Виды винтовых насосов для скважины, устройство и принцип работы

Винтовой (шнековый) насос для скважины и его применение

Индивидуальное водоснабжение частного дома невозможно представить без насосного оборудования, доставляющего воду потребителю, для этого применяют несколько модификаций электронасосов с различным принципом действия. Одним из популярных видов является винтовой насос для скважины, в основном используемый для водозабора из источников, водные бассейны которых расположены на песке.

Винтовые (шнековые) электронасосы, представленные на рынке погружными моделями, выпускают многие ведущие отечественные и зарубежные производители насосного оборудования, их стоимость не выходит за среднеценовые рамки для данной категории агрегатов. Чтобы правильно выбрать электронасос, рассматривают несколько классов с разным принципом действия, при этом винтовой скважинный насос при определенных условиях имеет некоторые преимущества перед другими разновидностями.

Рис. 1 Популярные модели винтовых насосов

Погружные скважинные насосы — разновидности

Насосы, устанавливаемые для закачивания воды, в зависимости от размещения относительно водного источника, условно разбивают на две группы: поверхностные и погружные.

Первые устанавливают на земле рядом со скважиной, для водозабора в шахту опускается труба или напорный рукав, при этом максимальная глубина всасывания (расположения водного зеркала от поверхностного слоя почвы) не превышает 9 м. Подавляющее количество бытовых водовсасывающих наружных агрегатов работают по центробежному принципу, имеют средние технические характеристики с максимальными объемом прокачиваемой жидкости 5 м 3 /ч и напором около 50 м, КПД устройств не больше 50%. Обычно поверхностные агрегаты входят в комплектацию насосных станций, представляющих собой единый блок, в котором помимо электронасоса установлены гидравлический аккумулятор, реле давления и манометр.

Погружные насосы представлены на рынке несколькими разновидностями с разным принципом работы, в зависимости от конструкции, стоимости и качества скважинной воды, их применяют в домашнем хозяйстве для разнообразных целей.

Рис. 2 Принцип действия и конструкция центробежного электронасоса

Центробежные

Центробежные электронасосы занимают лидирующее положение среди других видов благодаря следующей особенности конструкции, вытекающей из их принципа работы — входной водный поток поступает на ось рабочего колеса и вытесняется его лопатками через патрубок сбоку корпуса. Таким образом, появилась возможность подключить любое количество центробежных колес с камерами (ступеней) последовательно с повышением давления на каждой ступени.

Напор в бытовых модификациях доходит до 200 м и более, пропускная способность до 20 м 3 /ч, КПД возрастает с увеличением габаритов насосного агрегата и достигает 65% у бытовых высококачественных моделей датского и итальянского производства.

Качественные центробежные электронасосы от европейских концернов с мировым именем оснащены внутренней защитой от перегревания обмотки в отсутствие охлаждающей жидкости, имеют встроенный обратный клапан, дорогие модели укомплектованы электронным блоком управления скоростью вращения вала в зависимости от объемов водопотребления с применением широтно-импульсной модуляции. Это решение позволяет уменьшить габариты насосного оборудования, практически исключив из схемы подключения гидроаккумулятор, а также сэкономить электроэнергию, снизив ее потребление на 40%.

У потребителя пользуются высоким спросом центробежные насосы от лучших мировых производителей насосного оборудования: Grundfos (Дания), Pedrollo, Speroni (Италия), Wilo (Германия), российские бренды Беламос, Водолей, Unipump (производство в Китае). Следует отметить, что разница в ценах между продукцией ведущих зарубежных фирм и изделиями российского или китайского производства довольно существенна, качественный электронасос от Grundfos стоит около 1000 у.е., в то время как отечественный или китайский насос с аналогичными характеристиками можно приобрести за 200 у.е.

Рис. 3 Вибрационный электронасос — устройство

Вибрационные

Технология изготовления вибрационных электронасосов не претерпела существенных изменений с советских времен, поэтому на рынке представлено множество российских брендов, встречается продукция украинского и белорусского производства, в достаточном количестве присутствуют китайские модели.

Отличием вибрационных электронасосов от других видов является отсутствие вращающихся частей и соответственно подшипников, принцип работы основан на возвратно-поступательном перемещении якоря катушки при подаче на ее обмотку переменного тока. К якорю электромагнита приварен шток с поршнем, затягивающим воду, для предотвращения оттока жидкости в источник около входных отверстий установлен обратный клапан.

Вибрационные модели обладают довольно низким КПД около 35%, максимальный объем перекачиваемой жидкости не превышает 1,5 м 3 /ч, напор не более 80 м.

Данные характеристики считаются не слишком высокими для обеспечения водой частного дома с проживанием даже одного человека, поэтому вибропомпы в основном используются в хозяйственных целях: для орошения огородных грядок, заполнения бассейнов, прудов, различного вида емкостей водой, проведения дренажных работ.

Так как вибрационные виды не слишком чувствительны к высокому содержанию взвешенных частиц в воде, их часто используют для прокачки скважин и колодцев, извлекая из них замутненную воду с глиняно-песчаными фракциями.

Вибрационные помпы относят к изделиям бюджетной ценовой категории, их минимальная стоимость около 20 у.е., средняя цена типового качественного агрегата 30 у.е. На рынке вибропомпы представлены многочисленным рядом отечественных (Ручеек, Малыш, Дачник, Водолей, Вихрь, Зубр) и китайских (Oasis, Patriot) брендов.

Рис. 4 Вихревой насос — конструкция

Вихревые

В вихревых разновидностях вода всасывается через боковое отверстие гидравлической части корпуса лопастями рабочего колеса и затем выбрасывается наружу через расположенное рядом со всасывающим каналом нагнетательный патрубок.

Особенностью вихревых насосов является маленькое расстояние между крыльчаткой лепесткового колеса и стенками рабочей камеры, необходимое для уменьшения гидравлических потерь, поэтому агрегаты функционируют только в чистой воде. Наивысший объем прокачки бытовых электронасосов вихревого принципа действия не превышает 5 м 3 /ч, напор доходит до 100 метров, КПД не больше 50%.

В вихревых моделях для бытового применения подающее колесо размещено вверху недалеко от выходного патрубка, а электродвигатель с вертикальным валом, на который насажено вихревое колесо, установлен снизу.

Всасывание жидкости происходит через перфорированный фильтр, находящийся вокруг рабочего колеса — по его расположению в верхней части около выходного патрубка легко определить вихревой принцип действия электронасоса.

На рынке вихревые насосы встречаются реже центробежных моделей, отечественные производители представлены брендами Belamos, Вихрь, Unipump, популярностью пользуется итальянский глубинный насос Pedrollo Davis.

Рис. 5 Винтовой насос – внутреннее устройство и шнековый узел

Винтовые (шнековые)

Электронасосы, всасывающие и выталкивающие воду способом Архимедова винта, называют винтовыми, это вторая по популярности группа после центробежных. В бытовых приборах шнек располагается в верхней части и подсоединен через переходную муфту к валу электродвигателя.

Преимуществом винтовых электронасосов является простота конструкции и возможность эффективной работы с замутненной и грязной водой, а также с вязкими средами, благодаря последней особенности винтовые модификации широко используют в промышленности для перекачивания масел и продуктов нефтепереработки.

В продаже не встречаются шнековые электронасосы от лидеров мировой торговли (Grundfos, Wilo, DAB, Pedrollo, Speroni), агрегаты представлены известными российскими брендами Belamos, Jemix, Вихрь, Unipump Eco Vint, Водолей, группой компаний Sturm.

В продаже можно найти винтовые электронасосы и менее популярных брендов российского и китайского производства: Хозяин, Alba, Oasis, Patriot, Vodotok, а также Спрут от украинской компании Варна из Харькова.

На заметку: Отличительная особенность вихревых электронасосов отечественного производства — перфорированные прямоугольные отверстия в верхней трети корпуса, через которые производится забор воды.

Принцип работы и конструктивное устройство шнекового насоса

В стандартном шнековом бытовом электронасосе рабочий винт выполнен в виде спиралевидного штыря из коррозионно-устойчивого материала, которым является сталь с хромированным покрытием, нержавейка или высокопрочный пластик. Всасываемая вращающимся винтом жидкость поступает в обойму из технического полимера, а затем выталкивается в верхний выходной патрубок электронасоса.

Винтовой электронасос, используемый в быту, состоит из следующих основных узлов (рис. 7):

1 — Электрическая часть с вертикально расположенным однофазным электродвигателем с сухим ротором и маслонаполненной камерой, отделяющей моторный отсек от гидравлической части, внутри нижней части корпуса находится пусковой конденсатор.

2 — Гидравлическая часть состоит из корпуса, водозаборного фильтра и рабочего шнека, вращающегося в обойме из эластичного полимера (резины) — узел из винта и резиновой муфты проталкивает жидкость, поступающую внутрь корпуса через перфорированные отверстия 3, к выходному патрубку.

3 — Водозаборная часть представляет собой цилиндр из нержавеющей стали с проделанными в боковых стенках отверстиями для втягивания воды.

4 — На верхней крышке насоса, выполненной из латуни или нержавейки, размещены выходной патрубок и проушины.

5 — Выходной патрубок выполняют с внутренней резьбой стандартным диаметром 1 дюйм, к нему присоединяют обратный клапан и водоподъемный рукав.

6 – К проушинам привязывают капроновый или металлический трос в синтетической защитной изоляции.

Рис. 7 Конструктивное устройство винтового насоса

Отличительные особенности и параметры шнековых электронасосов

Типовой шнековый насос для скважин, используемый в индивидуальном водоснабжении, имеет следующие технические параметры:

  • Напряжение электропитания: переменное 220В ± 10%, с частотой 50 Гц.
  • Температурный диапазон откачиваемой жидкости: от 0 до 35 °С.
  • РН откачиваемой воды: 6,5 — 8,5.
  • Рабочий диапазон температур внешней среды: от 0 до +40 °С.
  • Минимальная глубина погружения под водное зеркало: 0,5 м.
  • Допустимый объем механических частиц в откачиваемой воде: — не более 500 г/м 3 , не допускается содержание в жидкости волокнистых материалов.
  • Допустимый диаметр механических фракций: — 1 мм.
  • Максимальный напор: 3 м 3 /ч, у большинства моделей он не превосходит порог в 1,5 м 3 /ч.
  • Предельный напор: до 200 м, данный показатель является редким исключением, большинство модификаций создают напорное давление не более 100 м.

Рис. 8 Основные характеристики китайских Oasis

Основные преимущества винтовых электронасосов:

  • Невысокая стоимость, цена самых дешевых моделей составляет около 80 у.е., в целом все модели стоят дешевле центробежных видов.
  • Простота конструкции. Рабочая часть состоит из винта и резиновой обоймы, их легко обслуживать и при необходимости просто заменить, что делает ремонт шнековых агрегатов весьма простым.
  • Винтовой насос для скважины благодаря своему принципу работы может транспортировать жидкость с крупными фракциями песка и глиняных отложений — в этом его основное преимущество. Погружной винтовой насос предпочтительнее применять для водозабора из скважинных источников на песке, часто имеющих высокое содержание взвешенных частиц глины и песка. Хотя их детали и подвергаются механическому воздействию твердых частиц, срок службы винтового насоса в замутненных источниках будет выше, чем у центробежных моделей.

К недостаткам шнековых агрегатов относят посредственное качество многих изделий (хромированный винт, быстро истираемая обойма) и не слишком высокие технические характеристики, заметно уступающие центробежным видам, а также низкий КПД, не превышающий 45%.

Область применения

Можно сказать, что винтовой насос для скважины благодаря способности откачивать грязную воду, лидер по количеству сфер, в которых находит применение при ведении бытового хозяйства. Винтовой скважинный насос приобретают для:

  • обустройства водного снабжения коттеджей, дач с водоподачей из колодцев и скважин;
  • заполнения искусственных прудов, бассейнов, резервуаров для отопления и капельного полива;
  • орошения огородов, садов и любых зон с растениями на приусадебном участке;
  • проведения дренажа в случае затопления подвалов, погребов и цокольных помещений в доме;
  • прокачки скважин после проведения буровых работ, некоторые профессионально занимающиеся бурением фирмы специально закупают для этих целей шнековые насосы;
  • очистки скважин и колодцев от илистых отложений.

Читайте в отдельной статье о выборе дренажного насоса для грязной воды.

Рис. 10 Параметры винтовых насосов серии Unipump Eco Vint

Правила установки в скважину

Для погружения в скважину шнекового электронасоса используют оголовок или адаптер, к которым привязывают трос и прикрепляют водоподающий трубопровод, идущий от агрегата. Обычно перед погружением связывают вместе напорный рукав, кабель электропитания и удерживающий трос изоляционной лентой или пластиковыми стяжками, при установке соблюдают следующие правила:

Читайте также:  Обзор погружных дренажных насосов Ставр

  • Водоподъемные трубы можно подбирать из полиэтилена низкого давления (ПНД), стали или гибких эластичных полимеров, основное условие — способность выдерживать максимальное давление в системе и внутренний проходной диаметр не ниже размеров резьбы внутри выходного патрубка.
  • При использовании гибкого шланга необходимо убедиться в отсутствии перегибов и скруток.
  • Для опускания и подъема используют только нейлоновый или металлический (нержавеющий) трос, запрещено подвешивать агрегат за электрокабель.
  • Перед погружением следует убедиться в том, что внутренний диаметр обсадной колонны выше наружных размеров корпуса насоса вместе с электрокабелем, а трубы не имеют искривлений и зауженных участков.
  • Не рекомендуется размещать питающий электрокабель в смотанной бухте — это ведет к его перегреву и расплавлению изоляции.
  • Минимальное расстояние насоса от дна скважины — 0,5 метра, оптимальное – 1 м.
  • Запрещена работа насоса на закрытый кран — это приведет к его выходу из строя.
  • Обязательна установка в систему управления защитного реле от сухого хода даже при наличии внутренней защитной автоматики от перегревания обмотки.
  • При монтаже модификаций, не имеющих встроенного обратного клапана, его устанавливают на выходной патрубок перед водоподъемным трубопроводом.

Рис. 10 Схема установки и подключения шнекового агрегата

При сравнении, какой скважинный насос лучше: центробежный или винтовой, нет однозначного ответа, так как область применения этих насосных агрегатов немного отличается. Винтовые электронасосы обычно используют в ситуациях, когда приходится работать с загрязненной водой, при этом из-за их относительно невысоких технических характеристик, скважина должна иметь небольшую глубину или располагаться поближе к индивидуальному дому. На отечественном рынке невозможно обнаружить шнековые насосы европейского производства, весь товар поставляется в торговую сеть отечественными и китайскими фирмами, поэтому отзывы пользователей в отношении качества и материалов изготовления винтовых агрегатов носят противоречивый характер.

Глубинные насосы для скважины — устройство и принцип работы погружных скважинных насосов

Для того чтобы эффективно решать такие задачи, как откачка с большой глубины и подача в систему автономного водоснабжения воды, необходимо разбираться в устройстве погружного насоса для скважины. Использование таких насосов позволяет откачивать воду из скважин, глубина которых достигает 80 метров. В данной статье рассмотрим, как работает погружной насос, на какие категории делится и как правильно выбирать такое устройство.

Насос для скважины подбирается с учетом определенных особенностей его будущей эксплуатации

Виды насосного оборудования для откачивания жидких сред из скважин

Основным назначением глубинных насосов является откачивание жидкой среды из подземного источника и ее дальнейшая транспортировка по трубопроводной системе под определенным напором. Гидромашинами данного типа оснащаются различные системы, к которым, в частности, относятся системы автономного водоснабжения и водоотведения, системы орошения и др.

В зависимости от сферы применения глубинные насосы могут относиться к:

  • устройствам промышленного назначения, которые за счет высокой мощности способны поднимать перекачиваемую ими жидкость с глубины, доходящей до 1000 метров (такое оборудование отличается значительными размерами и используется в различных отраслях промышленности);
  • погружным насосам бытового назначения, применяемым для обеспечения эффективной работы систем автономного водоснабжения загородных домов и дач, а также для функционирования оросительных систем (погружные насосы этого типа отличаются компактными размерами и достаточно высокой мощностью).

Схема подключения погружного скважинного насоса

По схеме установки в скважине выделяют штанговый и бесштанговый погружные насосы. К устройствам второго типа, в частности, относятся насосные установки с электрическими центробежными насосами (УЭЦН).

Штанговый насос – это гидромашина, приводной двигатель которой располагается на поверхности земли, вне скважины, при этом в перекачиваемую жидкую среду погружается только его заборная часть. Штанги, присутствующие в конструкции такого устройства, предназначены для того, чтобы передать тягу, создаваемую приводным электродвигателем, к заборной части.

Скважинные штанговые насосы

Приводной электродвигатель бесштанговых насосов располагается в одном корпусе с заборным механизмом и погружается в перекачиваемую жидкую среду вместе с ним. Такие погружные устройства получили наибольшее распространение, так как они являются более удобными и в монтаже, и в эксплуатации.

На различные типы погружное насосное оборудование разделяется также по конструктивному исполнению и принципу действия. Так, в зависимости от данных параметров различают глубинные насосы центробежного и вихревого, или вибрационного, типа.

Погружной центробежный насос – это устройство, основным рабочим органом которого является колесо с лопатками, закрепленное на валу, вращающемся при помощи электродвигателя. При вращении такого колеса (крыльчатки) перекачиваемая жидкость, находящаяся во внутренней камере, под действием оказываемой на нее центробежной силы отбрасывается к стенкам камеры, что и способствует выталкиванию жидкой среды в напорный патрубок. В то же время в центральной части камеры создается разрежение воздуха, за счет чего новая порция перекачиваемой жидкости всасывается из находящейся в скважине трубы.

Скважинный погружной насос «Джилекс»

Для того чтобы не допустить попадания во внутреннюю часть центробежного погружного насоса твердых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости, использовать такие устройства следует в комплекте с фильтрами грубой очистки, устанавливаемыми на подающей трубе. Наиболее значимым недостатком центробежных насосов, которые могут эксплуатироваться в круглогодичном режиме, является их достаточно высокая стоимость, если сравнивать ее с ценой на оборудование вихревого типа.

Вихревые (или вибрационные) глубинные насосы используются в тех случаях, когда откачать воду требуется из скважины небольшой глубины. Принцип работы устройств данного типа заключается в том, что в их внутренней части создаются высокочастотные колебания, которые приводят в движение механический поршень. Последний и обеспечивает всасывание перекачиваемой среды из подающей трубы.

Устройство скважинного насоса вихревого типа

К наиболее значимым достоинствам рассматриваемых насосов следует отнести:

  • компактные размеры;
  • невысокую стоимость (по сравнению с ценой на центробежные насосы);
  • минимальное потребление электроэнергии.

Среди минусов погружных насосов вихревого типа обычно выделяют:

  • разрушение стенок скважины от вибраций (минимизировать вибрационное воздействие вихревого насоса на стенки скважины можно, если надеть на его корпус резиновые кольца);
  • невысокую мощность;
  • достаточно низкую производительность перекачивания жидкой среды.

Вибрационный насос для скважины «Малыш»

Конструктивные особенности глубинных насосов

Устройство глубинного насоса и его конструктивные особенности во многом определяются принципом действия и типом приводного электродвигателя этой гидромашины. Забор перекачиваемой жидкой среды при использовании таких насосов осуществляется по специальной трубе, помещаемой в шахту обслуживаемой скважины или в колодец. За электропитание приводного электродвигателя, располагаемого на определенной глубине, отвечает электрический кабель, помещенный в защитную оболочку.

В устройстве скважинного насоса центробежного типа можно выделить две основные части:

  • приводной электродвигатель, который может быть встроенным или наружным;
  • непосредственно саму насосную часть оборудования.

Устройство центробежного скважинного насоса

Если приводной двигатель насоса является встроенным, его, как правило, размещают в нижней части устройства. Забор воды при использовании насосов данного типа может осуществляться как через верхнюю, так и через нижнюю часть их корпуса. Предпочтение в данном случае отдают забору перекачиваемой жидкости через нижнюю часть корпуса, так как это позволяет прочистить глубинную часть скважины от скапливающихся в ней ила и песка. Погружные насосные устройства, что очень удобно, охлаждаются жидкой средой, в которую они помещены. Это позволяет защитить такие устройства от перегрева, способного быстро привести их в негодность. Глубинные насосы центробежного типа, хотя и являются более сложными по конструкции, чем вибрационные устройства, отличаются более высокой надежностью, производительностью и более длительным эксплуатационным сроком.

Подвес насоса должен выдерживать нагрузку, превышающую вес насоса в 5–10 раз

Основными элементами конструкции вихревых погружных насосов являются корпус, специальный стакан, приводной электродвигатель и вибратор. Вибратор в данных устройствах является самым сложным конструктивным элементом, состоящим из якоря, резинового амортизатора и регулирующих шайб. Необходимые условия для забора жидкости из скважины, осуществляемого вибрационным насосом, создает его резиновый амортизатор, который в процессе работы такого устройства сжимается и разжимается.

Обязательным элементом оснащения погружного насосного оборудования является фильтр грубой очистки, защищающий внутреннюю часть таких устройств от попадания в нее твердых включений, содержащихся в перекачиваемой среде. Для обеспечения более эффективной работы погружного насосного оборудования и обеспечения его защиты от негативных факторов используются различные датчики, автоматически останавливающие насос при возникновении внештатных ситуаций (слишком высоком содержании в составе перекачиваемой жидкости ила и песка, снижении уровня воды в скважине и др.).

Рекомендации по выбору насоса для скважины

Среди различных видов насосного оборудования, используемого для откачивания воды из скважины или колодца, наибольшей популярностью пользуются именно погружные устройства. Объясняется такая популярность целым рядом достоинств погружных насосов, к числу которых следует отнести:

  1. отсутствие шума при работе;
  2. возможность обеспечения бесперебойной подачи воды из обслуживаемой скважины;
  3. легкость монтажа;
  4. возможность обеспечить подачу воды из скважин значительной глубины;
  5. компактные габариты;
  6. отсутствие необходимости в дополнительном охлаждении приводного двигателя;
  7. антикоррозионные свойства материалов, из которых изготавливается корпус.

Без глубинного насоса практически не обойтись в том случае, если глубина скважины, из которой предстоит откачивать жидкую среду, превышает 10 метров.

Выбирая такое устройство, следует обращать внимание на такие параметры, как:

  • суммарная потребность точек водозабора в воде, которую должен обеспечить подбираемый насос;
  • характеристики скважины, из которой предстоит откачивать воду (диаметр и глубина);
  • геологические данные участка, на котором выполнено бурение скважины (глубина, на которой располагаются подземные воды, тип почвы и др.);
  • наличие на участке, на котором планируется установить насосное оборудование, источника электропитания.

К основным техническим характеристикам, по которым осуществляется выбор насосного оборудования, являются:

  • производительность устройства, которая характеризует, какое количество жидкости оно способно перекачать за единицу времени;
  • напор (данный параметр, измеряемый в метрах водяного столба, указывает на то, на какую высоту и на какое расстояние насос способен транспортировать жидкость по трубопроводной системе).

Приобретая погружной насос для скважины, лучше сразу остановить свой выбор на модели, мощность которой несколько превышает требуемое значение.

Такой подход при выборе насосного оборудования даст вам возможность в дальнейшем модернизировать свою насосную станцию, если в этом возникнет необходимость.

Установка насосов глубинного типа, как правило, не вызывает особых сложностей, выполнить ее можно, даже не имея опыта осуществления подобных процедур. При эксплуатации погружных насосов, как и насосного оборудования любого другого типа, следует не забывать об их регулярном техническом обслуживании, которое значительно продлит срок их безаварийного использования.

Принцип работы и преимущества винтовых насосов для скважин

В системах автономного водоснабжения, а также функционирования систем для перекачки различных жидкостей используются различные виды насосного оборудования. Для скважин и колодцев в частном секторе чаще всего использую погружные модели, к которым относится и винтовой насос для скважины. Этот вид оборудования находит широкое применение не только в быту, но и в промышленности благодаря своей простой и практически безотказной конструкции.

Особенности конструкции

Винтовые насосы, которые еще называют шнековые, работают с помощью простого механизма на основе вращающегося винта (шнека), находящегося внутри цилиндрического или конусообразного корпуса. Подача и движение жидкости внутри рабочей камеры происходит за счет постоянного движения винта. Во время непрерывного движения шнека канавки на его поверхности заставляют жидкость двигаться только вперед, не давая ей вытекать обратно. Тем самым погружные шнековые насосы поддерживают постоянный напор воды в системе, не увеличивая при этом рабочее давление в камере.

Читайте также:  Обзор скважинных насосов Кама

Рис. 1 Устройство шнекового насоса

Особенности функционирования винтовых моделей насосного оборудование предполагает их погружение непосредственно в рабочую среду – в скважину или колодец. Это объясняется тем, что подобная конструкция техники не позволяет ей работать на т.н. холостом ходу. Для стабильной работы агрегата нужен постоянный уровень жидкости, и без доступа к рабочей среде оборудование просто останавливается.

Преимущества и недостатки техники

Винтовой скважинный насос (или центробежный — как его еще называют) считается одним из предпочтительных видов насосного оборудования для подачи воды в систему автономного водоснабжения, а также на производстве для откачки и циркуляции различных жидкостей – нефтепродуктов, сжиженного газа, агрессивных рабочих сред с высоким содержанием химических реагентов.

Основными преимуществами погружных винтовых насосов являются:

  • высокая производительность;
  • простота обслуживания;
  • отсутствие шума во время работы;
  • возможность работать с различными по качеству рабочими средами.

Последний пункт – один из самых важных для многих пользователей насосного оборудования. Тогда как другие модели достаточно чувствительны к составу рабочей среды и могут выходить из строя даже при небольшом включении песка в воде, то шнековые насосы нечувствительны к загрязнению воды и могут работать даже с сильнозагрязненными и даже вязкими средами. Это является одним из самых критичных параметров для многих владельцев скважин, где не справляются даже фильтры грубой очистки.

Рис.2 Шнековые насосы — одно из производительных видов оборудования

Компактность – еще одно преимущество, которым обладают шнековые насосы для скважин. Обычно это погружные насосы, геометрические параметры которых совпадают с параметрами скважины. Чаще всего размер цилиндрического корпуса оборудования не превышает 12-15 см в диаметре. При этом за счет принципа работы – создания центробежной силы и завихрений в рабочей камере, винтовые агрегаты показывают высокую производительность.

Последняя напрямую зависит от скорости вращения шнека: чем она выше, тем больше воды способен перекачать агрегат за единицу времени. Стандартные модели для домашнего использования способны поддерживать стабильный уровень воды в системе на отметке до 1500-2000 литров жидкости в час.

Недостатки винтовых насосов

У данного оборудования есть ряд минусов, о которых также нужно знать перед тем, как выбирать винтовые модели:

  • высокая цена;
  • фиксированный рабочий объем;
  • невозможность работать «вхолостую».

Выбирая насосы для грязной воды винтового типа, пользователь должен быть готов заплатить продавцу большую сумму по сравнению с другими стандартными видами оборудования. Средняя стоимость одной модели, в зависимости от производителя, составляет несколько сотен долларов для импортного оборудования. Можно взять и отечественные модели, например «Малыш», «Водомет», «Беламос» и другие. Но лидерами рынка и в России, и за рубежом являются иностранные торговые марки, такие как Grundfos, Gadrena, Aquatica, Werk и другие.

Классификация оборудования

Все шнековые насосы для скважин делятся на стандартные и глубинные. Первые подходят для установки в неглубоких колодцах и скважинах, например, для добычи воды в песчаных водоносных слоях. Такие модели отличаются меньшей производительностью, и обычно устанавливаются на глубине не более 20-25 метров. Глубинный скважинный насос имеет более удлиненный корпус и шнек и предназначается для установки в артезианских скважинах, бурение которых достигает нескольких сотен метров в глубину. Такие модели отличаются большей производительностью и, соответственно, более высокой ценой.

В ответе на вопрос, какой насос шнекового типа для скважины выбрать, необходимо учесть параметры гидротехнического сооружения. Глубина залегания водяного зеркала, а также потребность объекта в водоснабжении – основные технические факторы, влияющие на выбор агрегата. Следует также учесть и мощность самого оборудования, т.к. для его работы потребуется постоянное электропитание.

Глубинные и стандартные шнековые электронасосы в среднем потребляют 1,5 кВт энергии в час, что позволит подключить их к стандартному источнику питания 220В. Но производители рекомендуют выделить для насосного оборудования отдельный источник электроэнергии и защитить его дополнительно автоматическим выключателем.

Винтовые насосы

Винтовой или эксцентриковый шнековый насос – объемный насос, получивший широкое распространение в самых различных отраслях промышленности, используемый например как для перекачки сахарного сиропа в пищевой промышленности, так и как погружной насос для скважины, применяемый при разработке нефтяных месторождений. Разнообразие применений стало возможно благодаря устройству шнекового насоса, который может обеспечивать широкий диапазон производительности при достаточно высоких давлениях.

Винтовой насос отлично подходит для перекачки высоковязких, чувствительных к сдвигу продуктов, а также жидкостей с содержанием твердых включений

Конструкция и устройство винтового насоса

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

Схема винтового насоса

  • Ротор
  • Статор
  • Всасывающий патрубок
  • Нагнетательный патрубок
  • Уплотнение вала
  • Карданные шарниры

Принцип работы винтового насоса

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Можно выделить следующие основные материалы:

Корпус:РоторСталь
· Серый чугун· Упрочненная сталь· NBR
· Ковкий чугун· Нержавеющая сталь· EPDM
· Углеродистая сталь· Дуплекс· Si
· Нержавеющая сталь· Хастеллой· HNBR
· Титан

· FPM/FKM
· TPE/P
· PTFE

Типы уплотнения вала насоса

  • Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
  • Манжетное уплотнение
  • Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
  • Магнитная муфта

Основные исполнения винтовых насосов

  • Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
  • Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
  • Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть винтовой насос высокого давления до 240 бар.

  • Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
  • Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Преимущества и недостатки винтового насоса

Преимущества

  • Перекачка высоковязких жидкостей
  • Высокое давление
  • Постоянная подача
  • Возможность к самовсасыванию
  • Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
  • Широкий выбор материалов
  • Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
  • Широкий диапазон подач

Недостатки:

  • Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
  • Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
  • Высокая стоимость запасных частей
  • Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
  • Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Винтовые насосы применяются чаще всего в следующих отраслях промышленности.

  • Нефтяная и газовая промышленность
  • Химическая промышленность
  • Водоочистка и водоподготовка
  • Целлюлозно-бумажная промышленность
  • Лакокрасочная промышленность
  • Пищевая
  • Фармацевтическая
  • Судостроение и судоходство

Для следующих задач:

  • Перекачка мультифазных жидкостей
  • Перекачка тяжелой нефти
  • Винтовой скважинный насос для закачки воды для увеличения отдачи нефти
  • Производство спиртов и растворителей
  • Перекачка битума, гудрона, смолы
  • Пищевые продукты
  • Краски, клей
  • Каучук

Винтовые насосы – устройство, принцип работы, отличия от центробежного и лопастного оборудования

Винтовой насос – это агрегат, предназначенный для перекачивания растворов и жидкостей повышенной вязкости. Такого рода оборудование используется во многих сферах промышлености – текстильном химическом и металлообрабатывающем производстве. Винтовые насосы обладают простой конструкцией, отличаются надежностью и длительным рабочим ресурсом.

Устройство винтового насоса – из чего состоит прибор?

Основным элементом винтового насоса является ротор. Он имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб, напоминающий винт или шнек. Ротор расположен внутри статора, снабженного эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Сам статор имеет форму стальной трубы. Роторная спираль может оборудоваться несколькими заходами. При этом статорная спираль всегда оборудована одним заходом больше.

Вдоль контактной линии между статором и ротором расположены защищенные от проникновения воды участки, разделяющие рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря особенному расположению ротора в статоре, эти участки поочередно открываются и закрываются.

Регулировка объемов откачиваемой жидкости осуществляется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого следует использовать частотный привод.

Все элементы насоса помещены в прочный корпус из пластика или чугуна. При этом, если используется винтовой насос для скважины, то его корпус изготавливается из нержавеющей стали.

Принцип действия и назначение прибора

Принцип действия каждого винтового агрегата основан на перемещении жидкости вдоль винтовой оси внутри камеры. Ось образуется между поверхностью корпуса и винтовыми канавками путем вхождения винтовых выступов в смежные канавки. Благодаря такому принципу работы, внутри прибора создается замкнутое пространство, которое не позволяет жидкости перемещаться назад из прибора.


В наши дни винтовые насосы используются во многих сферах жизнедеятельности человека. Чаще всего это оборудованием применяется:

  • На пищевых фабриках – при производстве продуктов питания агрегаты применяются в качестве дозаторов;
  • В строительстве – насосы используются для подачи смесей, используемых с целью производства наливных полов и кровли;
  • На скважинах – приборы выкачивают загрязненную воду с большим количеством примесей. Винтовой скважинный насос может использоваться, как для источника с чистой водой, так и для скважины с песком;
  • В химической промышленности – винтовые насосы перекачивают большие объемы густых веществ для их дальнейшей обработки.

Высокая надежность и способность работать под высокими нагрузками делает винтовые насосы одним из наиболее прогрессивных видов насосного оборудования.

Преимущества и недостатки винтовых насосов

Высокий спрос на винтовые насосы обусловлен множеством их достоинств. Среди них нужно выделить:

  • Высокий КПД приборов – от 50 до 70 %;
  • Агрегаты способны работать с очень вязкой жидкостью, создавая напор гораздо выше, чем импеллерные помпы;
  • Винтовые насосы способны перекачивать жидкости с большим количеством твердых примесей;
  • Принцип работы винтового прибора исключает образование пульсаций, которые характерны для оборудования других видов;
  • Винтовые насосы являются самовсасывающими приборами, а максимальная глубина забора жидкости может составлять 8,5 м;
  • Приборы отличаются компактностью и низким уровнем шума;
  • Благодаря высокой надежности, винтовые насосы крайне редко требуют ремонта и не нуждаются в частом обслуживании.

Как и другие виды насосов, винтовое оборудование имеет свои слабые стороны. Первый минус заключается в высокой стоимости агрегатов, из-за чего использовать их на своем производстве могут позволить себе далеко не все предприятия. Второй недостаток заключается в отсутствии возможности регулировки объемов откачиваемой жидкости.

Виды винтового насосного оборудования

Так как винтовые приборы задействованы во многих сферах применения, они отличаются между собой особенностями конструкции. По своему устройству агрегаты делятся на такие типы:

  • Шнековые насосы – эти агрегаты предназначены для перекачивания больших объемов агрессивных химических и абразивных веществ. Шнековый прибор эффективно работает, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Нередко такое оборудование используется для воды из скважин и глубоких колодцев. Шнековые агрегаты обладают простой конструкцией и сравнительно невысокой стоимостью;

  • Штанговые насосы – такого рода устройства используются для высоковязких сред в предприятиях по добыче и переработки нефти. В конструкцию штангового насоса входит устьевой сальник, вращательная колонна и поверхностный привод. Агрегаты этого типа отличаются высокой производительностью и достаточно высокой стоимостью;

  • Вакуумные насосы – эти агрегаты оборудуются двумя винтовыми роторами, вращающимися в противоположные стороны. Благодаря такой конструкции вакуумного насоса, жидкость сначала попадает в область между винтовыми камерами и цилиндром, а затем попадает в отверстие для выхлопных газов.


Насос винтовой для вязких жидкостей показывает высокую производительность, однако эффективность работы устройства во многом зависит от правильности его использования. В связи с этим прежде, чем покупать прибор для бытовых или промышленных целей, нужно убедиться в его соответствии с выбранной областью применения.

Какой насос лучше – центробежный или винтовой насос?

Многие люди, которые хотят купить насос для бытовых целей, задумываются о том, что же лучше – центробежный или винтовой насос. Оба эти вида отличаются между собой областями использования и особенностями конструкции.

Центробежный насос — достаточно дорогостоящий прибор, который хорошо справиться с обеспечением водой загородного коттеджа. Эти насосы можно использоваться, как для скважин, так и для колодцев. В устройство агрегата входит зафиксированное на валу рабочее колесо, которое выталкивает воду наверх. Это оборудование подходит только для перекачивания чистой воды, имеет высокий КПД и потребляет небольшое количество электроэнергии. Центробежные насосы отличаются высокой надежностью и длительными сроками эксплуатации.

Винтовые насосы используются преимущественно в промышленности. Гораздо реже погружной агрегат такого рода применяется в быту и хозяйстве. Если же для обслуживания частного дома был выбран именно такой прибор, то его следует использовать для перекачивания не слишком загрязненной воды, количество твердых примесей в которой не должно превышать 150 г/м 3 жидкости.

Выбор насосного оборудования в основном зависит от воды, которую он будет перекачивать. Если агрегат требуется для подачи чистой питьевой воды, то лучше выбрать центробежный насос. Если жидкость нужна для полива, то лучше отдать предпочтение винтовому оборудованию.

Винтовые и лопастные насосы – в чем отличия?

Большинство неопытных покупателей часто ошибаются, принимая лопастной насос за винтовой. Отличия между агрегатами этих видов заключается в областях применения и характеристиках агрегатов.

Винтовые устройства в большинстве своем используются в промышленных целях, гораздо реже – в быту. Среди их преимуществ следует выделить:

  • Равномерный объем подачи перекачиваемой жидкости;
  • Способность к самовсасыванию;
  • Отлично сбалансированная конструкция;
  • Агрегат эффективно работает даже при наличии в жидкости твердых примесей;
  • Высокая прочность деталей.

К недостаткам винтовых насосов относится высокая стоимость оборудования, большие габариты, повышенное трение его запчастей, высокий уровень шума и не эффективное охлаждение.

Лопастные насосы применяются в быту. Насос лопастной центробежный обладает такими достоинствами:

  • Простота в эксплуатации и обслуживании;
  • Возможность подключения к одному трубопроводу сразу нескольких лопастных насосов;
  • Скромные габариты и вес;
  • Низкий уровень шума при работе;
  • Невысокая стоимость большинства моделей;
  • Наличие эффективной системы охлаждения.

Среди минусов ролико-лопастного насоса следует выделить отсутствие возможности работать с загрязненной водой. Насос лопастной центробежный обладает низким КПД, а, при сужении проточных каналов, большинство агрегатов перегреваются, что приводит к их поломке. Для производства большинства моделей используются тяжелые стальные запчасти, которые, в паре с легким пластиковым корпусом, ухудшают баланс и устойчивость приборов.

Важная характеристика лопастного насоса – это его производительность. Она сильно зависит от качества воды и мощности агрегата. Если насос не обладает высокой мощностью, то он не будет перекачивать необходимое для обслуживания частного дома количество жидкости. Поэтому для загородного жилья следует выбирать более мощное оборудование, покупка которого обойдется гораздо дороже.

Выбираем винтовой насос для скважины

Скважинный винтовой насос работает по принципу «архимедова винта», использовавшегося для подъема воды из водоемов ещё до нашей эры

В отличие от центробежных агрегатов, винтовые насосы для скважин способны перекачивать жидкости с высоким содержанием механических примесей. Если говорить об организации индивидуального водоснабжения частного домохозяйства из песчаной скважины, то такой насос будет лучшим выбором, так как на его надежность и работоспособность наличие песка в воде не влияет.

Устройство и эксплуатация винтовых насосов

Человеку, далекому от техники, проще всего объяснить устройство и принцип работы винтового насоса на примере обычной мясорубки.

Особенности конструкции

Как и в мясорубке, основной рабочей деталью устройства является шнек (поэтому такие насосы часто называют шнековыми), заключенный в резиновую обойму. Но с вращающимся валом двигателя он соединен не напрямую, а с помощью карданной передачи, обеспечивающей их небольшую несоосность.

На рисунке показана конструкция скважинного винтового насоса

Когда вал начинает вращаться, соединенный с ним винт совершает сложное движение вокруг своей оси, которая в свою очередь тоже вращается по окружности, радиус которой задан эксцентриситетом винта. В результате такого движения между витками шнека и обоймы образуются полости, которые постоянно перемещаются по направлению от всасывающего отверстия к выходному патрубку.

Попавшая в эти полости жидкость постепенно нагнетается в камеру, откуда под напором вытесняется наружу, а в приемной части насоса тем временем происходит разрежение давления, поэтому вода из скважины устремляется в неё.

Обратите внимание. В этой конструкции нет деталей, между которыми могли бы застрять твердые включения, находящиеся в жидкости – они вместе с ней выносятся наружу. Поэтому насосы винтовые для скважин могут использоваться для перекачки загрязненной воды с высоким содержанием примесей.

В зависимости от количества винтов эти устройства могут быть одновинтовыми или многовинтовыми. Но в системах индивидуального водоснабжения из скважин обычно используются погружные насосы с одним винтом.

Двухвинтовой насос в разрезе

Для получения на выходе чистой питьевой воды на всасывающий патрубок устройства часто монтируется сетчатый фильтр грубой очистки, не пропускающий внутрь крупные частички песка или ила. Если этого недостаточно, то фильтры тонкой очистки устанавливаются уже на поверхности, чаще всего – в техническом помещении дома. Какие именно, определяется после анализа воды (см. Анализ воды из скважины – зачем он нужен и как делать).

Обслуживание и эксплуатация

Простая и надежная конструкция гарантирует потребителям минимум затрат и времени на обслуживание такого оборудования.

  • Винт и ротор насоса охлаждается перекачиваемой водой, поэтому он практически не нуждается в профилактическом обслуживании, что очень удобно, так как для этого его приходилось бы периодически доставать из глубокой скважины, а затем вновь устанавливать на место.
  • Но даже если потребуется ремонт или замена каких-то деталей, продуманная конструкция агрегата позволит сделать это своими руками, не прибегая к услугам специалистов и использованию сложного оборудования.
  • Длительный срок службы таких насосов объясняется и отсутствием вибрации при работе, несмотря на высокую мощность и большое число оборотов.
  • Они практически бесшумны, поэтому даже если скважину оборудовать в подвале дома, работающее оборудование не будет создавать дискомфорта.

Обратите внимание. При необходимости винтовой скважинный насос можно использовать для подачи воды из водоемов и резервуаров, так как работать он может в любом положении – как вертикальном, так и горизонтальном.

Установка в скважину

Погружные винтовые насосы монтируются точно так же, как центробежные и любые другие. Они тоже имеют вытянутую цилиндрическую форму со всасывающим отверстием в нижней части, выходным патрубком и проушинами для троса в верхней.

Металлический трос удерживает устройство на заданном уровне, а питание к нему идет через электрический кабель. К выходному патрубку присоединяется шланг или труба, по которой вода подается наверх.

Инструкция по подключению и монтажу насоса:

  • Соберите устройство и убедитесь в его работоспособности;
  • Присоедините к патрубку напорный шланг и стяните его хомутами в нескольких местах по всей длине с кабелем, чтобы последний не провисал;
  • Установите поплавковый выключатель, если он входит в комплект;
  • Закрепите страховочный металлический трос. Это очень ответственный момент: если трос сорвется, достать насос из скважины, вытягивая его за кабель, будет проблематично и чревато поломкой;

Оборудование готово к погружению

  • Осторожно опустите агрегат в скважину на требуемую глубину, заранее сделав метку на шланге или кабеле;
  • Закрепите трос на оголовке скважины;
  • Подключите насос винтовой для скважины к электросети и проверьте его работу.

Устройство не должно вибрировать и издавать сильный шум или стук. Если это не так, значит, где-то вы допустили ошибку или существуют неполадки в самом механизме.

Популярные модели бытовых винтовых насосов

Шнековые насосы выпускают многие отечественные и зарубежные производители.

Среди самых распространенных и востребованных у наших потребителей можно отметить следующие марки:

  • Водолей (Промэлектро, Украина). Погружные насосы Водолей отличаются компактностью и высокой мощностью, могут использоваться для подачи воды из колодцев, открытых водоемов и скважин с внутренним диаметром не менее 10 см. Отлично подходит для устройства водопровода в загородном доме, систем полива и орошения, а также для откачивания воды из бассейнов, резервуаров, затопленных подвалов. В комплект входит синтетический трос для монтажа в скважину или колодец.

  • Беламос (Белоруссия). Эти глубинные насосы для скважин винтовые, выполненные из нержавеющей стали, тоже многофункциональны и универсальны. Применяются для устройства водоснабжения частных домов, садовых и фермерских хозяйств. Обладают высокой мощностью, могут бесперебойно работать на протяжении длительного времени, в конструкцию встроена термозащита двигателя.

  • Unipump ECO VINT (Россия). Эти насосы отличают низкая цена, высокий напор и небольшая производительность, что является оптимальным решением для источников с маленьким дебитом – колодцев и скважин на песок. Отсутствие вибрации не позволяет подниматься мути со дна скважины, при этом даже при высоком содержании в воде механических примесей пропускная способность устройства не снижается.

Бюджетное решение для дачного водоснабжения

Также пользуются популярностью насосы фирмы Grundfos:

Grundfos SQ 2-55

Grundfos SPO 3-50 A

Модель насосаКраткие сведенияТехнические характеристики
Данная модель предназначена для подачи питьевой воды из скважин малого диаметра. Имеет защиту от перегрева, сухого хода, перегрузок. Высокий КПД обеспечивается за счёт двигателя с постоянным магнитом, и деталей, выполненных из прочных материалов.

  • В комплекте с насосом, 20-метровый кабель с защитной планкой, плюс инструкция по монтажу. Благодаря малому весу, SQ 2-55 можно без проблем установить своими руками.
  • Подача: 2 м3/час
  • Напор: 55 м
  • Двигатель: однофазный
  • Ступеней: 3
  • Высота: 741 мм
  • Диаметр: 74 мм
  • Вес: 5,2 кг
  • Стоимость: 25700-30500 руб.
Насосы Grundfos SPO 3-50, предназначены для использования в автономных системах водоснабжения и полива. Такую модель можно установить как в пятидюймовую скважину, так и в колодец.

  • Производится в нескольких вариантах исполнения. Погружной вариант оснащён поплавковым выключателем, маркируется литерой «А», как на фото.

Модели, с маркировкой «В» предназначены для сухой установки, и комплектуются плитой-основанием.

  • Подача: 4,5 м3/час
  • Напор: 48м
  • Двигатель: однофазный
  • Максимальное количество включений: 30 в час
  • Температура перекачиваемой жидкости: 0-+40 град.
  • Диаметр: 127 мм
  • Глубина погружения: 20 м
  • Вес: 16 кг
  • Цена: 20600-28300 руб.

Заключение

Отдать предпочтение винтовым насосам определенно стоит в тех случаях, когда качество воды в скважине оставляет желать лучшего. Её очисткой можно заняться после подъема на поверхность, а вот с добычей как нельзя лучше справится устройство шнековой конструкции. Посмотрев видео в этой статье, вы лучше поймете, как оно работает и в чем его преимущества перед другими погружными насосами.

Читайте также:  Что такое фильтр грубой очистки воды и как его правильно установить
Ссылка на основную публикацию