Вибрационные насосы

Проблема, связанная с распространением погружных вибрационных насосов, заключается в их простоте в использовании и длительном сроке службы. Изнашиваются в основном только обратный клапан и резиновый поршень, тогда как остальные компоненты изготовлены из высококачественного, износостойкого металла, что обеспечивает им долгую эксплуатацию без значительных повреждений.

Погружные вибрационные насосы: механизм действия и свойства

Погружные вибрационные насосы предназначены для перекачивания воды из колодцев или мелкослойных скважин в системы водоснабжения домов. Они также эффективно откачивают накопившуюся воду из подпольных помещений и обеспечивают полив садов и огородов.

Особенности конструкции

1. Силовой элемент. Он состоит из электрической катушки, в которой установлен П-образный сердечник, выполненный из пластин трансформаторной стали. Этот силовой элемент функционирует как электромагнит. Чтобы улучшить теплоотвод и защитить компонент от жидкости, он заливается эпоксидной смолой, смешанной с белым песком.

2. Вибратор. В него входят П-образный якорь и стальной шток, который фиксируется в корпусе вибратора. Амортизатор выполнен из прорезиненной стали и фиксируется на штоке двумя гайками. Поверх амортизатора установлена муфта из алюминиевого сплава, дополненная диафрагмой из резины, которая отделяет электрическую часть насосной системы от рабочей камеры, где происходит перекачка воды. После диафрагмы устанавливается резиновый поршень, укреплённый гайкой. Внутреннее отверстие поршня усилено стальной втулкой, а с двух сторон монтируются шайбы для регулировки хода поршня.

3. Внутренняя камера. Именно через неё перекачиваемая вода поднимается во внутреннюю часть насоса.

4. Обратные клапаны. Эти детали изготавливаются из резины. Когда насос всасывает воду, клапаны открываются, позволяя жидкости поступать во внутреннюю камеру устройства. При увеличении давления воды в этой камере клапаны закрываются, препятствуя обратному току воды.

5. Всасывающие отверстия. Они обеспечивают вход воды в внутреннюю камеру насоса.

6. Напорный патрубок. Через этот элемент происходит выталкивание воды из нагнетающей камеры.

В основном в конструкции вибрационного насоса подвержены износу наиболее уязвимые детали, такие как поршень и обратные клапаны. Особенно быстро они выходят из строя, если насос перекачивает воду с содержанием твёрдых частиц.

Принцип работы вибрационного насоса основывается на изменении давления воздуха и воды в внутренней камере благодаря возвратно-поступательным движениям поршня:

• Когда электрический ток проходит через витки катушки насоса, в сердечнике создаётся магнитное поле, которое меняет своё направление 50 раз за каждую секунду.
• В результате этого переменного магнитного поля якорь насоса попеременно притягивается к сердечнику катушки и отталкивается от него, вызывая возвратно-поступательные колебания (вибрации).
• Движение якоря передаётся через шток поршню, который перемещается внутри рабочей камеры. Когда поршень движется к якорю, объём рабочей камеры увеличивается, что создаёт разрежение и способствует всасыванию жидкости. Когда поршень движется в обратном направлении, давление в камере увеличивается, и обратный клапан закрывается, выталкивая воду в напорную магистраль. Эти циклы всасывания и выталкивания повторяются с частотой 50 раз в секунду.

Принцип действия вибрационных насосов.

Вибрационные насосы работают как система неподвижного электромагнита и подвижного якоря, который через резиновый подвес передаёт колебания на резиновый поршень. Поршень устанавливается на границе между всасывающей и нагнетающей камерами. Всасывающая камера соединяется с внешней средой через обратный клапан, а вода из нагнетающей камеры подаётся в трубопровод. При этом частота колебаний поршня составляет 100 Гц, что вдвое больше, чем предполагается многими, ожидающими 50 Гц. Эта разница объясняется тем, что хотя частота переменного тока действительно составляет 50 Гц, за одно полное колебание происходит два максимума — положительный и отрицательный. Поэтому намагничивание происходит дважды за один цикл.

Рис. 2. Устройство вибрационного насоса.

Причины поломок

Надежность такого насоса может нарушаться в первую очередь из-за воздействия вибраций на электромагнитную систему. Несмотря на изолированный провод, вибрации часто приводят к повреждению изоляции, что вызывает короткое замыкание между витками. Поэтому критически важно обеспечить надёжную изоляцию и герметизацию катушки в корпусе насоса во время его производства. Замена катушки занимает много времени, однако с опытом это можно сделать самостоятельно.

Чаще всего повреждаются резинотехнические детали, особенно поршень. Он особенно уязвим при наличии твёрдых частиц в воде или в случае работы без воды, когда клапан расположен сверху. Заменить порванный поршень достаточно просто, главное установить правильное положение на оси якоря с помощью регулировочных шайб. Даже если вы не знаете точных данных о положении, с несколькими попытками вы сможете его отрегулировать. Замена же обратного клапана не требует каких-либо дополнительных регулировок.

Кроме того, из-за вибраций может ослабляться крепление резьбовых соединений, поэтому периодическая проверка состояния болтов и гаек корпуса и поршня будет разумной мерой.

Возникают два основных типа вибрационных насосов: с верхним и нижним расположением всасывающих отверстий. Первый тип имеет явные преимущества. Поршневая система меньше подвергается воздействию твёрдых частиц, а также уменьшается риск перегрева при понижении уровня воды. В результате, основными повреждениями становятся лишь резиновый поршень, который легко заменяется.

Существует распространённое мнение, что вибрационные насосы зачастую снабжены термодатчиками для предотвращения перегрева, однако это возможно только в устройствах у известных производителей. На практике, большинство недорогих моделей не имеют такой защиты.

Рабочий процесс и определение вибрационного насоса

Что же такое вибрационный насос? Это погружной насос, в котором поршень совершает возвратно-поступательные движения, что позволяет поднимать воду. Он может использоваться для извлечения воды из различных источников, например, скважин, водоёмов или колодцев, а также для откачивания жидкости из затопленных подвалов и просеивания песка в открытых скважинах.

Срок службы и работоспособность насоса могут снижаться, особенно если он используется в трудных условиях. Работоспособность насоса основывается на изменении уровней давления в нагнетающей камере. При подключении к электрической сети ток подаётся на катушку насоса, формируя магнетное поле, которое и приводит к движению поршня.

Схема вибрационного насоса

Таким образом, через шток происходит движение поршня к нагнетающей камере, вводя воду в всасывающую камеру. Сначала вода поступает через клапаны из источника. Затем магнитное поле исчезает на короткий момент, амортизатор отбрасывает шток, и поршень давит на воду.

После чего обратный клапан закрывается под давлением, и вода поступает в нагнетательную камеру. Далее соединение повторно активируется, происходит оттягивание поршня, и давление в нагнетающей камере повышается, что снова запускает процесс извлечения воды. В результате, циклы намагничивания и размагничивания происходят с частотой 100 раз в секунду, в соответствии с чем и возникает название вибрационного насоса.

Установка вибрационного насоса

При установке вибрационного насоса крайне важно учитывать, что вибрации, исходящие от него, могут негативно повлиять на площадку монтажа. Поэтому начинаем с простого анализа, как правильно выбрать и использовать насос, а в каких ситуациях его эксплуатация может быть нежелательной. Например, в одних случаях насос работает надлежащим образом, а в других может привести к обрушению фундамента здания.

Начнём рассмотрение с использования насосов в колодцах. Когда чистая вода выкачана, достаточно отключить насос на короткий срок, чтобы дать воде настояться, что позволит избежать получения грязной воды с песком. Однако ситуация с насосами в скважинах иная. В этом случае труба проникает до водоносного слоя и имеет фильтр с мелкой сеткой на конце, препятствующий попаданию частиц в водопровод.

Схема вибрационного насоса

Во время работы вибраций поднимаются крупные частицы вверх по трубе, в то время как мелкие оседают рядом с фильтром. Если размер мелких частиц совпадает с ячейками фильтра, то он может забиться, снижая скорость потока воды. Если же песок меньше ячеек, то он может полностью забить трубу и насос. В таком случае лучше поднять насос и провести его чистку, а также пригласить квалифицированных специалистов для разблокировки скважины. В итоге, использование вибрационного насоса в скважинах предпочтительно в случае, когда присутствуют только крупные частицы.

Теперь о правилах установки. Важно, чтобы диаметр трубы скважины был не менее 100 мм, насос должен находиться вертикально и в свободном состоянии без контактов со стенками трубы. Максимальная глубина погружения, которую допускается, не превышает 3 метров; превышение этого значения может вызвать неисправности в электронике насоса.

Где купить хороший погружной насос

Купить мощный и надежный погружной вибрационный насос по доступной цене с гарантией качества можно в интернет-магазине MILLENIUM. Цены на насосы варьируются в зависимости от их конструкции и длины кабеля. Например, модель с длиной кабеля 10 метров и верхним забором жидкости стоит от 1850 рублей, а вариант с 25 метровым кабелем и забором снизу будет стоить минимум 2600 рублей.

Компания предлагает различные варианты доставки заказов:

• самовывоз из магазинов или складов MILLENIUM;
• доставка курьером;
• доставка транспортными компаниями.

Основные характеристики вибрационного насоса

При выборе подходящего насоса важно учитывать множество характеристик. К основным из них относятся:

1. Производительность. Этот параметр является одним из самых важных, так как определяет количество воды, которое насос может перекачать за конкретный промежуток времени. Низкий уровень производительности составляет всего 360 литров в час, в то время как на рынке есть модели с производительностью до 2000 литров в час.
2. Высота подъема. Это также важный фактор при выборе насоса. Он определяет, с какой глубины может подниматься вода. Наиболее распространены модели, которые обеспечивают необходимый набор с глубины около 60 метров. Следует учесть дополнительные 20%, которые могут применяться на потери.
3. Максимальная глубина погружения. Эту характеристику имеет большинство моделей, достигающую 7 метров.
4. Внешний диаметр корпуса. Этот параметр может значительно варьироваться и зависит от мощности устройства. Увеличение мощности обычно приводит к увеличению рабочей камеры и, соответственно, конструктивных размеров устройства.
5. Расположение водозабора. При верхнем расположении заборника насос забирает меньше песка, однако высок риск перегрева и «сухого хода». В случае нижнего расположения увеличивается вероятность забора песка и других примесей.
6. Термическая защита. Дефекты могут вызвать перегрев устройства, например, при «сухом ходе». Обычно термическая защита представлена предохранителем, который отключает насос в случае перегрева. Следует отметить, что для охлаждения используется вода, в которую погружается насос.

Эти характеристики необходимо учитывать при подборе наиболее подходящего вибрационного насоса.

Слабые места

Хотя вибрационные насосы считаются высоконадежными, у них есть свои слабые места. К таковым относятся:

1. Ситуации холостого или сухого хода, которые приводят к прерыванию работы и повышению температуры устройства.
2. В результате вибрации могут ослабнуть резьбовые соединения, что требует регулярной проверки.
3. Отсутствие коррозионностойких материалов может привести к появлению ржавчины на соединениях, затрудняющих обслуживание.
4. В недорогих моделях может использоваться резина с низкой износостойкостью, что сокращает срок службы.
5. Чувствительность привода к перепадам напряжения может привести к сбоям и повреждению оборудования; установка предохранительного элемента будет являться разумной мерой.

Дополнительно возникают сложности с установкой, так как вибрации могут ослабить крепежные соединения, что влияет на надежность устройства.

В заключение, важно выбирать продукцию только известных и надёжных производителей, использующих износостойкие материалы, способные выдерживать продолжительную эксплуатацию.