Устройство глубинного насоса для скважины

Если огород можно поливать из неглубоких водоемов с помощью поверхностных электронасосов, простейших маломощных вибрационных помп, погружных дренажников, то с постоянным водоснабжением загородного дома из глубокой скважины дело обстоит иначе. Требуются высокопроизводительные устройства, способные извлекать воду с больших глубин с высоким давлением, при этом их КПД должен быть довольно высоким. Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяют центробежные погружные электронасосы, наиболее широко применяемые в бытовом водоснабжении.

Принцип действия и устройство центробежных электронасосов

Основным элементом центробежного насоса является двигатель, герметично размещенный в корпусе аппарата, и рабочее колесо в виде диска с односторонней крыльчаткой, закрепленное на его валу. При работе жидкость втягивается через входное отверстие корпуса, расположенное в центральной части рабочего колеса, а его радиально изогнутые лопасти выталкивают ее на периферию. Вода собирается в улиткообразном кольцевом коллекторе и вытесняется наружу через выходной патрубок под давлением следующим потоком воды, поступившей в корпус.

Для повышения давления в системе часто используется несколько колес с отдельными камерами и выводными патрубками, называемые ступенями, от каждой из них к последующей жидкость передается с возрастающим давлением. Центробежные насосы имеют высокий КПД и могут работать с замутненной водой.

Устройство погружного насоса центробежного типа стандартного промышленного образца, выполненного по ГОСТ, выглядит следующим образом:

1. Корпус. В отечественном насосе он сделан из стальной трубы с толстыми стенками — это придает агрегату высокую жесткость и прочность. Для массивных аппаратов применяют штанговый метод крепления в скважине.
2. Рабочие колеса сконструированы с динамической разгрузкой — это привело к уменьшению сил давления на осевые подшипники, и существенно увеличило срок их службы.
3. Центробежные колеса выполнены по патентованной технологии из прочного пластика, усиленного нержавеющей сталью — это повышает их ресурс работы.
4. Для улучшения вывода песка из механизма применены восьмигранные подшипники.
5. Входное отверстие насоса закрыто перфорированным встроенным фильтром из нержавейки.
6. Из нержавейки сделан и вал электрического двигателя, на котором размещаются рабочие колеса.
7. Сборка «беличья клетка» ротора электронасоса выполнена из медного сплава — это увеличивает надежность и производительность работы электродвигателя при больших нагрузках.


8. Значительная длина статора и ротора призвана повысить надежность электродвигателя, снизить его восприимчивость к колебаниям питающего напряжения, улучшить условия охлаждения.
9. Самоцентрирующийся радиально-упорный подшипник компенсирует осевое давление.
10. Обмоточный медный провод статора с высокотемпературным изоляционным покрытием (до 100 С) в виде изолированных жгутов укладывается в его пазах, технология производства снижает реакцию электродвигателя на скачки напряжения и увеличивает его срок службы.
11. Вмонтированный обратный клапан препятствует вращению колеса в обратном направлении, удерживает воду в системе, облегчая запуск электродвигателя и предотвращая гидроудары.

Отличительные особенности центробежных электронасосов Grundfos

Датская компания Grundfos считается мировым лидером в производстве насосного оборудования, поэтому ее продукция является ориентиром для любого производителя и имеет весомые отличия от отечественных аналогов. На примере ее электронасосов можно показать, какую конструкцию должна иметь хорошая погружная скважинная помпа и какие функции она должен выполнять. Устройства предназначены для забора воды в скважине или колодце со значительной глубиной и имеют следующие особенности:

• Корпус выполнен из прочной нержавеющей стали, рабочие колеса и некоторые внутренние детали из сверхпрочного полиамида.
• Модульная конструкция электронасоса включает три составные части: управляющую электронику, модуль с двигателем, блок центробежных рабочих колес — это позволяет с легкостью разбирать и собирать устройство.
• Агрегат предназначен для работы с чистой питьевой водой, поэтому материал изготовления рабочих колес и внутренних деталей не оказывает вредного влияния на состав воды.
• Очень прочный корпус позволяет опускать электронасос на значительную глубину, в отличие от отечественных моделей из него не выдавливается масло.

• Обмотка кабеля выполнена из каучука, произведена и сертифицирована в Германии. Материал предназначен для эксплуатации в воде питьевого назначения.
• Электронасосы легки в управлении — на блоке управления CU-301 можно задавать режим работы устройства — менять давление, останавливать насос в скважине, при неполадках в системе на блоке загорается красный индикатор и электронасос останавливается.
• Устройство глубинного насоса включает в себя защиту от перегрузок — при подаче воды в заполненную систему или при забитых трубах электронасос отключается.
• Прибор оснащен защитой от сухого хода, отключающей его при отсутствии воды.
• Имеется защита от скачков электроэнергии — насос переходит в аварийный режим при их значениях больше 315 В. и ниже 150 В.
• Приборы имеют встроенные обратные клапаны из пластика.

• Встроенная в насос для скважины электронная система плавного пуска двигателя на постоянных магнитах снижает износ деталей и элементов водопроводной системы после гидравлических ударов при многократных запусках и остановках электронасоса.
• За счет более высокого КПД Grundfos тратят меньше электроэнергии на подъем одинакового с другими насосами объема воды. Частотный преобразователь, встроенный в электронасос и управляющий скоростью вращения рабочих колес, позволяет довести экономию электричества до 40% от стандартного аналога.
• Надежность Grundfos очень высока, они могут работать в скважинах до 20 лет в самых тяжелых условиях.
• Принцип работы погружного насоса Grundfos SQE позволяет изменять частоту вращения вала от 65% до 100% — это позволяет настроить устройства индивидуально для каждой скважины.

Центробежные электронасосы являются основными устройствами для обеспечения водоснабжения загородных домов. В случае глубоких скважин с тяжелыми условиями эксплуатации соотношение цена – качество – надежность у насосов от известного зарубежного производителя может быть лучше, чем у отечественных аналогов.

Советуем почитать: Обратный клапан для воды для насоса

Источник: oburenie.ru

1 Устройство и назначение

Скважинный насос центробежного типа неслучайным образом вызывает наибольший пользовательский интерес среди оборудования для обеспечения выкачки воды из скважин и колодцев. В отличие от аналогов (вибрационных или ручных моделей) он обладает лучшим соотношением производительности долговечности, качества выкачки, простоты обслуживания и стоимости.

Главный конструкционный элемент центробежного насоса –электрический двигатель с лопастным ротором, по мере которого камера агрегата постепенно заполняется водой. По мере поступления генерируемой двигателем энергии непосредственно к потоку формируется напорный столб с определенной мощностью. При усилении нагнетательного момента вода поднимается по трубопроводу и под давлением подается в систему водоснабжения.

Мощность и, соответственно, производительность насоса зависит от количества клапанов, которые входят в его комплектацию. Чем больше потребность в выкачке воды, тем большим количеством клапаном должна обладать выбранная модель.

Центробежные насосы для скважин лидируют в сегменте загородного, коттеджного и дачного строительства ввиду доступной цены и способности удовлетворить потребности в водоснабжении небольшого участка или загородного дома.

к меню ↑

2 Разновидности

На современном рынке скважинный центробежный насос представлен тремя основными модификациями:

• погружной;
• полупогружной;
• поверхностной.

к меню ↑

2.1 Погружные модели

Погружной центробежный насос внешне напоминает наполненный газом баллон или цилиндр небольшого диаметра – размер некоторых современных моделей в разрезе не превышает 100 мм. Установка такого оборудования осуществляется непосредственно в скважине.

В цилиндрическом корпусе агрегата расположены мотор с подвижным ротором сухого типа. Для запуска оборудования не требуются дополнительные действия со стороны мастера или хозяина участка, а также заполнение корпуса насоса водой.

Погружной насос идеален для скважин глубиной от 10 м – фактически, в этом случае у него нет аналога или альтернативы. Кроме того, центробежные погружные агрегаты универсальны – они могут использоваться для обустройства песчаных или артезианских скважин, а также для выкачки и транспортировки маслянистых и неагрессивных кислотных жидкостей.

Рассматривая возможность покупки такого оборудования, как погружные насосы для скважин, следует помнить, что их установка и обслуживание сопряжены с необходимостью отключения системы и извлечения оборудования из скважины. Для диагностики и ремонта устройств этого типа рекомендуется привлекать специалистов.
к меню ↑

2.2 Полупогружные агрегаты

Полупогружные центробежные скважинные электронасосы работают по тому же принципу, что и классический глубинный насос (или центробежный погружной агрегат). Тем не менее, в конструкции и конфигурации оборудования этого типа есть существенные отличия. Рабочий узел агрегата или двигатель, полностью защищён от влаги, в то время как рабочая камера непосредственно с ней контактирует. Для обеспечения корректной работы полупогружной модели она оснащается стабилизаторами-плавниками. Они удерживают часть корпуса, в которой находится двигатель, на поверхности воды, рабочая часть установки все время находится в воде.

В сравнении с погружными аналогами полупогружные обладают меньшей мощностью и большим габаритом, что не мешает им удерживать свои рыночные позиции в соответствующем сегменте.
к меню ↑

2.3 Поверхностное оборудование

Поверхностный электронасос актуален в том случае, когда глубина скважины или колодца не превышает 10 м. Как понятно из названия, поверхностный агрегат устанавливается непосредственно над скважиной, в качестве контактного элемента используется погружной шланг. Конструкции этого типа просты в установке и обслуживании, шланг также легко вынимается из трубопровода скважины для замены или чистки.

При выраженных преимуществах поверхностного насосного оборудования у него есть также и минусы:

• камера насоса старой модификации, не оснащенного обратным клапаном, нуждается в своевременном заполнении жидкостью (производится вручную), в противном случае установка не сможет выкачивать достаточное количество воды;
• мощность установки уступает погружным и полупогружным аналогам.

к меню ↑

2.4 Параметры выбора

При выборе электронасоса на воду для выкачки ее из скважины рекомендуем обращать на следующие характеристики оборудования:

• объем ежедневного расхода воды;
• точную глубину скважины или колодца;
• скорость заполнения водой трубопровода скважины;
• производительность (скорость и объем перекачивания за единицу времени);
• диаметр основной трубы скважины;
• качество и показатель чистоты воды.

к меню ↑

3 Особенности монтажа

При выборе модели нужно учитывать и тот факт, что подключение поверхностного насоса несколько отличается от установки насоса в скважину.
к меню ↑

3.1 Монтаж поверхностного насоса

Простота в использовании поверхностных моделей заключается не только в легкости фиксации агрегата и его подключения, но и в том, что для этого не следует специально подбирать место, так как в его качестве выступает любой удобный участок земли непосредственно около скважины.

Этапы монтажа:

• определите место размещения оборудования, разровняйте площадку;
• установите насос в соответствующем рекомендациям производителя положении и зафиксируйте его с помощью крепежных элементов;
• присоедините шланг и обратные клапаны;
• перед тем, как опустить шланг в трубопровод, осуществите и проверьте подключение ко всем коммуникациям;
• заполните камеру насоса водой;
• проверьте работоспособность системы и настройте параметры ее работы.

к меню ↑

3.2 Установка погружного и полупогружного насоса

Несмотря на то, что тип размещения погружного и полупогружного насоса отличаются, схема их установки едина. Единственным отличием является необходимость разместить при монтаже полупогружной модели вспомогательные поддерживающие направляющие и при размещении самого насоса предотвратить контакт верхней части корпуса (с двигателем) с водой.

Этапы размещения;

• обследуйте на предмет механических повреждений сам насос, контакты и скважину;
• установите обратный клапан;
• подключите аппарат ко всем необходимым коммуникациям;
• присоедините к агрегату страховочный трос;
• выполните погружение или установку в соответствии с рекомендациями производителя;
• осуществите пробный запуску и настройте рабочие параметры установки.

к меню ↑

Источник: nasosovnet.ru

Определяем глубину

Предварительный поиск воды на территории частного дома выполняется способами геофизического исследования, оценивается расстояние залегания воды, её качество и количество:

1. Способ вертикального электрического зондирования. Для определения глубины используется прибор, измеряющий сопротивление заземления.
2. Способ отражения волн при сейсмическом воздействии. Такая разведка вначале выполняется рядом с дачным участком, затем на территории изыскания. Генерирующие волны достигают водоносных пластов, отличающихся от верхних глинистых и песочных, отражаются и считываются приборами.
3. Разведка бурением. Эффективность способа высока, но стоимость ограничивает применение. Используют для выработок, обслуживающих поселки.

После бурения с помощью механического варианта устанавливается точная глубина скважины и уровень водоносного горизонта.

Веревка с грузом, на которой предварительно сделана метровая разметка, опускается в выработку до дна. По мерным засечкам на шпагате, над уровнем земли определяется глубина шахты. Затем шнур вынимается, и по размеру мокрой части можно судить о слое жидкости. Для более точного замера используется гибкая гидрогеологическая линейка с грузом.

Определение точной глубины водоносного слоя поможет подобрать правильную помпу требуемых параметров и подготовить материал для монтажных работ.

Чтобы выбрать аппарат нужной мощности и производительности, приобрести необходимое количество комплектующих, важно правильно определить глубину залегания водоносного горизонта.

Подготовка к монтажу

Такой подход позволит избежать ошибок при подключении насоса к скважине и обеспечит безаварийную эксплуатацию структуры водоснабжения на десятилетия.

Просчеты, которые нельзя допускать при устройстве источника:

• неправильное определение глубины залегания водоносного слоя на участке и расстояния подвеса аппарата в скважине. Погружник не полностью находится в воде и остается без охлаждения. Работая на сухую, электродвигатель перегревается и выходит из строя;
• неправильно выбран и закреплен трос. Изделие из металла ржавеет и со временем может оборваться, что приведет к потере агрегата. К такому же результату может привести нарушение крепления страховочного каната к помпе или крышке обсадной колонны. Надежную фиксацию аппарата обеспечивает трос из нержавеющей стали;
• ошибочный выбор напорного шланга. Изделие из трубы ПНД должно выдерживать давление, создаваемое насосом. Использование шланга с меньшим диаметром, чем выходное отверстие агрегата, приведет к повышенной нагрузке на двигатель, перегреву обмоток и выходу из строя;
• ошибочный выбор провода управления при подключении скважинного насоса. Кабель должен иметь правильное сечение, в зависимости от его длины и мощности устройства, чтобы от повышенной нагрузки не произошел перегрев проводов с последующим коротким замыканием. Оболочка у него должна обладать свойствами защиты, препятствовать нарушению изоляции проводов;
• не установлен обратный клапан. Его отсутствие будет задерживать поступление воды в дом, выталкивая воздух из трубы после очередного пуска, так как при остановке двигателя она стечёт в выработку;
• не установлен стабилизатор напряжения и тока. Для защиты электромотора агрегата от перегрева используют автомат двигателя, который отслеживает увеличение тока и реагирует на скачки напряжения. При подклинивании мотора по причине попадания в рабочий орган песка или ила срабатывает защита, и насос отключается;
• не установлена автоматическая система контроля за работой агрегата. Установка шкафа с управляющими и защитными приборами для автономного водоснабжения исключает работу аппарата в аварийном режиме. Автоматика отслеживает возникающие проблемы в конструкционной схеме подачи воды и предупреждает о возможных негативных последствиях, останавливая агрегат.

Самостоятельный монтаж скважинной помпы можно выполнять только после получения необходимых знаний и практического навыка монтажных работ.

Инструменты и материалы

Оперативная установка насоса зависит от выполненных в полном объеме подготовительных работ. Важно приобрести все необходимые материалы и оборудование, в соответствии со сделанными расчетами в проекте, обращая внимание на производителей изделий.

1. Скважинный агрегат, создающий вакуум для засасывания жидкости и с помощью центробежной силы выталкивающий ее на поверхность.
2. Компрессор для поддержания давления в гидробаке и системе потребления.
3. Гидроаккумулятор.
4. Труба высокого давления из ПНД.
5. Обратный клапан.
6. Электрический кабель управления.
7. Трос из нержавеющей стали.
8. Манометр давления.
9. Крышка на обсадную трубу (оголовок).
10. Адаптер или тройник со сливным краном.
11. Оборудование автоматики за контролем работы агрегата.
12. Комплектующие крепежные и гидроизолирующие материалы.

Летний вариант эксплуатации скважины не предусматривает комплектующие, используемые для круглогодичного.

Для монтажных работ подбирается необходимый инструмент и механизмы в соответствии с комплектующими изделиями проекта:

• электрическая дрель;
• болгарка;
• сварочный агрегат;
• комплект рожковых и торцовочных ключей;
• газовый ключ;
• измерительный инструмент;
• шансовый инструмент.

Как правильно опустить

Установка насоса в скважину своими руками осуществляется после изучения инструкции с чертежами по монтажу помпы и получения практического опыта по видео-роликам ниже.

В соответствии с паспортными данными на выработку, глубиной погружения подбираются скважинный агрегат и материалы. При сборке конструкции и в монтажных работах участвуют два или три человека, последовательно, по шагам, выполняя операции:

1. Проверяем комплектацию проекта и раскладываем для сборки погружной насос, напорный шланг, кабель управления, трос и крепёжные детали.
2. Сборку начинаем с установки обратного клапана в выходное отверстие на помпе с помощью переходного фитинга. При этом учитываем направление движения жидкости, указанное стрелкой на корпусе.
3. Обрезаем конец напорной трубы под углом 90 градусов к оси, надеваем на шланг пластиковую муфту с уплотнительным кольцом и вставляем в корпус переходного фитинга, вкрученного в клапан. Закручиваем гайку муфты, закрепляя соединение.
4. С помощью термоусадочной муфты подсоединяем кабель управления к двигателю, а место входа проводов в корпус агрегата заливаем гидроизоляционным клеем.
5. В проушины на корпусе устройства вставляем страховочный трос, продетый конец перегибаем в петлю и с помощью специального замка и прижимной шайбы соединяем с основной частью каната.
6. Чтобы при опускании в шахту кабель и трос не задевали колонну, соединяем вместе со шлангом в единую плеть, используя пластиковые хомуты. В метре от помпы стяжки фиксируем через 20 см, а далее до верха обсадной – через метр.
7. Отрезаем при помощи болгарки обсадную трубу до дна кессона и устанавливаем на конец оголовок. Крышка служит для защиты скважины от попадания мусора, и в ней выполнены отверстия под напорный шланг, кабель и страховочный трос.
8. Продеваем в отверстия на оголовке шланг, кабель и трос. Напорную трубу отрезаем на уровне крышки и вставляем в нее угловой фитинг для соединения с водяной магистралью, уложенной в траншею к дому. Страховочный трос закрепляем на карабине обсадной колонны. Кабель укладываем в траншею и заводим в техническое помещение.
9. Если скважина пробурена не далее 5–7 метров от дома, подключение упрощается, кессон не устанавливается. Напорная труба отрезается на уровне земли и вместе с кабелем, через оголовок заводится в техническое помещение в утепленном лотке. Чтобы зимой вода не замерзала, в магистральный шланг вставляют обогревательный провод, а обратный клапан на насосе не устанавливают. После закачки жидкость стекает обратно, а труба ПНД остается сухой.

При устройстве водовода в дом ниже точки промерзания земли до этого уровня прокапывается траншея. В обсадной трубе, у дна канавы, высверливается отверстие, в котором закрепляется адаптер. Через переходник, по траншее в дом заводится напорный шланг и кабель управления.

Схема как подключить своими руками

Для безаварийной и долгосрочной эксплуатации автономного водоснабжения установка системы автоматического контроля за работой оборудования обязательна.

Установленное в техническом помещении дома оборудование включает:

1. Гидроаккумулятор. Мембранный бак используется для поддержания давления в системе водоснабжения, которое должно быть на уровне 3,5 атмосфер. При полном гидробаке вода расходуется в течение 3–4 часов, не допуская частого включения скважинной помпы. Он предохраняет систему водоснабжения от гидроударов, способных разорвать трубы.

• В корпусе изделия находится камера из гигиенической резины для воды с напорным клапаном, а остальная часть бака заполнена воздухом, который через пневмоклапан с помощью компрессора создает давление. К гидробаку подключается магистраль от погружного насоса, по которой вода поступает в водяную камеру.
• Принцип работы основан на поддержании давления в камере для воды с помощью воздуха. При расходе воды и снижении давления в системе включается скважинный агрегат, и вода подается в камеру.

2. Шкаф с электронными и релейными приборами управления и защиты оборудования, которые через поставленные датчики контролируют работу автономного водоснабжения.

• В помпе установленные мини-блоки контролируют насос и при увеличении нагрузки низкого уровня водоносного горизонта и нагрева однофазного двигателя через реле отключают агрегат.
• Датчики расположенные в трубопроводе, контролируют номинальное давление жидкости. При его снижении через электронную систему включается аппарат, заполняя камеру водой.
• Если давление не устанавливается до нормативного, необходимо произвести настройки реле.

Источник: WodaKachka.com