Струйный насос: предназначение, устройство, принцип действия

Принцип действия струйного насоса
Струйный насос представляет собой несложное устройство, который придает движение потоку воды.

Данный тип агрегата используется, как нагнетатель. В составе конструкции не содержит детали, движущиеся, соприкасающиеся при работе. От этого насос имеет высокую устойчивость, долгий срок службы.

Данный насос появился в XIX веке, как лабораторное средство, чтобы выкачивать лишнюю воду с воздухом из колб. Далее устройство стали применять в горной промышленности, чтобы выкачивать воду из шахт.

Преимущества и недостатки струйных агрегатов

Среди основных достоинств таких агрегатов выделяют простую и надежную конструкцию, долговечность в эксплуатации, надежность и отсутствие чувствительности к агрессивным средам. В немалой степени данные преимущества обусловлены тем, что струйные насосы избавлены от наличия движущихся деталей, которые в других насосах быстро изнашиваются. К слову, эта же конструкционная особенность позволяет выполнять насосы в небольших размерах, что сказывается и на минимизации расходов в обслуживании. Но есть и недостатки у таких аппаратов, в числе которых выделяют необходимость специальной подготовки рабочих жидкостей и невысокие показатели производительности.

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.

Основным, описывающим техническую сторону струйного насосного утройства, составляет коэффициент «эжекции» (в разных источниках этот же коэффициент называют «подсосом»). Данный коэффициент определяется отношением подачи рабочего объема жидкости к объему перекачиваемого смешанного потока.

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.

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:

Консольно
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.

Принцип работы струйного насоса: технические характеристики

Какие бывают водоструйные установки

Оборудование разработано во множестве конфигураций и модификаций. Водоструйные насосы изготавливают из различных материалов:

Стекло;
Металл;
Пластик.

Пластиковые и металлические вакуумные системы не только надежнее и прочнее, но и долговечнее. Они оснащаются разнообразным дополнительным оборудованием: накидная гайка с надежной прокладкой для качественного соединения с главным водопроводным краном, вентиль, предназначенный для отключения, единый предохранительный клапан, манометр.

Преимущества водоструйных агрегатов – это их простота использования, а также возможность откачивать воду с песком. Они малочувствительны к ее качеству. Вакуумный насос имеет один серьезный недостаток – большие затраты воды при низком коэффициенте полезного действия.

Гидроэлеватор входит в комплект каждого пожарного автомобиля. Его используют для забора воды из водоисточников. Особенно из таких, к которым затруднен подъезд автомобиля, или заболоченных берегов рек и озер. Пожарный гидроэлеватор представляет собой насос эжекторного типа. В таких устройствах вода поступает по рукаву, присоединенному к головке в колено, а далее — в сопло.

На рынке хорошо себя зарекомендовали струйные насосы немецкого производства

Артезианские насосные системы бывают:

Глубинные, их подвешивают к скважине;
Электропогружные, которые соединяются с электродвигателем и устанавливаются в скважину ниже уровня воды.

Струйные насосы практически не используют в традиционных системах водоснабжения и полива. Они нашли свое применение в условиях повышенных нагрузок. Очень хорошо справляются с обслуживанием химикатов и загрязненных сред, сохраняя при этом изначально рабочие характеристики. У них есть такие преимущества, как простота использования и отсутствие необходимости использовать компрессор.

Все вышеперечисленные устройства используются как промышленные, так и бытовые. Во многих областях деятельности человека такие устройства необходимы и очень важны, они справляются со многими задачами, в которых другая техника бессильна.

Как работает струйный насос, схема его 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.

Общие сведения

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.

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»

Внимание! Насадки сопла в насосах могут иметь разные характеристики, это зависит от типа перекачиваемой жидкости, ее свойств.

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.

К отрицательным характеристикам относят:
1.малый показатель КПД оборудования, не превышающий тридцати процентов.
2.требуется подавать большое количество транспортируемой среды на сопло.

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.

Сфера применения струйного агрегата

Хоть КПД насосов данного типа и не высок, все же в некоторых случаях такие механизмы используются достаточно широко и часто благодаря именно принципу своей работы. Основное применение агрегатов такого типа отмечается в таких отраслях:

Пищевая промышленность;
Системы пожаротушения или канализации;
Системы кондиционирования и вентиляции;
Теплогазоснабжающие коммуникации;
В сочетании с лопастными (центробежными) насосами с целью повышения общего КПД;
В качестве вспомогательного оборудования для забора воздуха из рабочей камеры центробежного насоса и его водоприёмной трубы.

Область применения насосов

Данные насосы широко применяются в пожарной отрасли, как смесители в технике, чтобы получать пену, которой тушат пожары. Струйные аппараты применяют для работы паротурбинных установок в энергетике. Они удаляют пар из мест уплотнений турбоагрегатных валов. В химической промышленности с помощью насосов перекачивают кислоты, щелочи. В быту струйный насос можно применять в обустройстве скважин на воду, при строительстве канализации, по которой перемещаются стоки, содержащие песок, ил.

Купить фекальный насос на «Все инструменты»

Виды и классификация насосов

Насос – тип гидравлической машины, который перемещает жидкость путем всасывания и нагнетания, используя кинетическую или потенциальную энергию. Насос необходим для использования в противопожарных технических средствах, для отвода жидкостей в жилых кварталах, при подаче топлива и многих других целях. По области применения, конструкции, принципу действия существует разные виды и типы насосов. При использовании насосов для различных целей необходимо знать, какие виды бывают и чем они отличаются.

Насосы для систем пожаротушения

Основным требованием к насосам системы пожаротушения является подача воды под высоким давлением. Наиболее часто используемыми являются центробежные насосы, так как они позволяют быстро закачать воду за счет центробежной силы. Важными пунктами при выборе насоса для пожаротушения являются:

напор;
частота вращения колеса;
КПД;
высота всасывания;
объем перемещаемой воды.

В зависимости от количества колес с лопастями насосы бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми. Многоступенчатые агрегаты позволяют создать более высокое давление, что в свою очередь, влияет на напор и высоту подаваемой жидкости.

При установке систем пожаротушения в зданиях стоит учитывать, что оборудование необходимо периодически проверять, так как застой может вызвать затруднения при запуске. На пожарных машинах устанавливают центробежные насосы и вспомогательные агрегаты.

Вспомогательные насосы заполняют корпус центробежного насоса жидкостью и отключаются автоматически.

Масляные и топливные насосы

Среди промышленных типов насосов выделяют масляные и топливные устройства, устанавливаемые на двигателях автомобилей и машин и двигателях внутреннего сгорания.

Масляные насосы обеспечивают снижение силы трения между взаимодействующими частями двигателя. Они бывают регулируемыми и нерегулируемыми. В двигателях автомобиля устанавливаются роторные или шестеренные насосы для перекачивания масла.

Топливные насосы устанавливаются в автомобилях в обязательном порядке. Они обеспечивают доставку топлива из бака в камеру сгорания. В зависимости от конструкции топливные насосы бывают: механические и электрические.

Погружные насосы

Погружные насосы применяются при работе на глубине более восьми метров. Все типы погружных насосов обладают системой охлаждения, а также выполнены из прочного материла, помогающего избежать деформации под давлением. Погружные насосы бывают центробежными и вибрационными. В насосах второго типа жидкость всасывается с помощью вибрационного или электромагнитного механизма.

При выборе насоса важно учитывать большое количество факторов:

цель использования;
место использования;
необходимость установки вспомогательных агрегатов;
габариты насоса;
способ работы насоса.

(5 5,00 из 5) Загрузка…

Устройство струйного насоса

Как уже было сказано, струйный насос не содержит в себе вращающихся частей в конструкции. Все элементы и узлы насоса предназначены для обеспечения работы рабочего и инжектируемого потоков.

Конструктивно струйный насос состоит из 4 элементов:

всасывающая камера;
сопло агрегата;
смесительная камера;
выходной диффузор;
насадки для подачи инжектируемой и рабочей жидкостей.

Различные модели данного типа насосов могут комплектоваться разными по характеристикам суживающимися насадками — соплами, в зависимости от вида перекачиваемой среды и ее гидравлических особенностей.

МПК / Метки

Струйный вакуумный насос

Номер патента: 1479711

. при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г.ужгород, ул. Гагарина,03 Изобретение относится к вакуумнойтехнике и может быть использовано вструйных вакуумных насосах.Цель изобретения — сокращение вре 5иени выхода на режим и уменьшениеобратного потока паров рабочей жидкости.На чертеже изображен пароструйныйвакуумный насос, продольный разрез.Струйный вакуумный насос содержиткорпус 1, паропроводы 2 с соплами 3,кипятильник 4, размещенные в нем нагреватель 5 и основания 6 паропроводов 2, причем насос снабжен клапанами 7 конической йормы, установленными в основаниях 6 паропроводов 2 внормально закрытом положении.Насос работает следующим образом.Заливаемая в кипятильник 4 рабочая.

Струйный регулируемый насос

Номер патента: 543780

. диапазона регулирования расхода рабочей среды,Это достигается тем, что в отверстииштока установлена съемная насадка, а дляпредотвращения гидравлического удара в момент замены съемнэй насадки на размещенном в полости насоса конце штока выполнена прорезь для совмещения ее с соплом привыдвижении штока наружу.На фиг. 1 изображен предложенный насос, общий вид; на фиг. 2 — соплэ, шток сотверстием и съемная насадка, поперечнэе543780фФормула изобретения в котором установлен подвижный в радиальном направлении шток 7, один конец которого выведен наружу через уплотнение 8,а другой размещен в полости насоса и имеет отверстие 9, устанавливаемое соосно соплу 4 с помощью фиксатора 10. В отверстии 9 штока 7 установлена съемная насадка11, Между.

Рабочие характеристики

Обычно такие агрегаты, в которых реализуются щадящие, с точки зрения износа конструкции, жидкости, не отличаются высокими эксплуатационными показателями. Отчасти пример струйных насосов это подтверждает, но в некоторых сегментах применения его возможностей вполне хватает. К примеру, производительность аппаратов может достигать 30 л/c. Данный показатель относится к профессиональной технике, а упрощенные конструкции в среднем обеспечивают 15-17 л/c. Что касается высоты подъема, то работа струйного насоса рассчитывается на диапазон 8-15 м, хотя некоторые модификации для специализированного назначения могут обеспечивать и 20-метровый подъем. Но в этом случае заметно снижается производительность и коэффициент полезного действия, поэтому для подобных нужд чаще используют альтернативные конструкции насосов.