Эжектор. Принцип действия и устройство. Что такое эжектор. Водоструйный эжектор.

Водоструйные эжекторы ВЭЖ

Отечественный производитель эжекторов ВЭЖ
Водоструйные эжекторы

Выпускаемые алюминиевые, медные, стальные детали обеспечивают высокие технические характеристики эжекторов ВЭЖ производства ООО «Кингисеппский машиностроительный завод». Производство основано на использовании отечественных материалов и сырья, что в совокупности с применением современных технологий обработки металлов позволяет делать высококачественные водоструйные эжекторы ВЭЖ. Применение компьютерного моделирования позволяет на стадии проектирования учитывать все индивидуальные условия эксплуатации создаваемых деталей, работающих в составе различных судовых энергетических установок и тепловых систем.

Водоструйные эжекторы ВЭЖ производства предприятия КМЗ

Судовые водоструйные эжекторы ВЭЖ являются гидравлическими устройствами, насосами, в основе работы которых лежит закон Бернулли. Работая, водоструйный эжектор будет создавать на участке сужения сечения область с низким давлением. В итоге, понижается существующее давление потока, и вызывается подсос в поток другой среды. Другими словами, водоструйный эжектор выступает в качестве водоструйного насоса, который создаёт разрежение, благодаря которому вещество выкачивается. На всю продукцию выдается сертификат РРР и РМРС.

Водоструйный эжектор: 1 – приёмный патрубок; 2 – сопло; 3 – камера смешения; 4 – диффузор.

Конструктивная схема водоструйных эжекторов ВЭЖ

Устройство – ВЭЖ (водоструйный эжектор) используют на различных типах судов, где требуется откачать воду. Кроме того, он активно используется, когда необходимо очистить те или иные предметы, которые на протяжении длительного времени находились под водой. Водоструйным эжектором ВЭЖ принято также пользоваться для создания вакуума, а также тогда, когда требуется удалить неконденсирующиеся газы в технологическом оборудовании (термическая обработка воды, подающаяся в котельное оборудование).

Водоструйный эжектор ВЭЖ
Номенклатура производимой продукции ВЭЖ

Примечания:

• При использовании стационарных водоотливных эжекторов (или зачистных) номинальная подача составляет 0.8 от номинальной подачи по воде.
• Эжекторы предлагаемого ряда могут работать в различных режимах, в том числе при давлении на входе 0.3 — 0.4 МПа, при этом рабочие характеристики определяются дополнительно.

Заготовки корпуса эжектора ВЭЖ водоструйного

Водоструйные эжекторы применяются для деаэраторов вакуумных, в качестве газоотсасывающих устройств. Эжектор включает в себя сопло, к которому подводится рабочая вода; в своё время парогазовая смесь поступает во входную камеру. В эжекторе имеется так называемая камера смешения. Парогазовая смесь конденсируется на начальном участке вытекающей из сопла рабочей воды, а оставшийся пар конденсируется в камере смешения и диффузоре. Именно здесь осуществляется смешение воды и воздуха, а также повышение общего давления. Водогазовая эмульсия отводится из эжектора в бак рабочей воды.
Эжекторы водоструйные переносные с открытыми резьбовыми концами:

Процесс изготовления патрубка, сборки и сварки эжектора водоструйного ВЭЖ

Коллектив завода состоит из квалифицированных специалистов предприятий судостроительной отрасли и оборонной промышленности, что обеспечивает высокое качество продукции. В структуру компании, помимо основного производства, входят конструкторский и технологический отделы. Цеха предприятия оснащены полным спектром металлообрабатывающего оборудования. Наяду с обрабатывающими центрами ЦПУ в эффективном взаимодействии задействовано универсальное токарное, фрезерное, шлифовальное, эрозионное, сварочное и термическое оборудование. Грамотный менеджмент позволяет максимально качественно и быстро производить замкнутый цикл работ по проектированию и изготовлению различных видов изделий, технологической оснастки, пресс-форм, штампов.

Строение и принцип действия

По способу действия самовсасывающий насос может быть вихревым и центробежным. В обоих ключевым звеном является крыльчатка только имеет она разное строение и установлена в корпусе разной форы. От этого меняется принцип работы.

Центробежные

Центробежные самовсасывающие насосы имеют интересное строение рабочей камеры — в виде улитки. В центре корпуса закреплены рабочие колеса. Колесо может быть одно, тогда помпа называется одноступенчатой, может быть несколько — многоступенчатая конструкция. Одноступенчатые всегда работают на одной мощности, многоступенчатые могут в зависимости от условий изменять производительность, соответственно, являются более экономичными (меньше расходую электроэнергии).

Устройство самовсасываюшего центробежного насоса

Основной рабочий элемент в данной конструкции — колесо с лопастями. Лопасти загнуты в обратном направлении по отношению к движению колеса. При движении они как-бы расталкивают воду, отжимая ее к стенкам корпуса. Такое явление называется центробежной силой, а зону между лопастями и стенкой называют «дифузор». Итак, рабочее колесо движется, создавая на периферии область повышенного давления и подталкивая воду в сторону выходного патрубка.

Схема движения воды в центробежном насосе

Одновременно в центре рабочего колеса образуется зона пониженного давления. В нее засасывается вода из подающего трубопровода (всасывающей магистрали). На рисунке выше поступающая вода обозначена желтыми стрелками. Далее она крыльчаткой проталкивается к стенкам и за счет центробежной силы поднимается наверх. Этот процесс постоянный и бесконечный, повторяется до тех пор, пока крутится вал.

С принципом действия центробежных насосов связан их недостаток: создавать центробежную силу из воздуха крыльчатка не может, потому перед работой корпус заполняют водой. Так как часто работают помпы в прерывистом режиме, чтобы вода не вытекала из корпуса при останове, на всасывающем патрубке ставят обратный клапан. Вот такие особенности работы центробежных самовсасывающих насосов. Если обратный клапан (он должен быть обязательно) на подающем трубопроводе стоит внизу, заполнять приходится и весь трубопровод, а для этого понадобится не один литр.

Вихревые

Вихревой самовсасывающий насос отличается строением корпуса и рабочего колеса. Рабочее колесо — диск с короткими радиальными перегородками, располагающиеся по краям. Называется он импеллер.

Строение вихревого насоса

Корпус сделан так, что он довольно плотно охватывает «плоскую» часть рабочего колеса, а в районе перегородок остается значительный боковой зазор. При вращении импеллера вода увлекается перемычками. За счет действия центробежной силы она отжимается к стенкам, но через какое-то расстояние снова попадает в зону действия перегородок, получая дополнительную порцию энергии. Таким образом в зазорах она еще и закручивается в вихри. Получается сдвоенный вихревой поток, что и дало название оборудованию.

Благодаря особенностям работы вихревые насосы могут создавать давление в 3-7 раз больше, чем центробежные (при одинаковых размерах колес и скорости вращения). Они идеальны, когда необходим малый расход и высокое давление. Еще один плюс — они могут качать смесь воды и воздуха, иногда даже создают разрежение если заполнены только воздухом. Это делает проще его запуск в работу — не надо заполнять камеру водой или достаточно ее небольшого количества. Недостаток вихревых насосов — низкий КПД. Он не может быть выше 45-50%.

Выбор: встроенный или внешний?

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

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

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

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

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

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины. Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

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

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

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

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

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

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

Особенности и разновидности конструкции

Насос эжекторного типа бывает двух видов:

• с внешним расположением эжектора;
• с внутренним (встроенным) расположением эжектора.

Выбор того или иного вида компоновки эжектора обусловлен требованиями, которые предъявляются к насосному оборудованию. Для отсасывания воздуха из разных ёмкостей используется ещё одна разновидность таких агрегатов – воздушный эжектор. У него несколько иной принцип действия. В нашей статье мы изучим приспособления для облегчения перекачки воды.

Внутренний эжектор

Насосное оборудование со встроенным эжектором имеет более компактные размеры. Кроме того создание напора жидкости и её забор для рециркуляции происходит внутри насосного оборудования

Насосное оборудование со встроенным эжектором имеет более компактные размеры. Кроме того создание напора жидкости и её забор для рециркуляции происходит внутри насосного оборудования. В таком насосе используется более мощный мотор, способный обеспечить рециркуляцию жидкости.

Преимущества такого конструктивного решения:

• агрегат не чувствителен к тяжёлым примесям в воде (илу и песку);
• поступающую в оборудование воду не нужно фильтровать;
• прибор подходит для подъёма воды с глубины не более 8 м;
• такое насосное оборудование обеспечивает достаточный напор жидкости для бытовых нужд.

Среди недостатков стоит отметить следующее:

• этот насос издаёт очень много шума во время работы;
• для монтажа такого агрегата лучше выбирать место подальше от дома и сооружать специальное помещение.

Внешний эжектор

Для выполнения наружной установки эжектора рядом с насосным оборудованием необходимо оборудовать бак, в который стоит набрать воду

Для выполнения наружной установки эжектора рядом с насосным оборудованием необходимо оборудовать бак, в который стоит набрать воду. В этой ёмкости будет создаваться рабочий напор и необходимое разрежение для облегчения функционирования насосного оборудования. Само эжекторное устройство подключается к той части трубопровода, которая погружается в скважину. В связи с этим есть ограничения на диаметр трубопровода.

Преимущества выносного эжектора:

• благодаря такой конструкции можно поднимать воду со значительной глубины (до 50 м);
• удаётся снизить шум от работы насосного оборудования;
• такую конструкцию можно располагать прямо в подвале дома;
• без снижения эффективности работы насосной станции эжектор можно размещать на расстоянии 20-40 м от скважины;
• благодаря тому, что всё необходимое оборудование находится в одном месте, проще выполнять ремонтные и пусконаладочные работы, что способствует более продолжительному сроку службы всей системы.

Недостатки наружного расположения эжекторного приспособления:

• производительность системы снижается на 30-35 процентов;
• ограничения в выборе диаметра трубопровода.

Встроенный эжектор

При этом забор воды для рециркуляции, а также создание напора в эжекторе, создается в самом насосе. Такая компоновка позволяет уменьшить габариты установки.

Насос с внутренним эжектором практически не восприимчив к наличию взвеси в виде песка и ила. Нет необходимости обязательно фильтровать поступающую воду.

Станция используется для забора воды с глубины до 8 метров. Она создает достаточный напор для обеспечения большого хозяйства, где вода в основном используется для полива.

Недостатком внутреннего эжектора является повышенный уровень шума во время работы. Его установку лучше выполнять за пределами жилого здания, лучше всего в отдельном подсобном помещении.

Электромотор подбирается заведомо более мощный, чтобы он смог обеспечить и систему рециркуляции. Однако это сравнение уместно только в ситуации с глубиной скважины до 10 метров. При большей глубине насосы с эжектором попросту не имеют альтернативы, разве что только погружного типа, для которого требуется оборудовать скважину с большим диаметром.

Самодельный эжектор для насосной станции – пример сборки

Почти каждый, кто занимался обустройством автономного водоснабжения, сталкивался с проблемой недостаточной подачи воды на всасывание насосом. Из курса физики мы знаем, что атмосферное давление позволяет подавать воду максимум с 9-метровой глубины.

На практике эта цифра уменьшается до 7 и даже до 5 м уверенной подачи. Решить проблему поможет эжектор для насосной станции, позволяющий увеличить напор воды. Промышленность выпускает такое оборудование, входящее в состав насосных станций и насосов.

Устройство и принцип действия установки

Эжектор – устройство, предающее энергию двигающейся с большой скоростью среды другой, менее подвижной. В сужающемся сечении аппарата возникает зона пониженного давления одной из сред, провоцируя подсос второй среды в ее поток.

Что дает возможность ей передвигаться и удаляться от точки всасывания, используя для движения энергию первой среды.

Внутреннее устройство эжектора. Это оборудование используется для обеспечения добавочных метров подъема воды и страхования насоса или станции от нежелательного сухого хода в случае внезапного понижения уровня скважины

Установки с внутренним эжектором предназначаются для перекачки воды из неглубоких, не более 8 м, скважин, накопительных резервуаров, колодцев или водоемов.

Отличительная черта устройства – способность «самовсасывания», позволяющая захватывать воду, находящуюся ниже уровня входного патрубка. Поэтому для корректной работы аппарата требуется предварительная заливка его водой.

Рабочее колесо устройства нагнетает жидкость, отправляет к входу в эжектор, создавая тем самым эжектирующую струю.

Она, продвигаясь по сужающейся трубке, разгоняется. Соответственно, давление внутри струи уменьшается. Таким образом, и давление внутри камеры всасывания так же существенно уменьшается.

Если подключить к входному патрубку трубу и опустить ее в воду, она начнет с силой всасываться в устройство.

Насосная станция с выносным (слева) и внутренним (справа) эжектором. Оборудование с выносным эжектором может быть установлено на приличном расстоянии от колодца или скважины

Еще одна разновидность поверхностных установок – насосная станция с выносным эжектором. Их отличает наличие внешнего эжектора, погружающегося в источник водоснабжения. Устройство и сфера применения установок в целом такая же, как и у аналогов с внутренним эжектором.

Существенное отличие – возможность использования устройства на глубинах более 10 м. Кроме того такие насосы чрезвычайно требовательны к условиям монтажа внешнего эжектора.

Трубы, соединяющие его с насосом, должны быть установлены строго вертикально, иначе входная магистраль может быть завоздушена и потеряет работоспособность.

Наиболее оптимально использовать такое устройство для работы на глубине 15-20 м, хотя некоторые производители указывают как максимальную отметку в 45 м. Понятно, что с увеличением высоты подъема характеристики работы насоса ухудшаются. В целом устройства с выносным эжектором имеют меньший КПД, чем с внутренним.

Он составляет всего лишь 30%. Зато они позволяют избавиться от шума, создающегося аппаратом, и дают возможность размещать установку в нескольких десятках метров от колодца.

Подключение

В случае с внутренним эжектором, если он включен в конструкцию самого насоса, монтаж системы мало чем отличается от установки безэжекторного насоса. Достаточно просто присоединить трубопровод от скважины к всасывающему входу насоса и обустроить напорную линию с сопутствующим оборудованием в виде гидроаккумулятора и автоматики, которая будет управлять работой системы.

Для насосов с внутренним эжектором, в которых он закрепляется отдельно, а также для систем с внешним эжектором добавляется два дополнительных этапа:

• Прокладывается дополнительная труба для рециркуляции от напорной линии насосной станции к входу эжектора. Подключается основная труба от него к всасу насоса.
• К всасу эжектора подключается патрубок с обратным клапаном и грубым фильтром для забора воды из скважины.

При необходимости в линию рециркуляции устанавливается вентиль для настройки. Это особенно выгодно, если уровень воды в скважине находится много выше, чем рассчитана насосная станция. Можно уменьшать напор в эжектор и тем самым поднимать напор в системе водоснабжения. У некоторых моделей имеется уже встроенный вентиль для подобной настройки. О его размещении и способе регулировки указано в инструкции к оборудованию.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Первичный запуск насосной станции рекомендуется выполнять по следующей схеме:

1. Залить воду в насос через специальное отверстие.
2. Перекрыть кран, по которому вода поступает из насосной станции в водопроводную систему.
3. Включить насос примерно на 10-20 секунд и сразу отключить.
4. Открыть кран и стравить часть воздуха из системы.
5. Повторять цикл кратковременных включений/отключений насоса в сочетании со стравливанием воздуха до тех пор, пока трубы не заполнятся водой.
6. Снова включить насос.
7. Дождаться заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.
8. Открыть любой водопроводный кран.
9. Подождать, пока вода вытечет из гидроаккумулятора, и насос включится в автоматическом режиме.

Если при пуске системы с эжектором вода не пошла, возможно, в трубы каким-то образом просачивается воздух, или же первоначальная заливка водой не была выполнена правильно. Имеет смысл проверить наличие и состояние обратного клапана. Если его нет, вода просто будет выливаться в скважину, а трубы останутся пустыми.

Эти моменты следует учесть и при использовании насосной станции с эжектором, которая запускается после длительного хранения. Обратный клапан, целостность труб и герметичность соединений лучше всего проверить сразу же.

Если эжектор нужен для улучшения напора воды в системе, а не для увеличения глубины забора воды, можно использовать описанную выше модель самодельного эжектора.