знаменитая поговорка «скупой платит дважды».

Установка погружного насоса в скважину не вызывает проблем даже у неопытного пользователя. К каждому устройству прилагается подробная инструкция по монтажу и использованию оборудования.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Монтаж оборудования происходит по следующей схеме:

  1. на первом этапе необходимо приобрести все комплектующие: насос, трубу, по которой будет подниматься вода, трос для крепления, дополнительный электрический кабель, обратный клапан, если он не входит в комплект насоса;
  2. перед установкой надо собрать конструкцию в единое целое. Работы начинаются с установки обратного клапана, предотвращающего обратный ход жидкости;
  1. далее устанавливается переходник для трубы. Все соединения необходимо уплотнить при помощи фум-ленты;
  2. на следующем этапе подсоединяется труба, предназначенная для подъема воды их скважины;
  3. через каждые 80 – 100 см к трубе фиксируется питающий кабель. Сделать это можно при помощи изоляционной ленты или специализированных хомутов;
  1. прикрепляется стальной трос, поддерживающий насос в скважине;

Собранная конструкция, готовая к установке в скважину

  1. насос опускается в скважину до ранее определенного уровня;

Правильное расположение насоса внутри скважины

  1. подключается электропитание;
  2. на верхнюю часть скважины устанавливается оголовок, предотвращающий ее загрязнение.

Более подробно с процессом установки скважинного насоса можно познакомиться, посмотрев видео.

К выбору и установки скважинного насоса следует отнестись с предельным вниманием. Неправильный выбор оборудования, также как и некорректный монтаж, приведет к неработоспособности всей системы подачи воды.

К преимущественным особенностям винтовых насосов относятся:

  • возможность откачивать разные по качеству жидкости;
  • высокая мощность и производительность системы при соблюдении всех правил эксплуатации;
  • отсутствие громких звуков и посторонних шумов во время работы агрегата;
  • простота в обслуживании.

Возможность работать с разными жидкими средами – один из самых важных показателей при выборе установки. Шнековые водяные насосы не чувствительны к твердым примесям, содержащимся в воде, в отличие от центробежных и ручных насосов. Они работают с вязкими и сильнозагрязненными жидкостями, производительность при этом не утрачивается.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Еще одно весомое преимущество оборудования – его компактные размеры. Как правило, это погружные насосы, размеры которых не превышают диаметра скважины. Корпус чаще всего имеет цилиндрическую форму, в диаметре редко превышает 12-15 см.

Мощность и производительность зависит от скорости вращения шнека: чем больше оборотов, тем, следовательно, больше производительность. Стандартные модели, предназначенные для бытовых нужд, способны поддерживать уровень воды в системе на отметке 1500-2000 л/ч.

Несмотря на большое количество достоинств, у оборудования есть и недостатки:

  • высокая стоимость;
  • отсутствие возможности работать «вхолостую»;
  • фиксированный объем работы.

Отдавая предпочтение этому виду насосного оборудования, покупатель  заплатит несколько сотен долларов. При желании сэкономить, можно обратить внимание на отечественных производителей, которые заслужили доверие потребителей. Беламос, Водомет, Малыш – насосы, адаптированные под российские условия.

Винтовые насосы не имеют аналогов при откачке из скважины питьевой воды с высокой концентрацией вредных примесей.

Модификации:

  • погружные или глубинные – помещаются внутрь скважины на гибком тросе.
  • поверхностные скважинные – монтируются на поверхности земли и их целесообразно использовать для создания насосных станций.

Популярные модели винтовых насосов:

  1. Водолей – используется в скважинах с диаметром прохода не менее 100 мм. Выпускается в двух модификациях – НВП 0,32-32 и НВП 0,32-63. Производительность – около 0,32 x 10 -3м 3/с, напор – до 63 метров, масса – 12 и 17 кг.
  2. Беламос – выпускаются бытовые модели серий 3SPи SP. Все они имеют корпус из нержавеющей стали. Насосы серии 3SP предназначены для подачи воды из скважин с внутренним диаметром от 80 мм. Номинальный напор до 40 метров, производительность до 1,5 м³/ч, длина кабеля не менее 15 м. Насосы серии SP предназначены для индивидуального водоснабжения дач и загородных домов. Диаметр скважины не менее 4 дюймов. Производительность 1,7-1,8 м³/ч, напор 95-150 метров, длина силового кабеля 20 м.
  3. Unipump ECO VINT выпускаются 3 модификаций. Один из лучших водяных насосов для частного дома – автономного водоснабжения, полива огорода и дачного участка. Предназначен для скважин с диаметром не менее 85 мм. Напор до 90 метров, производительность до 33 л/мин, комплектуется кабелем длиной 20 метров. Подача воды осуществляется за счет вращения рабочего винта в резиновой обойме. Отсутствие ведомого винта упрощает обслуживание насоса и повышает его надежность и долговечность.
  4. Sprut ZGD предназначен для перекачки сравнительно чистой воды. Корпус насоса выполнен из чугуна, Шнек и ведущий вал из нержавеющей стали. Торцевые уплотнения из керамографита, мощность двигателя 750 Вт, производительность – 3,6 м³/ч. В комплекте с гидроаккумулятором ZGD используется в качестве надежной насосной станции для бесперебойного снабжения водой потребителей.

Механическая часть

Основными составляющими механической части винтового насоса можно считать ротор (1), статор (2), корпус насоса (3), корпус подшипников (4), механическое уплотнение (5) и карданное соединение (6). Все эти детали последовательно соединены друг с другом и находятся внутри специальных опор (7).

Карданный вал, его ещё называют «тяга», с обоих концов имеет шарниры. Один шарнир, через переходной вал, соединяет «тягу» с мотор-редуктором, второй шарнир – с ротором насоса. Карданный вал является связующим звеном по передаче крутящего момента от двигателя к ротору. Кроме этого, так как карданный вал имеет шарнирное соединение, то крутящий момент может передаваться под углом относительно оси вала электродвигателя.

Карданный вал находится внутри цилиндра, который является корпусом насоса. Корпус фланцами соединен, с одной стороны, со статором насоса, а с другой стороны с подшипниковым корпусом.

Сверху корпуса насоса располагается напорный патрубок, который может иметь резьбовое или фланцевое соединение. Поскольку винтовые насосы могут перекачивать жидкость реверсивно, то этот патрубок вполне может быть не подающим, а всасывающим. Кроме этого патрубок насоса бывает в виде загрузочной воронки.

Загрузочные воронки (или бункер) применяют, когда перекачиваемый продукт имеет большую вязкость, пастообразен, не обладает свойствами текучести. В этих случаях карданный вал заменяют вспомогательным транспортировочным (питательным) шнеком, который также имеет шарнирное соединение. Вспомогательный шнек кроме передачи крутящего момента перемещает продукт, загружаемый в воронку к героторной паре.

Героторная пара это важнейший узел винтового насоса, который состоит из подвижной части – ротора и неподвижной части – статора. Статор – это стальная гильза во внутренней части, имеющая спиралевидный равномерный эластомерный слой, получаемый в результате процесса вулканизации. Металл корпуса статора и внутренний эластомерный слой нераздельно соединены друг с другом.

Ротор это цельная деталь, но её условно можно разделить на две части. Первая часть это головка крепления ротора к карданному валу. Вторая – это сам тело ротора имеющее форму спирали и во время работы насоса находящийся в постоянном контакте с обоймой. Статор и ротор – это пара трения имеющая внутреннее циклоидальное зацепление.

Для герметизации привода насоса, конструкцией предусмотрено торцевое механическое уплотнение. Оно находится между шарниром «тяги» и корпусом подшипников.

Подшипниковый корпус – это узел, состоящий из двух радиально-упорных подшипников и переходного вала, который, с одной стороны, соединён с мотор-редуктором с помощью шпонки или шлицев, а с другой стороны шарнирно с карданным валом.

Горизотальный винтовой насос конструктивно может быть с байпасом. Данная модификация насоса используется, когда в напорной линии дополнительно установлено устройство регулирования потока (например электромагнитный клапан). Байпас позволяет не отключать каждый раз двигатель насоса, когда клапан в линии подачи перекрывается.

Выбираем винтовой насос для колодца или скважины

Насосы винтовые– один из способов решения проблемы водоснабжения, который подходит для частного дома, небольшого хозяйства. Эти неприхотливые устройства становятся единственным выходом, если в скважине много песка.

Оборудование такого типа работает даже при сильной запесоченности или заиленности скважины, оно поднимает воду с песком, а также песок с водой, не ломаясь и не засоряясь.

Поэтому для слабых скважин, абиссинских колодцев винтовые насосы для воды — это надежный вариант, мало зависящий от состояния источника.

Одна из разновидностей винтового насоса в разрезе

Способность перекачивать воду с большим количеством включений обеспечивается особым строением внутренней части устройства.

Чтобы понять, каким образом работает насос скважинный винтовой, достаточно рассмотреть обычную кухонную мясорубку, где основная деталь — винт или шнек — вращается и продвигает мясной фарш или иную консистенцию.

В насосе он помещен в резиновую оболочку, соединен с двигателем посредством карданного вала. Устройства, предназначенные для перекачки больших объемов, имеют жесткие оболочки и способны выдержать значительное давление.

При вращении вала движется винт, который следует разработанной траектории – витки шнека и обрезиненная внутренняя поверхность образовывают полости, беспрестанно поднимающиеся к подающему шлангу или трубе.

Жидкость перемещается в камеру, напор вынуждает ее продолжать движение вверх, в приемном патрубке продолжают образовываться области разрежения, что обеспечивает равномерную подачу воды из скважины.

Такая конструкция дает неоспоримое преимущество перед оборудованием для перемещения воды вихревого и центробежного типов, поскольку именно винтовые насосы для скважин продлевают жизнь источнику воды и экономят в итоге значительную сумму.

По классификации шнековые насосы относятся к самовсасывающим устройствам с многоступенчатой структурой. Разработанные линейки компактных моделей делают жизнеспособными даже слабые скважины с минимальным диаметром.

На выбор оптимального оборудования влияет, где оно будет устанавливаться. Для установки в колодец подходят образцы, которые прикрепляются к стенке колодезной шахты.При установке в скважину проще – нужен образец с прочным тросом. Для дома подойдет модель, рассчитанная на стандартное напряжение.

Принцип работы и преимущества винтовых насосов для скважин

Такие устройства бывают одновинтовыми или многовинтовыми. Для индивидуального использования обычно используется одновинтовая конструкция, этого достаточно для обеспечения дома или небольшого хозяйства водой.Чтобы в питьевой воде не было песка, на входном патрубке устанавливается фильтр грубой очистки с ячейкой, которая задерживает частицы с большим диаметром

На рисунке фильтр уже надет на насос

При необходимости полученная вода фильтруется – подвергается тонкой очистке.Для определения необходимости дополнительной фильтрации проводится анализ воды.

Кроме устойчивой производительности, не зависящей от качества воды, скважинный винтовой насос дает возможность самостоятельной установки.Внутреннее строение, в котором буквально нечему ломаться, вместе с качественными материалами избавляют от забот по решению проблемы надолго — винтовой вариант работает не меньше 10 лет, не напоминая о себе и не требуя много внимания.

  • Насос винтовой для скважины охлаждается во время работы – это делает перекачиваемая жидкость. Благодаря этому шнек плавно движется, не требуются дополнительные уплотнения. Двигатель расположен ниже входных отверстий, это предохраняет его, происходит естественное охлаждение
  • Кроме этого, конструкция делает работу устройства почти бесшумной – его не слышно, даже если скважина находится в пределах дома
  • Скважина дольше сохранит работоспособность, так как отсутствует вибрация, которая влияет на источник
  • Даже при поломках и неисправностях заменить детали вполне возможно самостоятельно – конструкция настолько проста, что это под силу человеку без специальных навыков
  • Работать винтовой погружной насос может не только в скважинах – нет требований к положению устройства: оно располагается горизонтально и вертикально. Это позволяет беспрепятственно пользоваться им при перекачивании воды из рек, водоемов, иных емкостей и источников

При универсальности и невероятной надежности у шнековых насосов есть минусы – очень короткий список:

  • Прочный винтовой скважинный насос стоит дорого – есть дешевые варианты, но их дешевизна относительна. Это объясняется технологической сложностью его производстваЕсть доступные по цене модели, но они недолговечны – на один-два сезона, поэтому если планируется установка надолго, лучше рассмотреть продукцию фирм, российских или зарубежных с ценой от 200 долларов и соответствующим качеством
  • Вхолостую винтовой насос для скважины не способен работать — выйдет из строя
  • Нельзя регулировать подаваемый объем жидкости

Установка шнекового насоса в скважину происходит стандартно, никаких особенностей нет. Это вытянутый цилиндр с тросом в верхней части, подведенным кабелем электропитания, в зависимости от конструкции кабелей может быть несколько. К выходному патрубку присоединяется шланг или труба для подачи воды соответствующей длины.

При установке рассчитывается глубина, на которую погружной винтовой насос будет размещен, после замеров на тросе или кабеле ставится отметка.Некоторые насосы снабжаются поплавковыми выключателями, поэтому перед установкой следует изучить инструкцию, если он предусмотрен, присоединить его.

Показателем правильной установки является тихая работа, без шума, вибрации, стука.

Линейки электронасосов такого типа есть почти у всех производителей.

  • Популярностью пользуется продукция украинского производителя «Водолей». Узкие, подходят для скважин с маленьким диаметром (не менее 10 см), относительно недорогие. Переносят использование для агрессивных сред
  • «Беламос» (белорусская марка) – модели из нержавеющей стали, часто снабжаются дополнительной термозащитой двигателя. Можно устройство с любой мощностью. Есть варианты, подходящие для маленьких диаметров обсадной колонны
  • Unipump (китайский производитель) – дешевый, надежный вариант для источников и скважин, для которых рекомендуется невысокая производительность оборудования. Даже если при этом скважина или колодец дают воду с большим количеством песка и примесей – на работу насоса это не оказывает никакого действия. Это известная фирма, целью которой является обеспечение потребителей доступной работоспособной техникой. Судя по отзывам покупателей, в большинстве случаев это производителю удается
  • Grundfos – дорогая марка, под которой поставляется качественная техника. Есть модели диаметром от 75 мм, подходят для низкопроизводительных скважин и колодцев, качают воду на 55 метров. Представлены другие винтовые насосы, способные работать в различных скважинах с разной производительностью

Заключение

Если вода в скважине плохого качества, с песком и илом — проблему решит погружной винтовой насос. Он способен поднимать воду с песком, не выходя из строя при этом, а также применяется для очистки заиленных и засорившихся скважин.Покупка даже не самого дешевого винтового оборудования обойдется дешевле бурения новой скважины.

Винтовые насосы для скважин Ссылка на основную публикацию

Приобретая загородный дом, сразу нужно подумать о подаче в него воды. Полное отсутствие водоснабжения или выход из строя механизмов могут сильно испортить впечатление от приобретенного имущества.

Обеспечение загородного домика водой, как правило, осуществляется с помощью погружного насоса и лучший вариант — винтовой погружной насос.  Его правильный выбор и качественный монтаж являются гарантией бесперебойного водоснабжения в течение длительного времени.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Среди любителей дачного отдыха и загородной жизни погружные насосы пользуются заслуженной популярностью за счет своей универсальности в подаче воды с больших глубин, простоте эксплуатации и легкости монтажа.

На практике применяются два вида погружных насосов:

  1. Вибрационный насос.
  2. Винтовой насос.

Первый вид насосов очень шумный, ненадежный и разрушает скважины (зато дешевый). Гораздо надежнее в работе и долговечнее винтовые насосы для воды. С их помощью можно подымать на поверхность воду с глубины от 8-ми и глубже метров (при меньшей глубине зеркала воды более удачным выбором будет поверхностный насос или станция).

Для понимания преимуществ винтовых погружных насосов следует рассмотреть их принцип работы. Принцип работы винтового насоса основывается на винте Архимеда. Он хорошо всем известен по бытовой мясорубке и называется еще шнеком.

В таком насосе напор жидкости создается в результате ее вытеснения из пространства между ротором (шнеком) и статором (корпусом-трубой). Это пространство образует камеру для жидкости и эта камера перемещается при вращении шнека.

Винтовой насос характеризуется следующими показателями:

  • число оборотов ротора – до 6 тыс. оборотов в минуту;
  • объем перекачиваемой жидкости – от 3 л/мин до 6 тон/мин;
  • давление жидкости после насоса – 4 – 25 атм.

Из ширины диапазонов характеристик вытекают и основные преимущества погружных винтовых насосов – работа на разных глубинах и с разной производительностью.

Винтовые насосы работают тихо и не причиняют вреда колодцам или скважинам.

Насос может выбираться для различных целей. С его помощью можно с большой глубины подавать воду, используемую для разных целей:

  • в дом (питьевую и техническую воду);
  • подача воды в фонтан;
  • подача воды в бассейн;
  • в накопительный бак;
  • с целью полива огорода.

Таким образом, первая задача, с которой требуется определиться перед выбором, – это целенаправленность его использования.

Погружные насосы могут использоваться в скважинах или колодцах. От источника водоснабжения зависит выбор насоса.

Таким образом, перед покупкой определяемся с целью использования оборудования и источником забора воды.

Если глубина водоема меньше метра, то есть вероятность, что насос будет всасывать большое количество ила или песка. Такие условия эксплуатации приведут агрегат к скорому выходу из строя.

Для колодца

Для колодца удобно остановить выбор на моделях, которые закрепляются на его стенках.Винтовые погружные насосы для колодцев снаружи незаметны и при работе издают еле заметный шум.

Принцип действия и устройство центробежных электронасосов

Основным элементом винтового насоса является ротор. Он имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб, напоминающий винт или шнек. Ротор расположен внутри статора, снабженного эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Сам статор имеет форму стальной трубы. Роторная спираль может оборудоваться несколькими заходами.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

При этом статорная спираль всегда оборудована одним заходом больше.Вдоль контактной линии между статором и ротором расположены защищенные от проникновения воды участки, разделяющие рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря особенному расположению ротора в статоре, эти участки поочередно открываются и закрываются.

Регулировка объемов откачиваемой жидкости осуществляется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого следует использовать частотный привод.

Все элементы насоса помещены в прочный корпус из пластика или чугуна. При этом, если используется винтовой насос для скважины, то его корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Принцип действия каждого винтового агрегата основан на перемещении жидкости вдоль винтовой оси внутри камеры. Ось образуется между поверхностью корпуса и винтовыми канавками путем вхождения винтовых выступов в смежные канавки. Благодаря такому принципу работы, внутри прибора создается замкнутое пространство, которое не позволяет жидкости перемещаться назад из прибора.

В наши дни винтовые насосы используются во многих сферах жизнедеятельности человека. Чаще всего это оборудованием применяется:

  • На пищевых фабриках – при производстве продуктов питания агрегаты применяются в качестве дозаторов;
  • В строительстве – насосы используются для подачи смесей, используемых с целью производства наливных полов и кровли;
  • На скважинах – приборы выкачивают загрязненную воду с большим количеством примесей. Винтовой скважинный насос может использоваться, как для источника с чистой водой, так и для скважины с песком;
  • В химической промышленности – винтовые насосы перекачивают большие объемы густых веществ для их дальнейшей обработки.

Высокая надежность и способность работать под высокими нагрузками делает винтовые насосы одним из наиболее прогрессивных видов насосного оборудования.

Шнековые агрегаты для откачки воды делятся на две большие группы: одновинтовые и многовинтовые. Для индивидуального применения в бытовых целях устанавливают одновинтовые модели, их хватает для обеспечения водой хозяйственного угодья или частного дома.

Чтобы из водопроводного крана не бежала вода с примесями песка, ила и водорослей, на входных патрубках дополнительно устанавливают фильтр грубой очистки.

В отличие от центробежных конструкций, винтовые имеют компактные размеры, но при этом создают высокое давление. Диаметр корпуса уменьшен, поскольку конструкция представляет из себя, грубо говоря, один вал.

Ротор представляет собой вращающийся винт, статор – внутренняя поверхность корпуса. Как правило, винт изготавливают из высококачественного металла, а рабочую поверхность статора из пластичных материалов. При осуществлении ротором оборотов, вода всасывается во входящие патрубки и по спирали перемещается к выходящему.

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

Схема винтового насоса
Схема винтового насоса
  • Ротор
  • Статор
  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Уплотнение вала
  • Карданные шарниры

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Насос подключен к электрической цепи или пневматической линии. При включении насоса вал электродвигателя начинает вращение с определенным количеством оборотов в минуту. Вращение вала электродвигателя через муфтовое соединение передается на вал редуктора. Зубчатые колеса редуктора, находящиеся в последовательном зацеплении, снижают количество оборотов на выходе из редуктора и увеличивают крутящий момент.

Рассмотрим вариант работы винтового насоса, где патрубок со стороны героторной пары является всасывающий, а патрубок со стороны корпуса насоса – напорным. Направление вращения подвижных частей насоса происходит соответствующее данной схеме (справа – налево или против часовой стрелки, если смотреть на торец ротора со стороны всасывания жидкости).

Винт вращается в статоре. Так как центр вращения ротора смещён относительно центральной оси статора на величину эксцентриситета, а эластомерный слой статора имеет спиралевидную форму, со стороны входа жидкости в насос образуется полость разряжения. Жидкость всасывается в это пространство. Ротор делает поворот на 90 градусов и данная полость с находящейся в ней жидкостью герметично замыкается в то время как сама жидкость получает перемещение внутри статора героторной пары.

При каждом следующем повороте винта в героторную пару поступает новая порция жидкости, а поступившая ранее жидкость получает всё большее и большее перемещение. Так как тело ротора также имеет спиралевидную форму по всей своей длине, то в сопряжении со статором оно образует несколько замкнутых объемов.

Именно по этим объемам и перемещается жидкость при вращении ротора, удаляясь от точки всасывания, а так как эти полости герметичны перекачиваемая жидкость не может перетекать обратно – к всасывающей стороне. Далее перекачиваемая жидкость под давлением поступает из героторной пары в корпус насоса и выходит из насоса через напорный патрубок.

Основным элементом центробежного насоса является двигатель, герметично размещенный в корпусе аппарата, и рабочее колесо в виде диска с односторонней крыльчаткой, закрепленное на его валу. При работе жидкость втягивается через входное отверстие корпуса, расположенное в центральной части рабочего колеса, а его радиально изогнутые лопасти выталкивают ее на периферию.

Рис. 2 Принцип работы глубинного насоса центробежного типа

Для повышения давления в системе часто используется несколько колес с отдельными камерами и выводными патрубками, называемые ступенями, от каждой из них к последующей жидкость передается с возрастающим давлением. Центробежные насосы имеют высокий КПД и могут работать с замутненной водой.

Рис. 3 Устройство центробежного насоса для воды

Устройство погружного насоса центробежного типа стандартного промышленного образца, выполненного по ГОСТ, выглядит следующим образом:

  1. Корпус. В отечественном насосе он сделан из стальной трубы с толстыми стенками — это придает агрегату высокую жесткость и прочность. Для массивных аппаратов применяют штанговый метод крепления в скважине.
  2. Рабочие колеса сконструированы с динамической разгрузкой — это привело к уменьшению сил давления на осевые подшипники, и существенно увеличило срок их службы.
  3. Центробежные колеса выполнены по патентованной технологии из прочного пластика, усиленного нержавеющей сталью — это повышает их ресурс работы.
  4. Для улучшения вывода песка из механизма применены восьмигранные подшипники.
  5. Входное отверстие насоса закрыто перфорированным встроенным фильтром из нержавейки.
  6. Из нержавейки сделан и вал электрического двигателя, на котором размещаются рабочие колеса.
  7. Сборка «беличья клетка» ротора электронасоса выполнена из медного сплава — это увеличивает надежность и производительность работы электродвигателя при больших нагрузках.
  8. Значительная длина статора и ротора призвана повысить надежность электродвигателя, снизить его восприимчивость к колебаниям питающего напряжения, улучшить условия охлаждения.
  9. Самоцентрирующийся радиально-упорный подшипник компенсирует осевое давление.
  10. Обмоточный медный провод статора с высокотемпературным изоляционным покрытием (до 100 С) в виде изолированных жгутов укладывается в его пазах, технология производства снижает реакцию электродвигателя на скачки напряжения и увеличивает его срок службы.
  11. Вмонтированный обратный клапан препятствует вращению колеса в обратном направлении, удерживает воду в системе, облегчая запуск электродвигателя и предотвращая гидроудары.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Рис. 4 Схема устройства промышленного центробежного насоса для воды ЭЦВ

Преимущества и недостатки винтового насоса

  • Шнековый насос для воды отлично справляется с перекачиванием твердых частиц, не повреждая механизмы устройства.
  • Приспособление невероятно компактное, что позволяет использовать его в различных условиях.
  • Насос весит относительно не много, поэтому есть возможность переносить его без лишних усилий.
  • Шнековые насосы для колодцев могут быть подвешены на трос, что облегчает его эксплуатацию в определенных ситуациях.
  • Устройство эффективно работает как в вертикальном, так и горизонтальном положении.
  • Насос способен работать продолжительное время без перерывов.
  • Мощный механизм шнековых насосов для скважин прекрасно справляется даже с густыми илистыми смесями.
    Агрегат прост в обслуживании и ремонте.
  • Насос не создает лишнего шума даже при усиленной работе, а также отсутствует вибрация, что значительно продлевает срок службы устройства.

Способность перекачивать воду с большим количеством включений обеспечивается особым строением внутренней части устройства. Чтобы понять, каким образом работает насос скважинный винтовой, достаточно рассмотреть обычную кухонную мясорубку, где основная деталь — винт или шнек — вращается и продвигает мясной фарш или иную консистенцию.

В насосе он помещен в резиновую оболочку, соединен с двигателем посредством карданного вала. Устройства, предназначенные для перекачки больших объемов, имеют жесткие оболочки и способны выдержать значительное давление. При вращении вала движется винт, который следует разработанной траектории – витки шнека и обрезиненная внутренняя поверхность образовывают полости, беспрестанно поднимающиеся к подающему шлангу или трубе.

Такая конструкция дает неоспоримое преимущество перед оборудованием для перемещения воды вихревого и центробежного типов, поскольку именно винтовые насосы для скважин продлевают жизнь источнику воды и экономят в итоге значительную сумму. По классификации шнековые насосы относятся к самовсасывающим устройствам с многоступенчатой структурой. Разработанные линейки компактных моделей делают жизнеспособными даже слабые скважины с минимальным диаметром.

На выбор оптимального оборудования влияет, где оно будет устанавливаться. Для установки в колодец подходят образцы, которые прикрепляются к стенке колодезной шахты. При установке в скважину проще – нужен образец с прочным тросом. Для дома подойдет модель, рассчитанная на стандартное напряжение.

Преимущества скважинных насосов винтового типа:

  • повышенная производительность;
  • отсутствие в конструкции сложных узлов упрощает регламентное обслуживание;
  • при работе оборудования нет повышенного шума;
  • небольшие геометрические размеры;
  • допускается перекачка жидкостей с различным химическим составом.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

К недостаткам погружного насоса для скважины шнекового типа относят повышенную стоимость и отсутствие возможности регулировать подачу воды. При установке изделия следует учитывать, что устройство не допускает работы без подачи жидкости.

Средняя цена помпы импортного производства составляет 8-10 тыс. руб. Отечественное оборудование обойдется несколько дешевле. Приобрести в Москве погружные насосы можно в специализированных магазинах, занимающихся поставкой компонентов для систем водоснабжения.

Высокий спрос на винтовые насосы обусловлен множеством их достоинств. Среди них нужно выделить:

  • Высокий КПД приборов – от 50 до 70 %;
  • Агрегаты способны работать с очень вязкой жидкостью, создавая напор гораздо выше, чем импеллерные помпы;
  • Винтовые насосы способны перекачивать жидкости с большим количеством твердых примесей;
  • Принцип работы винтового прибора исключает образование пульсаций, которые характерны для оборудования других видов;
  • Винтовые насосы являются самовсасывающими приборами, а максимальная глубина забора жидкости может составлять 8,5 м;
  • Приборы отличаются компактностью и низким уровнем шума;
  • Благодаря высокой надежности, винтовые насосы крайне редко требуют ремонта и не нуждаются в частом обслуживании.

Как и другие виды насосов, винтовое оборудование имеет свои слабые стороны. Первый минус заключается в высокой стоимости агрегатов, из-за чего использовать их на своем производстве могут позволить себе далеко не все предприятия. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности регулировки объемов откачиваемой жидкости.

Преимуществ винтовых (шнековых) насосов значительно больше, чем недостатков. Рассмотрим, какие преимущества имеет данный вид насос в сравнении с другими:

  1. Насос объемного типа и каждый оборот ротора равен определенному количеству перекачиваемой среды, поэтому есть возможность точного регулирования производительности.
  2. Насос является самовсасывающим.
  3. Так как вращающиеся детали напрямую соединены друг с другом, а объемные полости между статором и ротором герметичны, насос обладает высоким коэффициентом полезного действия.
  4. Насос может использоваться как в горизонтальном так и в вертикальном положении.
  5. Насос может перекачивать жидкости в разных направлениях, так как обладает функцией реверса.
  6. Способны перекачивать невязкие, вязкие, высоковязкие и даже неньютоновские жидкости.
  7. Перекачиваемый продукт не подвергается ни ударному, ни сдавливающему воздействию, вследствие чего не разрушается его структура (режим течения близок к ламинарному).
  8. Возможны различные конструктивные исполнения насоса исходя из задачи потребителя (с байпасом, с загрузочной воронкой, на тележке, с частотным преобразователем).
  9. Возможность получения высокой производительности и устойчивого давления нагнетания при различном количестве оборотов ротора.
  10. Возможность перекачивания жидкостей насыщенных газами, так как насос не чувствителен к кавитации и гидравлическим ударам.
  11. Бесшумная работа механической части. Во время работы насоса слышен шум только от привода насоса.
  12. Низкое энергопотребление при использовании электродвигателя в качестве привода.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

К недостаткам винтовых насосов можно отнести их высокую стоимость, связанную с трудоемкостью их изготовления, а также их массовые и габаритные показатели. Кроме этого данный вид насосов не предназначен для работы без жидкости, так это приведёт к выходу из строя статора насоса.

Преимущества

  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Высокое давление
  • Постоянная подача
  • Возможность к самовсасыванию
  • Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
  • Широкий выбор материалов
  • Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
  • Широкий диапазон подач

Недостатки:

  • Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
  • Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
  • Высокая стоимость запасных частей
  • Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
  • Недопустима работа «в сухую»

Геометрия героторных пар

Производительность винтового насоса зависит от объёма замкнутых полостей героторной пары и числа оборотов мотор-редуктора, а создаваемый насосом напор от числа замкнутых полостей на единицу длины героторной пары и мощности электродвигателя. Так как характеристики винтового насоса, во многом, зависят от геометрии героторных пар, рассмотрим этот вопрос подробнее.

Есть несколько конструктивных геометрических факторов, непосредственно влияющих на выходные характеристики винтового насоса, а также на ограничения возможности их использования. Такими факторами можно считать: количество замкнутых полостей героторной пары, диаметр поперечного сечения ротора (и статора соответственно), объём замкнутых полостей между ротором и статором.

При равной длине героторной пары возможны различные модификации по количеству замкнутых полостей. Для примера рассмотрим два варианта исполнения винтовой пары при одинаковом диаметре и равной длине. Вариант с большим количеством замкнутых объёмов обладает плавной подачей продукта из-за относительно низкой скорости потока при увеличенном значении напора, а также высокой всасывающей способностью.

Кроме этого из-за увеличенной площади входного сечения возможно перекачивание частиц большего размера. Также стоит отметить, что такая конструкция героторной пары максимально исключает возможность утечку жидкости из неё после останова насоса. Преимуществом конструкции с меньшим количеством замкнутых объёмов является высокая производительность.

Это связано с тем, что объём каждой конкретной полости, в данном случае, больше, чем в первом варианте. Данная конструкция имеет высокие объёмные характеристики при длительном межремонтном периоде благодаря длинной линии контакта между ротором и статором. Поэтому при конструировании и подборе винтового насоса под ту или иную задачу потребителя, в первую очередь необходимо руководствоваться геометрией героторной пары и характеристиками мотор-редуктора.

Основные производители

Среди насосов шнековых выделяют две категории. Основополагающим параметром такого разделения выступает рабочая глубина, на которой способны работать данные гидромашины. Так, в зависимости от этой характеристики различают:

  • стандартные винтовые насосы;
  • устройства глубинной категории.

Шнековый насос, относящийся к стандартной категории, используется для откачивания воды из колодцев или скважин, глубина которых не превышает 20–25 метров. Такие помпы часто применяются для обслуживания скважин с небольшим дебитом, бурение которых выполнено на водоносных слоях почв песчаного типа (скважины на песок).

Поскольку с помощью винтового насоса можно откачивать жидкую среду с различной производительностью, сохраняя при этом стабильное давление создаваемого потока и не обращая внимания на содержание в составе воды песчаных включений, данное оборудование оптимально подходит для обслуживания скважин указанного типа.

Как выбрать шнековый насос для скважины: устройство, принцип работы и преимущества

Винтовой моноблочный насос с верхним расположением водозаборной части

Винтовой скважинный насос глубинной категории оснащается удлиненным шнеком, что определяет впечатляющие технические возможности такой гидромашины. Обладая высокой мощностью и надежностью, она может успешно обслуживать артезианские скважины, вода в которых располагается на глубине, доходящей до ста метров.

Рассмотрим технические характеристики, которыми обладает скважинный винтовой насос, относящийся к моделям средней ценовой категории:

  • производительность, показывающая, какой объем жидкой среды насос способен перекачать в единицу времени, – 1500–2000 л/час;
  • напор создаваемого потока жидкости – 40–60 метров водяного столба;
  • температура, которой может обладать перекачиваемая жидкая среда, – от 5 до 40°С;
  • размер частичек нерастворимых твердых включений, которые могут содержаться в перекачиваемой воде, – 2–2,5 мм;
  • мощность электродвигателя, приводящего во вращение ротор и шнек, – 1–1,5 кВт.

Линейка винтовых насосов Sprut

Большинство моделей шнековых насосов средней ценовой категории, которые часто применяются для оснащения бытовых автономных систем водоснабжения, могут работать от электрической сети с напряжением 220 В.

Шнековые помпы промышленного назначения отличаются более впечатляющими техническими характеристиками. В частности, такие устройства без ущерба для своего технического состояния могут успешно перекачивать жидкие среды, температура которых значительно превышает вышеуказанные значения. Кроме того, промышленные насосы винтового типа в состоянии работать с жидкими средами, содержащими в своем составе нерастворимые твердые включения, размер частиц которых превышает 2–2,5 мм.

Винтовые скважинные насосы

Скважинный шнековый насос для артезианских водозаборов

Основная часть корпусных деталей насосов скважинных винтового типа изготавливается из нержавеющей стали, отдельные элементы – из прочного пластика. Для герметизации элементов внутренней конструкции таких гидромашин используются прокладки, изготовленные из резины и силикона.

Поскольку движущиеся элементы внутренней конструкции шнековых насосов постоянно контактируют с перекачиваемой жидкой средой, они не нуждаются в обеспечении дополнительного охлаждения.

  • Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
  • Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
  • Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть  винтовой насос высокого давления до 240 бар.

  • Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
  • Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Корпус: Ротор Сталь
·         Серый чугун ·         Упрочненная сталь ·         NBR
·         Ковкий чугун ·         Нержавеющая сталь ·         EPDM
·         Углеродистая сталь ·         Дуплекс ·         Si
·         Нержавеющая сталь ·         Хастеллой ·         HNBR
·         Титан ·         FPM/FKM
·         TPE/P
·         PTFE

Корпусные детали винтового насоса, к которым можно отнести корпус насоса с патрубками и корпус статора, изготавливают из нержавеющей стали или чугуна. Так как насосы зачастую используют в пищевой промышленности, а материал корпуса непосредственно контактирует с перекачиваемой средой, для изготовления берут пищевую нержавеющую сталь (как правило, это низкоуглеродистая аустенитная сталь марки AISI 304 (08Х18Н10 и её разновидности по количеству легирующих элементов).

В остальных случаях используют ковкий чугун с хлопьевидной формой графита. Данный вид чугуна, среди прочих, обладает наибольшей пластичность, что максимально исключает образование и развитие трещин во время эксплуатации, обеспечивает высокую коррозионную стойкость. Внутреннюю часть статора изготавливают из эластомерных материалов NBR – синтетический полимер (бутадиен-нитрильный каучук), EPDM – синтетический эластомер (этилен-пропиленовый каучук).

У бочковых шнековых насосов очень часто встречается исполнение спиралевидной внутренней части из универсального фторопластового материала PTFE (политетрафторэтилен). Данный материал химически устойчив практически к любой агрессивной жидкости, а также к низким и высоким температурам. Это мягкий пластичный материал обладает также низкими адгезивными свойствами. Детали вращения (карданный вал и ротор), а также защитный корпус шарнирного соединения выполнены из нержавеющей стали.

Расчет насоса для скважины

H(м) = P x 10,2 Нв Нп, где

H(м) – определяемая высота подъема жидкости в метрах;

Р – давление, которое необходимо создать в магистрали потребителя, указывается в атмосферах или переводится в бары (bar);

Винтовые скважинные насосы

Нв – разность высот между всасывающим фильтром электронасоса и магистралью потребителя;

Нп – потери давления из-за гидравлического сопротивления трубопровода.

https://www.youtube.com/watch?v=

Рис. 11 Таблица для расчета потерь в трубопроводе

Выбор подходящего электронасоса для скважины на воду рассмотрим на примере семьи из 5 человек, для обеспечения нужд которых необходим объем подачи около 3 м³/ч, при максимальном давлении в системе 3 бара. Предполагается, что разность высот составляет 30 м, а водопроводная магистраль сделана из пластиковой трубы внутренним диаметром 1″ дюйм (наружный диаметр 32 мм) под стандартный выходной патрубок электронасоса, ее длина составляет 50 метров.

Основную трудность в данных расчетах вызывает определение гидравлических потерь в трубопроводе. Дело в том, что они зависят не только от материала изготовления труб, но и объема проходящий по ним жидкости, поэтому при расчетах данный показатель проще определить в соответствии с таблицей на рис.11.

В колонках указаны два ряда цифр, нас интересует только нижний показатель с обозначением потерь на 100 метровом участке трубопровода (данные приведены в метрах). Для более точных расчетов в таблице указаны потери в коленах, запорной арматуре, тройниках, обратных клапанах (нужный параметр также указан в метрах).

Предположим, что у нас системе находится один обратный клапан, тройник, запорный кран и 3 колена под углом 90 градусов, общая длина потерь на которых, исходя из таблицы, составляет 12 м.

Нп = (50 12) х 11 100 = 6,82 (м)

H(м)= 3 х 10,2 30 6,82 = 67,42 (м)

Чтобы определить, какой насос выбирать, воспользуемся, к примеру, таблицей для моделей Grundfos (рис. 12). Из нее видно, что данному напору и объему перекачки наиболее подходит модификация SQ 3-65. При отсутствии подобных таблиц электронасос подбирают по напорным характеристикам и подаче (точка 1 на рис. 13).

Рис. 12 Таблица для напорных характеристик Grundfos

  1. отсутствие шума при работе;
  2. возможность обеспечения бесперебойной подачи воды из обслуживаемой скважины;
  3. легкость монтажа;
  4. возможность обеспечить подачу воды из скважин значительной глубины;
  5. компактные габариты;
  6. отсутствие необходимости в дополнительном охлаждении приводного двигателя;
  7. антикоррозионные свойства материалов, из которых изготавливается корпус.

Выбирая такое устройство, следует обращать внимание на такие параметры, как:

  • суммарная потребность точек водозабора в воде, которую должен обеспечить подбираемый насос;
  • характеристики скважины, из которой предстоит откачивать воду (диаметр и глубина);
  • геологические данные участка, на котором выполнено бурение скважины (глубина, на которой располагаются подземные воды, тип почвы и др.);
  • наличие на участке, на котором планируется установить насосное оборудование, источника электропитания.

К основным техническим характеристикам, по которым осуществляется выбор насосного оборудования, являются:

  • производительность устройства, которая характеризует, какое количество жидкости оно способно перекачать за единицу времени;
  • напор (данный параметр, измеряемый в метрах водяного столба, указывает на то, на какую высоту и на какое расстояние насос способен транспортировать жидкость по трубопроводной системе).

Такой подход при выборе насосного оборудования даст вам возможность в дальнейшем модернизировать свою насосную станцию, если в этом возникнет необходимость.

Установка насосов глубинного типа, как правило, не вызывает особых сложностей, выполнить ее можно, даже не имея опыта осуществления подобных процедур. При эксплуатации погружных насосов, как и насосного оборудования любого другого типа, следует не забывать об их регулярном техническом обслуживании, которое значительно продлит срок их безаварийного использования.

Преимущества и недостатки техники

При покупке важно обратить внимание на такие характеристики:

  • Мощность и производительность. От этого параметра зависит, сможет ли насос обеспечить в нужном объеме систему водоснабжения. Если ранее опыта не было, лучше проконсультироваться с сотрудниками коммунального предприятия или водоканала.
  • Фирма-производитель. Лучше воздержаться от покупки насоса сомнительного качества от неизвестного производителя. Надежные импортные насосы стоят дорого. Однако, не стоит недооценивать российскую продукцию. Растет популярность насосных станций харьковского завода Промэлектро, а также российских агрегатов Водолей.
  • Глубина скважины. Этот показатель, пожалуй, самый весомый при выборе оборудования для водоснабжения. Чем больше глубина залегания жидкостей, тем мощнее требуется оборудование. Помимо этого, важно учесть расстояние от входа в распределитель до водозабора. 10 м горизонтального участка приравниваются к 1 м подъема из глубин.
  • Стоимость варьируется в широких пределах и зависит от особенностей конфигурации модели. Экономить при проведении водоснабжения и канализации не рекомендуется, поскольку дешевые насосы сомнительного качества быстро выходят из строя, а их ремонт неизбежно требует дополнительных расходов.

Затем определить нужный уровень давления и высоту столба жидкости в районе патрубка, так называемый показатель NPSN. Кроме того нужно учитывать показатели химического состава, плотности и вязкости, температуру и кислотно-щелочной баланс перекачиваемых субстанций. Помимо этого учитывайте количество абразивов и возможное наличие твердых частиц в составе перекачиваемого материала.

Устройство трехвинтового насоса

Ну и не забудьте учесть напряжение и частоту сети электропитания, и тип механизма передачи от двигателя к насосу. Немалым подспорьем будет входящий в перечень комплектации аппарата ремкомплект с самыми необходимыми запасными частями.

Ремонтный комплект для винтового насоса обычно состоит из сменного рабочего винта и резиновой прокладки. Поэтому замена шнека при износе может производиться самостоятельно без обязательного обращения в сервисную службу.

Области применения

Подробная схема винтового насоса

  • винтовой насос для воды (различные вариации центробежного насоса – электронасосы вакуумные, пневмовинтовой насос, глубинный погружной насос);
  • пищевой винтовой насос (молочный, масло-жировой, кондитерский и другие);
  • аппараты для фармацевтической и химической промышленности;
  • техника для нефтегазовой и нефтехимической промышленности;
  • аппаратура для электростанций;
  • техника для морской и корабельно-строительной отрасли.

Повышенный уровень химико-механической устойчивости к различным неабразивным включениям и вязким элементам, которые могут присутствовать в жидкости, обуславливается эластомерным составом корпуса статора. Кроме того, именно составом корпуса статора определяется максимально допустимый температурный диапазон, с которым может работать винтовая техника.

Например, в нефтяной промышленности корпуса делают из эластомера марки NBR, который может выдерживать температуры до 80 °C. В винтовой технике общепромышленного назначения применяют материалы EPDM и HYPALON, которые в состоянии работать при температурах до 120 °C. А в химической промышленности используют резиновый эластомер типа FKM, который выдерживает температуру до 150 °C.

Аксессуары

Как уже упоминалось ранее, для удобства эксплуатации горизонтальных винтовых насосов они могут поставляться на транспортировочных мобильных тележках. Вариант насоса на тележке используется, когда есть постоянная или периодическая потребность в перекачивании жидкостей в различных частях одного цеха или предприятия в целом. Тележка может, как место установки дополнительного оборудования, к прим. частотного преобразователя.

Для бочковых шнековых насосов по аналогии с горизонтальными винтовыми устанавливают байпасный клапан. Подсоединение байпасного клапана производится непосредственно к напорному патрубку насоса. Во время работы насоса, перекачиваемая жидкость приобретает силу инерции. Когда перекрывается клапан в линии подачи, а двигатель насоса остановлен, жидкость продолжает выходить из насоса, создавая давление.

Так как бочковые шнековые насосы предназначены для работы в мобильной таре, их необходимо постоянно устанавливать из одной емкости в другую. Поскольку масса данных насосов значительно больше, чем у бочковых центробежных, их переустановка из емкости в емкость отнимает много сил у обслуживающего персонала.

Поэтому двигатели бочковых шнековых насосов выпускаются с дополнительной крепёжной скобой. Она обеспечивает легкий монтаж и демонтаж насоса с помощью тельфера или кран-балки. В случае если на производстве, где используется бочковой насос, отсутствуют подъемные механизмы можно приобрести специальную тележку для бочек с подъёмным устройством.

Применение винтовых насосов

Винтовые насосы активно применяют в различных сферах промышленности. В виду специфики выпускаемого продукта, а именно высокой вязкости и плотности, большое распространения эти насосы получили в пищевой промышленности. Их используют в виноделии (вино, ягоды винограда), в молочной промышленности (сливочное масло, йогурт, сметана, мороженное, сливки, молоко, кефир, творог, сыры, маргарин, сгущенное молоко), в кондитерских изделиях (мед, патока, шоколад, варенье, джем, желе, мусс, крем), для различных соусов и приправ (горчица, кетчуп, томатная паста, майонез) и т.д.

Их используют в косметической промышленности (шампунь, жидкое мыло, краски для волос, помада, кремы), нефтяной промышленности (нефть, битумно-полимерные материалы, дизельное топливо, мазут, бензин), в химической промышленности (моющие средства, чернила, краски, клей, кислоты, щелочи), целлюлозно-бумажной промышленности (флокулянты, ил, краски, бумажные массы, таловое масло, целлюлозно-водяная каша, красители), а также в очистке бытовых и промышленных стоков (флокулянты, коагулянты, ил, шламы, известковое молоко, сапропель).

Винтовые насосы применяются  чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Водоочистка и водоподготовка
  • Целлюлозно-бумажная промышленность
  • Лакокрасочная промышленность
  • Пищевая
  • Фармацевтическая
  • Судостроение и судоходство

Для следующих задач:

  • Перекачка мультифазных жидкостей
  • Перекачка тяжелой нефти
  • Винтовой скважинный насос для закачки воды для увеличения отдачи нефти
  • Производство спиртов и растворителей
  • Перекачка битума, гудрона, смолы
  • Пищевые продукты
  • Краски, клей
  • Каучук

В отличие от центробежных водяных насосов, где основной элемент – нагнетающее колесо, основа механизма винтового оборудования – винт Пифагора или шнек. Подобная конструкция применяется в мясорубке. Чтобы повысить давление в оборудовании, корпус оснащен дополнительными сегментами – ступенями. Существуют разные конфигурации винтовых насосов, некоторые из них дополнительно оснащены автоматической системой управления.

Малогабаритные водяные агрегаты для бытовых нужд изготовлены из одного общего вала. В промышленности чаще всего применяются многоваловые. При производстве особое внимание уделяется уплотнениям рабочих поверхностей. В качестве герметика используют графит и керамику.

Винтовые насосы имеют широкий спектр применения в сельскохозяйственной промышленности и прочих отраслях:

  • транспортировка пищевых продуктов во время их расфасовки;
  • перекачивание нефти и ее производных продуктов;
  • добыча природного газа;
  • откачка воды при добыче каменного угля;
  • транспортировка маслянистых жидкостей.