Чем удобен струйный насос: классификация и применение

Струйный насос, принцип работы

Cтруйный насос – простейший аппарат, использующий для работы динамику потока жидкости. Является одним из видов нагнетателей. Простой, потому что в своей конструкции не имеет составных частей, которые движутся и трутся во время работы. Поэтому устройство данного типа обладает высокой стойкостью и длительностью эксплуатации.

Впервые струйный насос был применен еще в 19 веке в качестве лабораторного средства для выкачивания воды и избыточного воздуха из пробирочных колб. Немного позже данное устройство нашло применение в шахтах горнодобывающей промышленности для откачки воды.

Рисунок 1 – Струйный насос

На сегодняшнем этапе развития насосного оборудования, струйных насосов существует несколько модификаций:

• элеваторы – используются в внутридомовых смесительных системах отопления
• инжекторы – используются в энергетическом теплофикационном оборудовании;
• эжекторы – только для сред в жидкой фазе.

Принцип работы струйного насоса

Принцип работы струйного насоса организован на передвижении среды различного агрегатного состояния по трубопроводу с вмонтированным в него соплом, которое конструктивно выполнено суженным. Благодаря сужению движение жидкости, а именно ее скорости, повышается. При этом энергия движения потока превращается в кинетическую энергию.

Всасывание жидкой среды происходит из патрубка, который в свою очередь соединяется с пространством усреднительно-смесительной камеры. После этого жидкие фазы соединяются и перемешиваются, и далее смесь движется по диффузору к потребителю. В этом случае уже производится обратное превращение энергии.

Другими словами, струйный насос не относится к нагнетательным устройствам в повседневном понятии, потому что он не обеспечивает избыточный напор на стороне нагнетательного патрубка. В струйном насосе, как описано выше, выполняется двойное превращение энергии гидравлики потока.

Как работает струйный насос

Рабочая жидкость под высоким давлением доставляется к сужающемуся соплу. Струя, которая вытекает из устья сопла, уменьшает давление в камере смесительной ниже атмосферного. Вследствие этого второй поток инжектируемой жидкости смешивается со струей и далее смесь движется в рабочую камеру.

В камере смешения инжектируемая полностью перемешивается с рабочей жидкостью, и выравниваются их давления и скорости. Хорошо перемешанный поток жидкости поступает далее в выходной диффузор.

В диффузоре происходит снижение кинетики смеси и возрастание потенциальной энергии потока. После прохождения диффузора потенциальная энергия поток смеси достаточна для поступления к потребителю (как правило – это резервуар сбора жидкости).

Схема работы струйного устройства

Рисунок 2 – Принципиальная схема функционирования струйного насоса

1- трубопровод подвода рабочей жидкости; 2 – сопло насоса; 3 – трубопровод подвода инжектируемой жидкости (пространство вокруг сопла называется камерой подвода или приемной); 4 – камера смешивания потоков; 5 – выходной диффузор.

Данного типа насосы обладают относительно маленьким КПД, однако в отдельных случаях они просто бесценны. К примеру, перекачивание химических газов или жидкостей, где использование центробежных лопастных нагнетателей просто невозможно (струйный насос дозатор изображенный на рисунке 3).

Рисунок 3 – Струйный насос дозатор для химических веществ

Очень часто принципиальные схемы включения струйных насосов компонуются в последовательное соединение нескольких агрегатов. В этом случае насосы конструируются с разными диаметрами сопла, что позволяет регулировать характеристику нагнетаемого потока в рабочем диапазоне включенных последовательно агрегатов.

Испытание насосов пожарных автомобилей

Насосы пожарных автомобилей испытывают после каждых 5000 км пробега, но не реже одного раза в год. Общая инструкция прописана в Наставлении по технической службе ГПС. При проверке обязательно выполняются следующие условия:

• установка насосов и монтажа трубопроводов проведены в соответствии с требованиями техдокументации на ПА;
• вентили, задвижки, сливные краны открываются и закрываются без дополнительных усилий;
• отсутствует течь в местах основных соединений;
• диагностика частоты вращения вала не превышает 5% номинальной;
• подпор во всасывающем патрубке не превышает 0.4 МПа, а для насосов с уплотнителем пластинчатой набивкой – 0.8 МПа;
• напор на выходе – не более 1.1 МПа.

Методика проверки ПН забором и подачей воды из водоемов состоит в следующем:

• установка машины на водоисточник;
• включение устройства и подача воды при полном открытии задвижек;
• определение величины напора на основании показаний манометра и мановаккуумметра;
• сравнение фактических значений с нормативными показателями.

При испытании уменьшение напора не должно превышать 15% от номинальных показателей.

Во время проверки могут быть выявлены неисправности:

1. Отсутствие подачи воды при пуске. Причина – частичное или полное заполнение насоса воздухом. Для устранения проводят повторный забор при помощи вакуумной системы.
2. Уменьшение подачи воды во время работы. Причина – неплотности во всасывающей линии, мусор на всасывающей сетке или недостаточное ее заглубление.
3. Стук и вибрация во время работы. Причина – ослабли болты креплений, износ шарикоподшипников и шеек вала рабочего колеса.
4. Не прокручивается вал. Причина – засорение или промерзание узлов.
5. Протечка дренажного отверстия. Причина – износ манжет. Устраняется их заменой.
6. Попадание воды в масляную ванну. Причины – засорение дренажного отверстия или износ манжет.

Подробности

Схема, по которой работают струйные насосы

Насос состоит из определенных конструкционных частей, не вращающихся. Все элементы направлены обеспечить смешение рабочей жидкости с инжектируемой. К ним относят:

1.трубопровод, по которому доставляется вода.

2.насосное сопло.

3.трубопровод, чтобы подводить инжектируемую жидкость.

4.камера, где смешиваются потоки.

5.диффузор выхода.

В основе технических характеристик струйных насосов лежит показатель коэффициента эжекции, по – другому его название «подсос». Значение коэффициента находят при соотношении объема рабочей жидкости и объема передвигающейся смешанной жидкости.

Эти насосы имеют небольшой коэффициент полезного действия, но в некоторых ситуациях без них невозможно обойтись. Их обязательно устанавливают при транспортировке газов химического типа, либо жидкостей, когда невозможно использовать центробежные лопастные нагнетатели.

Иногда схема содержит несколько устройств, последовательно соединенные. В этой ситуации насосные агрегаты имеют разный размер сопла для того, чтобы регулировать давление и скорость движения жидкости в рабочем режиме всех включенных аппаратов.

Купить фекальный насос на «Все инструменты»

Плюсы и минусы насосов

Насосные аппараты струйного типа имеют положительные и отрицательные свойства. К положительным характеристикам относят:

1.высокую надежность, износостойкость, большой срок службы.

2.не нуждается в проведении постоянных обслуживающих мероприятиях.

3.имеют небольшую чувствительность к агрессивным средам.

4.имеют простую конструкцию, легкий монтаж.

5.применяют в различных сферах.

Насосы имеют преимущества перед другими аппаратами, потому что не содержат движущиеся детали. Данные агрегаты имеют небольшие габариты, оптимальную массу. Не затратные при эксплуатации, что делает более привлекательным их применение.

Внимание! Применяя струйные агрегаты, возможно сжать газообразную среду, создать давление меньше, чем в атмосфере, то есть сделать вакуум, транспортировать жидкости, твердые среды сыпучего типа, смешать газы с жидкостями

Водоструйный вакуумный насос — простой, но эффективный лабораторный прибор

Вакуумные насосы широко применяются в лабораторной практике для откачки газов, воздуха, паров, для фильтрации под вакуумом, для создания линий вакуума в лабораторных установках.

Для различных задач требуется создание разной степени разряжения (остаточного давления). Современные масляные и мембранные насосы позволяют добиваться давления до 10-10 мм рт.ст., но для стандартных лабораторных задач такие давления требуются редко. Чаще всего бывает вполне достаточно давления 30 … 10 мм рт.см. Такую степень разрежения способен обеспечить самый простой вид вакуумных насосов — водоструйный вакуумный лабораторный насос.

Принцип действия водоструйного насоса

Принцип действия водоструйного насоса — создание разряжения за счет протекающей через трубки струи воды. Давление воды обеспечивает водопровод, никаких дополнительных установок не требуется.

В насосе диаметр трубки, по которой поступает вода из водопроводного крана, постепенно сужается. Это приводит к уменьшению давления воды, но резкому увеличению скорости движения струи. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса.

Степень остаточного давления, которое может обеспечить водоструйный насос, вычисляется давлением паров воды при определенной температуре. Так, при температуре воды +30 °С давление можно понизить до 31,8 мм рт.ст., а при температуре воды +10 °С — до 9,2 мм рт.ст. Таким образом, чем более холодная вода будет поступать в водоструйный насос, тем большего разрежения удастся достичь.

Как действует простой водоструйный насос

Есть несколько конструкций водоструйных насосов. Самые простые из них делаются из стекла и прикрепляются к водопроводному крану через толстую резиновую трубку, которую прочно укрепляют на водопроводном кране и на верхнем конце насоса. К боковому отводу с помощью прочной резиновой трубки подсоединяют сосуд, в котором требуется создать пониженное давление. Лучше всего это делать через промежуточную двух-трехгорлую склянку, которая защитит сосуд с разрежением от попадания воды из насоса при случайном отключении или падении давления воды в кране.

Какие бывают водоструйные насосы

Водоструйные насосы изготавливают из стекла, пластика и металла. Пластиковые и металлические вакуумные насосы не только прочнее, надежнее и долговечнее. Чаще всего они оснащаются дополнительными приспособлениями, делающими процесс установки и эксплуатации проще и удобнее. К таким приспособлениям относятся: накидная гайка с прокладкой для соединения с водопроводным краном; вентиль для отключения насоса; предохранительный клапан, заменяющий промежуточную склянку; манометр или вакуумометр; трехходовый кран для отключения сосуда с разрежением от промежуточной склянки.

Следует отметить важное преимущество стеклянных вакуумных водоструйных насосов — нейтральность стекла к большинству химических веществ, что делает его востребованным в задачах, когда необходимо откачивать агрессивные газы, воздействующие на элементы конструкции металлического или пластикового насоса. В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого. В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная

У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий

В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий

В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого. В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий.

Насос для повышения давления воды и инжекторные насосы

Насос для повышения давления воды

Насосы для повышения напора применяют:

• в коттеджных постройках, чтобы обеспечить работоспособность автономной отопительной системы;
• на даче, чтобы осуществлять подачку воды в системы полива и для летнего душа;
• в ЖКХ, чтобы обеспечивать бесперебойную подачу воды к верхним этажам;
• в промышленной отрасли, чтобы обеспечить циркулирующей водой производственные циклы;
• в отрасли сельского хозяйства, в ирригационных системах.

Стоит отметить, что в производственных масштабах редко пользуются одиночными насосами для повышения давления, а используют такой агрегат как насосная станция, которая является связкой из пары или более насосов.

Каких видов и типов бывают насосы? Насосы для повышения напора воды делятся на два типа:

• одноступенчатые;
• многоступенчатые.

Лучше использовать насос, имеющий несколько рабочих колес, поскольку такой насос максимально повышает напор воды, так как повышение давления производиться каждым рабочим колесом, а показатели мощности в электродвигателе остаются сравнительно небольшими.

Насосы, повышающие давление воды так же включают в себя приборы, относящиеся к помповым водяным насосам и погружным насосам высокого давления, которыми пользуются, чтобы подкачивать воду с больших глубин.

Насосная станция, какая лучше

Вы решили что вам просто необходима насосная станция. Какая лучше, перечень популярных моделей, их характеристики, область применения, мнение потребителей – все это несомненно вас интересует. Что ж, рассмотрим насосные станции поподробнее.

При выборе насосных станций следует уделить внимание таким важным характеристикам:

• глубина втягивания. Этот параметр определят максимальную глубину, с которой станция может производить поднятие воды. Есть один важный момент, учитывается только расстояние между насосом и поверхностью воды. То что находиться ниже поверхности воды не учитывается;
• высота подъема. Этим параметром определяется высота, на которую насосная станция способна подавать воду. Чем выше значение этого параметра, тем большие показатели давления снимаются на выходе насосной станции. К примеру, если данный параметр равен 46 м., то станция создаст давление в 4,6 атм. для идеальных условий, но с учетом всевозможных потерь, этот параметр заметно уменьшается.
• производительность (м3/час). Чаще всего, речь идет о максимальной производительности, то есть той, которая развивается насосной станцией если глубина втягивания и давление равны нулю.

Разделение насосных станций в зависимости от типа насоса

самовсасывающая насосная станция. Такая станция поднимает воду с 9-тиметрового расстояния, причем станции такого типа могут работать даже если в патрубке есть пузырьки воздуха. Недостатком таких приборов можно назвать шумную работу, по этой причине помещение в котором они устанавливаются лучше звукоизолировать;

• многоступенчатая насосная станция. Насосная станция такого типа является более производительной и менее шумной, чем предыдущая. Глубина втягивания таких станций — 8-9 м. Эти приборы обладают более высокой стоимостью, в связи с более сложной конструкцией;
• вихревая насосная станция. Поднимают воду с 7-миметровой глубины, обладают наибольшим напором, но наименьшей производительностью среди всех станций при одинаковой мощности.

Инжекторные насосы для скважин

Для обеспечения автономного водоснабжения (к примеру, на даче) применяют инжекторные насосы для скважин. Устройство такого типа так же дает возможность подавать воду из других источников, таких как водоем или колодец. Кроме этого, они применяются для перекачки воды из накопительных или водопроводных емкостей.

Главная действующая часть в насосной станции называется насосом. Насос может быть эжекторным или инжекторным, их отличие в принципе действия и особенностях использования. Сегодня мы рассмотрим инжекторные насосные станции.

Инжекторные насосные станции лучше подходят для применения в бытовых условиях, так как они обладают большей производительностью и меньше расходуют электроэнергию.

Насосные станции инжекторного типа дают возможность для поднятия воды с 25-тиметровой глубины, именно по этой причине их и можно использовать в скважинах.

Чаще всего в инжекторах насосных станций предусмотрен обратный клапан, для предотвращения такого явления как самопроизвольный спуск воды.

Инжекторный насос для воды и конструкция агрегата

Если ваш загородный дом или дача находится вдали от централизованных систем водоснабжения, а обеспечить себя благами цивилизации хочется, то чтобы добраться до воды, вы можете соорудить на территории своего участка колодец или скважину.

От этого гидротехнического сооружения можно проложить трубопровод к дому и с помощью насосного оборудования обеспечить подачу воды прямо в дом. Однако если ваша скважина или колодец небольшой глубины, то можно использовать обычный погружной насос, но для откачки жидкости из глубокого водозабора понадобится специальное насосное приспособление, называемое инжекторный насос.

Не стоит путать это устройство с его эжекторным собратом, ведь у них есть существенные отличия. В нашей статье мы рассмотрим назначение, принцип действия и достоинства инжекторного насоса.

Особенности и назначение

Насосное приспособление с инжектором – это особый вид насоса, который предназначен для обеспечения автономного водоснабжения загородного дома или дачи. Насос подходит для подъёма воды с большой глубины из разных видов гидротехнических сооружений (скважин, колодцев), различных открытых водоёмов, накопительных ёмкостей и различных резервуаров.

Преимущества насосов

В первую очередь сам принцип инжекторного и эжекторного перемещения жидкости является оптимальным для обслуживания самых разных объектов. Он предусматривает использование компактного оборудования, требующего также подключения малогабаритной инфраструктуры. То есть водойструйными станциями можно оснащать и малые, и крупные предприятия без риска значительного сокращения полезной площади. Также поскольку водоструйный насос не имеет в конструкции вращающихся и трущихся деталей, отмечается и его физическая надежность. Агрегат может долгое время эксплуатироваться под большими нагрузками, не требуя специального обслуживания. Сокращение ресурса может иметь место только при работе с агрессивными средами, но производители на этот случай обеспечивают конструкцию специальными защитными материалами.

Технические показатели помп струйного типа

Все струйные насосы чаще всего имеют невысокие производственные характеристики. Особенно это касается бытовых агрегатов. Так, устройства для домашнего применения способны перекачивать воду из скважины в объеме всего 15-17 л/сек. При этом более сложный профессиональный механизм подаёт от 30 до 50 литров воды в секунду. Но такой показатель формирует и более высокую цену на механизм.

Высота подъема воды для самого простого струйного насоса не превышает отметку 15 метров. Иногда есть вероятность подъема жидкости с глубины 20 метров, но в этом случае производительность и КПД будут снижены еще больше. Если же вопрос идёт о более сложном и мощном оборудовании, то здесь струйный агрегат способен поднимать воду с глубины 50 метров.

Общие сведения

-элеватор, который можно устанавливать в домах с отоплением, имеющим смесители.

-инжектор применяют для теплофикационного типа приборов в энергетике.

Особенности действия агрегата

Струйные насосные аппараты помогают передвигать вещества при разном агрегатном состоянии по трубам, оснащенным соплом, имеющем суженное строение. При том, что устройство сужается, скорость потока увеличивается. Энергия, с которой двигается жидкость, преобразуется в кинетическую.

Такой тип оборудования не является стандартным нагнетательным устройством, так как не дает сильный напор в области трубопроката нагнетательного типа. В насосном аппарате происходит двойное энергетическое преобразование потока.

Основы работы устройства

В сторону сужающегося сопла движется жидкая среда под влиянием давления. Вытекающий из сопла поток делает показатель давления ниже в смесительном отсеке, чем в атмосфере. Другой поток, обрабатываемой среды, перемешивается с жидкостью, и она течет в рабочий отсек.

Когда смешивается рабочий тип жидкости с инжектируемым, то значения давления со скоростью потока выравниваются. Тщательно смешанные среды перетекают в диффузор для выхода. В нем кинетическая энергия среды снижается, увеличивается потенциальная. На выходе из диффузора объем потенциального типа энергии становится таким, что может поступать к узлу потребления, к примеру, в емкость, где собирается жидкость.

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

1. Консольно
2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Применение — струйный насос

Применение струйных насосов наиболее рационально в наклонно направленных скважинах и скважинах со значительным содержанием в продукции коррозионно-активных веществ, механических примесей, при средней глубине динамического уровня ( до 1500 м) и из скважин со средними и высокими дебитами.
 

Наряду с применением струйных насосов для подъема воды и других жидкостей наиболее часто они используются для вызова притока после бурения и очистки призабойной зоны. Использование УОС позволяет достичь глубоких значений депрессии на призабойную зону.
 

Для повышения эффективности применения струйных насосов разработана программа расчета их параметров для работы в нефтяной скважине, позволяющая выбрать оптимальный по энергозатратам или давлению рабочей жидкости режим и соответствующие ему геометрические размеры насосов. Опробование программ показало, что в скважине с естественным газлифтом режим с минимальными энергозатратами достигается при применении больших напоров с уменьшенным расходом рабочей жидкости. В этом случае полнее используется пластовая энергия. На оптимальных режимах с ростом обводненности скважин и снижением газового фактора увеличивается расход энергии. Это связано с повышением расхода рабочей жидкости при некотором снижении давления нагнетания. Более низкое давление можно использовать и при меньшей обводненности, однако тогда не реализуется резерв уменьшения энергозатрат.
 

Некоторые схемы с применением струйных насосов в промышленных установках были приведены в гл.
 

Наряду с рассмотренными вариантами применением струйных насосов имеются и другие области применения.
 

Есть и отрицательные стороны при применении струйных насосов: высокая цена оборудования ( в 2 2 раза дороже, чем ШСНУ, ив 1 5, чем УЭЦН, при прочих равных условиях); необходимость привлечения для обслуживания персонала высокой квалификации.
 

Их принцип работы основан на применении призабойного струйного насоса. Последний обеспечивает непрерывную обратную призабойную циркуляцию без расхаживания бурового снаряда. Благодаря этому ЭКС свободны от недостатков снарядов безнасосного бурения. ЭКС обеспечивают высокое качество керновых проб, в том числе при бурении тонкослоистых пород, прослойки которых значительно отличаются по твердости.
 

Верхняя кривая характеризует границу, выше которой из-за сильной кавитации невозможно применение струйного насоса. Ниже этой линии показана заштрихованная область, где кавитация приемлема. В этом случае необходимо учитывать значительный износ горловины. Область справа, отмеченная точками, — наиболее благоприятная для эксплуатации насосов.
 

Важное достоинство данного варианта состоит в том, что он позволяет осуществлять комплексную виброволновую технологию в горизонтальных, наклонно-горизонтальных скважинах и вторых стволах скважин — на объектах, где технические операции посадки пакера невозможны или крайне затруднены, что исключает применение струйного насоса для создания депрессий на пласт.
 

При работе струйного насоса часть жидкости перетекает по лабиринтному каналу обратно в камеру смешения, проходя при этом магнитную обработку, благодаря чему снижается отложение солей, содержащихся в пластовой жидкости, на поверхности установки. Такое решение расширяет область применения струйных насосов, и увеличивает МРП работы скважины.