Винтовой насос для скважины – устройство, принцип действия, назначение, виды, установка, эксплуатация

Для обеспечения стабильности и долговечности работы автономной частной скважины необходимо подбирать оборудование для перекачки воды, как можно более простое в конструкции, но при этом и надежное, и функционирующее в любых условиях. Как нельзя лучше для этого подходит винтовой насос. Разберем, каково его устройство, принцип действия и назначение, какие виды бывают и в чем их специфика, какими плюсами и минусами обладает, каковы особенности его эксплуатации и правила установки.

Винтовой насос эффективно перекачивает воду даже при большом содержании в ней песка Источник strategic-zone.ru

Винтовой насос – устройство, принцип действия, назначение

Насосное оборудование, основной рабочий узел (ротор) которого имеет форму винта или шнека, предназначен прежде всего для перекачки жидких сред с высоким показателем вязкости. Например, он без труда может в рамках заданных рабочих характеристики перекачивать воду с песком или масло.

Поэтому ими часто оснащают не только различные производственные циклы, но и частные автономные скважины, не отличающиеся стабильностью показателя работы – то есть на дне которых часто возникают отложения ила, глины или песка. Это прежде всего абиссинские колодцы, слаботочные скважины, обычные колодцы или водоемы. Кроме того, оборудование относится к погружному типу, а это означает, что оно обладают максимальным напором и оптимальным образом подходит именно для установки в скважину, особенно в регионах, где бывает зима.

Бытовой винтовой насос имеет следующее устройство:

• Отдельный отсек для размещения вертикального однофазного электропривода с ротором сухого типа. Разделяется с гидравлической частью масляной камерой. В нижней области размещается конденсатор пуска.

Схематическое устройство винтового насоса Источник dfogorod.ru

• Гидравлический отсек корпуса. Внутри него находится рабочий шнек с муфтой в резиновой обойме и фильтр для воды. В самом корпусе имеются водозаборные отверстия, проходя через которые вода проталкивается винтовым механизмом к патрубку.
• Перфорированный цилиндр из нержавеющий стали – для забора воды.
• Крышка с проушинами – на ней располагаются петли для крепления подъемного троса и выходная трубка с резьбой для фиксации клапана обратного типа и водоподъемного рукава.

Корпус насоса изготавливается из нержавеющий стали, чугуна или пластика.

Механизм действия

Принцип работы винтового насоса для скважины сводится к следующему простому алгоритму:

1. Вода из скважинного канала проникает внутрь рабочей камеры через перфорированную часть корпуса.
2. Вращающийся шнек производит забор воды и направляет ее к выходному патрубку.
3. Образуемая при этом винтовая ось между корпусом и выступами шнека препятствует выходу воды наружу.

При этом чем с большей частотой вращается ротор с винтом, тем выше скорость подачи, и тем больше объем перекачиваемой в единицу времени воды.

Основной рабочий элемент насоса – ротор с винтом Источник sadovij-pomoshnik.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на водоснабжении, канализации и сопутствующих работах

Назначение

Применяются винтовые насосы в быту, когда требуется решить следующие насущные вопросы:

• Постоянное или сезонное водоснабжение частного дома, дачи, бани.
• Заполнение и опорожнение искусственных водоемов – бассейна, пруда, емкостей для полива огорода или обогрева дома.
• Орошение зеленых зон, сада, огорода.
• Дренаж пониженных областей рельефа, а также внутри строений при сезонном подъеме воды или наводнении.
• Первичная прокачка скважины после бурения.
• Чистка скважин и колодцев от донных отложений.

Важно! При выборе насоса винтового типа необходимо обратить внимание на размеры его главного рабочего элемента – шнека. Чем больше его длина, тем более производительным является оборудование.

Плюсы и минусы

Шнековый насос для скважины отличается следующим рядом преимуществ:

• Достаточно высокая производительность – до 70%.
• Минимальная базовая цена – намного дешевле центробежных аналогов.
• Простота устройства, задающая несложную эксплуатацию, надежность, долговечность и при необходимости быстрый и доступный ремонт.

Основные рабочие элементы винтового насоса легко купить и при необходимости заменить Источник burnavody35.ru

• Возможность перекачивать воду с частицами песка, ила и глины без урона внутренним рабочим элементам. Это позволяет устанавливать насосы данного типа в скважины на песке, в водозаборе которых часто возникают донные отложения, и где насосы других типов быстро ломаются.
• Максимальная глубина забора воды – 8,5 м.
• Хорошие эксплуатационные характеристики – отсутствие шума и пульсации, небольшие габариты.

Недостатки проявляются в следующем:

1. Высокая стоимость на качественно изготовленные модели известных производителей. Объясняется это прежде всего сложностью технологии производства.
2. Перегорание при работе вхолостую, то есть когда рабочая часть окажется вне воды.
3. Отсутствие регулировки объема водозабора.

На заметку! Винтовые модели характеризуются небольшим диаметром и вытянутой формой, что, однако, не ограничивает их производительности. Поэтому их весьма удобно использовать в качестве погружного оборудования для скважин небольшого диаметра.

Винтовой насос обладает небольшим диаметром, но немалой мощностью Источник tssp.kz

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.

Разновидности

Ввиду того, что винтовые насосы могут иметь разное назначение и условия применения, то и различаться они могут по конструкционным признакам и принципу действия. Существуют следующие основные модификации:

• Шнековые. Предназначены для перекачки воды с твердыми частицами, а также химически агрессивных жидкостей. Устанавливается как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Подходит и для скважин, и для колодцев. Отличаются простой конструкцией и низкой стоимостью.
• Штанговые. Основное назначение – перекачка вязких сред, например, в нефтеперерабатывающей отрасли. В состав устройства входит внешний привод, колона вращения и сальник устьевого типа. Характеризуется большой мощностью, но и высокой ценой.
• Вакуумные. В конструкции имеются 2-а вращающихся в противоположные стороны ротора. Принцип действия основан на том, что вода сначала попадает в пространство между цилиндром и камерами, а затем выходит в выводной патрубок.

Винтовой насос шнекового типа Источник stroy-podskazka.ru

Обратите внимание! Бытовые модели винтового типа подразделяются по допустимой глубине применения. Стандартные экземпляры позволяют качать воду с глубины до 25 м при низком уровне дебета. Глубинные их аналоги отличаются удлиненным шнеком, и предназначены для подъема воды до 100 м из артезианских источников.

Особенности эксплуатации

Винтовой насос для скважины может проработать не один десяток лет в безаварийном состоянии благодаря следующим особенностям эксплуатации:

1. Охлаждение мотора осуществляется естественным образом – самой перекачиваемой водой. Поэтому располагается всегда ниже заборных отверстий.
2. Бесшумность работы оборудования позволяет делать скважину максимально близко к дому.
3. Отсутствие вибраций исключает воздействие мотора на стенки скважинного канала.
4. Обнаружение поломок и неисправностей оборудования доступно даже непрофессионалу – ввиду простоты устройства.

Модели винтового типа одинаково эффективно работают при вертикальном и горизонтальном расположении. Это значит, что их можно использовать для перекачки воды не только из скважины, но также реки, ручья, колодца и любого другого подходящего водоема.

Принцип работы

Сегодня насос скважинный шнековый весьма распространен в самых различных отраслях. При рассмотрении того, как работает погружной насос для скважины отметим следующие моменты:

1. Напор создается за счет вращения шнека.
2. Для вращения устанавливается электрический двигатель. Он может характеризоваться достаточно большим количеством различных свойств, к примеру, мощностью и энергопотребления.
3. Корпус обеспечивает требуемый уровень герметичности. Он изготавливается из металла и пластика, также есть и резиновые прокладки.

В целом можно сказать, что принцип работы устройства определяет его весьма широкое распространение.

Правила установки

Для того чтобы погружной винтовой насос прослужил как можно дольше, в ходе монтажа должны соблюдаться следующие правила:

• Водоподъемная труба должна выдерживать наибольшее давление в системе и соответствовать размерам выходного патрубка.
• Гибкий шланг должен исключать образование скруток и перегибов.
• Подъем-опускание оборудования должно осуществляться с помощью нейлонового или стального троса. В любом случае насос не должен подвешиваться за электропроводник.
• Диаметр обсадной трубы должен позволять свободно проходить оборудованию с учетом кабеля и труб.
• Насос не должен находиться от дна скважины ниже чем на 0,5 м.
• Агрегат не должен качать воду при закрытой водозапорной арматуре.
• Насосное оборудование должно оснащаться защитным датчиком сухого хода.
• Электрокабель не должен находиться в бухте, так как это приведет к перегреву и плавлению изоляции.

Совет! Если модель не оснащается с завода обратным клапаном, его необходимо установить при монтаже – на выходную трубку перед водозаборной магистралью.

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. Чтобы избежать разрыва напорного шланга устанавливается байпасный клапан. Он механически отрегулирован для открытия при определённом давлении и позволяет жидкости, которая двигается по инерции стекать обратно в ёмкость.

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.

Коротко о главном

Винтовое насосное оборудование перекачивает воду за счет движения специального рабочего элемента винта. Такое устройство позволяет без повреждения перекачивать не только воду, но и более вязкие среды, в том числе с включением песка, ила и глины. Насос состоит из электрооборудования с мотором, гидравлической части, водозаборного цилиндра, крышки с проушинами и патрубком.

Вода, попадая через отверстия, поступает на винт, который в ходе вращения поднимает ее и подает в выходной патрубок. Применяется шнековый насос в быту для подачи воды в дом или баню, заполнения или опустошения бассейна и прочих резервуаров, полива растений, дренажа затоплений, а также прокачки и прочистки скважины. Главные его плюсы:

• Низкая базовая цена.
• Большая производительность.
• Простая конструкция.
• Возможность перекачки воды с илом и песком.
• Наибольшая глубина забора – 8,5 м.
• Приемлемые эксплуатационные параметры.

Недостатки связаны с высокой стоимостью качественных моделей, быстрым перегоранием при работе в холостую и отсутствии регулировки объема забора воды. Насосы разделяются на 3 типа – шнековые, штанговые и вакуумные. У каждого из них есть свои плюсы, минусы и специфика применения. Долговечность и безаварийность работы обеспечивают специальные условия эксплуатации и соблюдение особых правил при установке.