Самовсасывающие насосы: конструктивные особенности и принцип действия

Самовсасывающие насосы создают и поддерживают достаточный уровень вакуума для забора жидкости без посторонней помощи. Они используются в самых разных отраслях промышленности и доступны в самых разных размерах. Существует много типов самовсасывающих насосов, которые различаются количеством рабочих колес, их типом и материалом. Самовсасывающие насосы могут использоваться для перекачки чистой воды, а также нефти, сточных вод и других жидкостей.

Одним из ключевых параметров насоса является высота всасывания. После остановки насоса жидкость имеет тенденцию вытекать из его всасывающей линии. В этом случае после повторного запуска насоса он также должен откачать воздушную пробку, которая образуется во впускной трубе. Для этой цели используются самовсасывающие насосы, способные удалять воздух и продолжать работу. 

Самовсасывающие насосы используются, когда необходимо выполнить одно или несколько из следующих условий:

• способность к самовсасыванию;

• перемещение жидкостей с твердыми включениями;

• откачка высокоабразивных сред;

• обработка вязких жидкостей.

Какие вакуумные насосы являются самовсасывающими?!

Самовсасывающие насосы в основном делятся на следующие типы:

• объемные насосы (поршневые, водокольцевые, пластинчато-роторные);

• вихревые воздуходувки.

Благодаря своей самовсасывающей способности такой насос может быть расположен выше уровня жидкости (поверхностный насос) без погружения рабочего элемента (полупогружный насос) или всего насосного агрегата с двигателем в рабочую среду (погружной насос).

Вихревые самовсасывающие насосы обычно используются для чистых жидкостей с низкой вязкостью, которые не содержат твердых частиц. Сравнительно низкая производительность и эффективность компенсируются простой конструкцией и простотой в эксплуатации.

Водокольцевые самовсасывающие насосы успешно используются для вспенивания жидкостей. Они также хороши для воды, мазута и дизельного топлива. Эти насосы неизбежно теряют часть рабочей жидкости, которая выводится из насоса вместе с перекачиваемой средой.

Вихревые воздуходувки с боковым каналом и водокольцевые насосы представляют собой промежуточный продукт между объемными и центробежными насосами и предназначены для работы с жидкостно-газовыми смесями без каких-либо абразивных частиц. Они обладают следующими характеристиками:

• возможность самовсасывания; 

• перемещение газа без нарушения потока жидкости;

• отсутствие повреждений в случае сухого хода;

• низкое значение высоты столба жидкости над всасывающим патрубком насоса.

Поршневые самовсасывающие насосы сильно ограничены по высоте всасывания, требуют регулярной очистки впускных и выпускных клапанов и замены поршневых колец, если используются для перекачки грязных жидкостей. Их в основном используются на кораблях.

Области и сферы применения самовсасывающих насосов

Самовсасывающие насосы широко используются в различных областях - от химической промышленности до водоснабжения. Они хороши для обработки сточных вод из дренажных колодцев, резервуаров и подземных резервуаров. Самовсасывающие насосы также используются в  водопроводных и канализационных трубопроводах и т.д. При определенных условиях они также могут быть использованы для удаления воздуха из всасывающей линии. Максимальная всасывающая способность насоса определяет предельные размеры и конфигурацию всасывающей линии.

Самовсасывающие насосы для промышленности

Самовсасывающие промышленные насосы отличаются более высокой производительностью и надежностью. Они используются на различных производственных площадках, в резервуарах для хранения нефти, для удаления разливов на химических заводах, в горнодобывающей, металлургической, целлюлозно-бумажной промышленности, нефтегазопереработке, водоснабжении и водоотведении. Перекачиваемые жидкости:

• чистые или слегка загрязненные, нейтральные, кислотные или щелочные жидкости;

• жидкости, содержащие песок, ржавчину, осадок или взвешенные твердые частицы;

• чистые или грязные нефтепродукты с низкой вязкостью, такие как бензин, мазут, чистое дизельное топливо, парафин и другие

• растворители;

• аэрозоли и пены;

• растворы каустической соды и т.д.

Промышленные самовсасывающие насосы используются для промывки и охлаждения (станков, шлифовальных кругов); циркуляции жидкостей для резки и закалки; улавливания дыма; очистки топливных баков и т.д.

Самовсасывающие насосы для строительства

Откачка паводковых вод; транспортировка сточных вод; тушение пожаров; сбор опасных жидкостей; откачка воды из котлованов, каналов или бассейнов во время земляных работ; осушение и опускание грунтовых вод (для повышения эффективности закладки фундамента во время строительных работ); подача воды из колодцев или каналов; мытье бетонных поверхностей. Самовсасывающие насосы также используются в производстве строительных материалов, а также при ремонте и обслуживании инженерных систем и сетей.

Самовсасывающие насосы для морской промышленности

Загрузка и выгрузка жидкостей; дренаж; перекачка соленой или морской воды; пожаротушение; водоснабжение для санитарных служб и т.д.

Самовсасывающие насосы для удаления отходов

Обработка грязных, горячих или агрессивных сточных вод; перекачка воды, содержащей песок, ил или взвешенные твердые частицы; дозирование подпиточных жидкостей, перекачка ила.

Самовсасывающие насосы для сельского хозяйства

Поверхностный полив и орошение; перекачка и распыление жидкого навоза или удобрений; раздача жидкого корма для животных; обработка жмыха, молодых вин, фруктовых соков и т.д.

Конструкция самовсасывающего насоса

Стандартная конструкция самовсасывающего насоса:

В стандартной конфигурации насос (рабочий элемент насоса) и двигатель расположены снаружи обрабатываемой жидкости над ее поверхностью. Только всасывающая труба погружается непосредственно в жидкость с обратным клапаном, предотвращающим обратный отток в резервуар (естественный или искусственный). Выпускной трубопровод подает жидкость от насоса к потребителю и также может быть оснащен обратным клапаном. Корпус самовсасывающего насоса может быть изготовлен из железа, бронзы, нержавеющей стали и других сплавов.

Самовсасывающие насосы не требуют каких-либо сложных клапанов для откачки воздуха. Когда смесь жидкость / газ поступает в насос, начинается разделение фаз, в результате чего воздух направляется вверх и выпускается через выпускную трубу, в то время как вода продолжает циркулировать внутри насоса. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет удален весь воздух, после чего самовсасывающий насос работает как обычный насос. Дополнительно может быть использована камера разделения воздуха для удаления захваченного газа из системы и камера заполнения с запасом жидкости для запуска процесса самовсасывания.

Принцип работы самовсасывающего насоса

Самовсасывающие насосы не требуют какого-либо дополнительного всасывающего устройства. Поскольку он расположен выше уровня жидкости, перед переходом к рабочим условиям необходимо поднять жидкость на определенную высоту, которая не может превышать максимальную высоту всасывания. Обычно нет необходимости предварительно заполнять всасывающую линию для запуска самовсасывающего насоса, однако может потребоваться предварительное заполнение камеры насоса. Обратный клапан на всасывающей линии избавляет от необходимости заправлять насос перед запуском. Сухой запуск насоса нежелателен, так как это может привести к выходу из строя отдельных компонентов или всего насоса.

Самовсасывающие насосы не требуют каких-либо сложных клапанов для откачки воздуха. Когда смесь жидкость / газ поступает в насос, начинается разделение фаз, в результате чего воздух направляется вверх и выпускается через выпускную трубу, в то время как вода продолжает циркулировать внутри насоса. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет удален весь воздух, после чего самовсасывающий насос работает как обычный насос. Дополнительно может быть использована камера разделения воздуха для удаления захваченного газа из системы и камера заполнения с запасом жидкости для запуска процесса самовсасывания.

Принцип работы пластинчато-роторного самовсасывающего насоса

Пластинчато-роторные вакуумные насосы Busch R 5  используются для забора воды при запуске насосной системы. Они соединены с дизельным двигателем с помощью клинового ремня. Это означает, что при включении двигателя вакуумный насос начинает всасывать воздух из впускной трубы до закрытого шарового обратного клапана. Из-за вакуума во впускной трубе вода поднимается к шаровому обратному клапану. Как только уровень воды достигнет шарового обратного клапана, система внутреннего контроля открывает клапан, запускает центробежный насос и включается вакуумный насос. Если во время работы уровень воды во впускной трубе опускается ниже определенного уровня, вакуумный насос снова включается.

В зависимости от всасывающей способности насосных систем и диаметра впускных труб используются различные типоразмеры пластинчато-роторных вакуумных насосов R 5 со скоростью откачки от 40 до 100 м3/ч. Единственное, что их всех объединяет, - это то, что они приводятся в движение дизельным двигателем с помощью клиновых ремней.