Винтовой насос: принцип действия, область применения и конструктивные особенности

Особенности обслуживания и эксплуатации погружных шнековых насосов

Конструкция устройства показана на фото.

Основные детали и узлы шнекового погружного насоса

Принцип работы таких агрегатов основывается на «архимедовом винте» или шнековом вале, который создает у всасывающего торца разряжение, возникающее в результате продавливания объема жидкости по направлению нагнетательного патрубка.Большую популярность и широту применения погружные насосы получили благодаря своим нескольким важным особенностям:

• Удобная конструкция. Шнековые насосы обладают достаточной простотой в эксплуатации, что не требует специализированных знаний, и большая часть ремонтных работ может производиться даже в полевых условиях.
  Например, не сложно поменять подшипник с приводного вала, а для замены уплотнения вала нет необходимости выполнять демонтаж насоса.
• Простота при проведении ремонтных работ. Помимо достаточно несложной замены подшипников, сальников и торцевых уплотнений простоту демонтажа обеспечивает применение стандартизированных самозажимных муфт.
• Тщательная отработка конструкции. Корпус всасывания изготовлен с учетом отсутствия отложений вокруг него. Кроме обтекаемой формы корпуса, всасывающий патрубок может поворачиваться на 90°.
• Нет вибрации. Даже большое число оборотов рабочих органов и высокая производственная мощность, которые имеют шнековые электрические насосы, почти не создают вибрации.
  Это объясняется использованием в конструкциях роторов, выполненных методом вытяжки деталей или литьем.
• Отсутствие вибрации насосов увеличивают их срок службы.

Некоторые, наиболее популярные, модели шнековых насосов

Основная особенность шнекового насоса в том, что он может качать очень грязную жидкость в горизонтальном и вертикальном положении.Есть несколько самых популярных моделей таких устройств:

Для бытовых нужд, при подаче воды из колодцев, скважин или открытых водоемов широкое применение получил шнековый насос «Водолей».

https://youtube.com/watch?v=JwY1fqxMNJQ

Отличается изделие от остальных:

1. большой мощностью и компактностью;
2. возможностью осуществлять подачу воды в водопроводную сеть частного дома, используется для полива, разных технических нужд;
3. в скважине устройство фиксируется на синтетическом тросе, который комплектуется вместе с насосом.

Шнековый насос «Водолей»

Шнековые насосы, используемые для перекачивания любых жидкостей из различных емкостей, типа бочек, имеющих разный объем. Их преимущества заключаются в следующем:

1. могут перекачивать не только воду и нейтральные жидкости, но и с присутствием в них коррозийными химическими кислотами или щелочами;
2. малогабаритные конструкции, просты в эксплуатации, легко транспортируются и разбираются.

Бочковой шнековый насос

Подавать воду из шахтного колодца, открытого водоема или скважины хорошо глубинными насосами «Беламус»:

1. создаваемая ими мощность позволяет обеспечивать агрегатами любые бытовые потребности: индивидуальное водоснабжение, полив садов и огородов;
2. материалом для изготовления основных деталей является нержавеющая сталь;
3. в устройстве встроена термозащита мотора;
4. двигатель способен работать продолжительное время.

Насос погружной шнековый «Беламус»

После ознакомления с принципом работы погружных шнековых насосов, их преимуществами и выбрав тот агрегат, который подходит для выполнения определенной работы, можно быть уверенным, что это надежный и высокопроизводительный агрегат, который долгие годы может исправно эксплуатироваться с любым видом жидкости.

Установка в скважину

Монтаж скважинных насосов должен выполняться в соответствии c действующими правилами техники безопасности:

1. Перекачивающее оборудование устанавливается только после завершения сварочных работ по прокладке напорной магистрали.
2. Диаметр выработки для установки прибора должен гарантировать свободный проход механизма в комплекте с кабелем.
3. Убедиться, что дебит источника соответствует производительности установки.
4. Соединить выходной патрубок с напорной трубопроводной арматурой.
5. Проверить герметичность магистрали.
6. Устройство опустить в скважину с использованием цепи или прочного стального троса. Крепление подвески производится к специальным проушинам, размещенным на выходном патрубке механизма.
7. Электрический кабель закрепить на подающей трубе при помощи хомутов с промежутком 2-3 м по всей длине магистрали.
8. Установку насоса выполняют таким образом, чтобы при самом низком прибор находился на уровне 1 м от дна выработки.
9. Корпус электродвигателя необходимо располагать выше фильтрующего элемента.
10. В случае если размер отверстия намного превышает диаметр насоса, нужно установить дополнительный кожух вокруг прибора для создания потока воды и эффективного охлаждения привода.
11. После фиксации троса подвески к подключить электропитание.
12. Из подающей и напорной магистрали удалить воздух во избежание скачков давления при запуске оборудования.

Винтовые и центробежные скважинные насосы: за и против

Отзывы многих домовладельцев говорят о том, что такие скважинные насосы являются гораздо более производительными, чем поверхностные. Однако погружные насосы могут быть двух видов: центробежные и винтовые. В первом случае речь идет об оборудовании, которое перекачивает воду за счет вращения крыльчатки.

Если рассмотреть вкратце центробежные насосы, то к их преимуществам относят высокую надежность, возможность автоматизации управления, относительно небольшие размеры, которые позволяют использовать их в разных скважинах, а также высокий КПД (до 85 %) и значительная высота всасывания.

Последний пункт означает, что такое оборудование можно монтировать в глубокий колодец. Какой насос лучше? Ответ на этот вопрос обусловлен недостатками оборудования — так, центробежный электронасос чувствителен ко многим факторам внешней среды и не всегда может обеспечить стабильную подкачку воды.

Глубина скважины, а точнее, расстояние от зеркала воды до патрубка для него также имеет значение. В то время как винтовой погружной насос нечувствителен к большинству факторов внешней среды, включая наличие в воде небольших примесей (при сильном загрязнении, естественно, никакие скважинные насосы полноценно работать не смогут).

Шнековый насос — это самая востребованная разновидность винтового насоса. Такое оборудование обладает целым рядом преимуществ: оно хорошо устанавливается на любом участке, отличается простотой эксплуатации. Ремонт зачастую можно проводить практически в полевых условиях, поскольку он связан с простой заменой деталей, а они расположены так, что для того, чтобы подобраться к ним, не нужно демонтировать всю установку.

Классический пример — демонтаж подшипника с приводного вала. Что касается не менее распространенных вариантов типа замены торцевых уплотнителей и сальников, то и для такого ремонта не нужно никакого дополнительного оборудования. Достаточно обычных слесарных инструментов, и все работы будут произведены.

Корпуса шнековых скважинных агрегатов изначально разрабатываются таким образом, чтобы располагать всасывающий патрубок можно было бы разместить как вдоль центральной оси, так и перпендикулярно ей.

Вообще конструкция всасывающего патрубка в винтовых аппаратах такого типа заслуживает особого внимания. Благодаря его работе удается предотвратить формирование илистых насосов на дне скважины и в окружающем ее водоносном слое. Именно с такой неприятностью сталкиваются при создании систем автономного водоснабжения на большинстве участков, но только шнековые агрегаты позволяют с этим бороться.

Шнековый вал — это основная рабочая часть такого оборудования. Он производится методом литья с дальнейшей высокоточной обработкой. Именно такая технология обеспечивает прочность и надежность этой детали, но к тому же она помогает избежать вибраций при работе. Отсутствие вибраций не только положительно сказывается на состоянии самой скважины, но и позволяет продлить срок эксплуатации такого оборудования.

Есть ли у шнекового варианта существенные недостатки? Обычно пользователи называют только один — не самое выгодное соотношение размера и производительности. Действительно, можно купить небольшой агрегат, предназначенный для узких скважин, и он обеспечит стабильный напор, но производительность у него будет ниже, чем у других изделий того же размера.

Мощные модели являются достаточно громоздкими. Для артезианских скважин такой вариант не подходит. Кроме того, винтовые насосы работают с высоким уровнем шума. Это объясняется особенностями их функционирования.

Принцип действия винтовых насосов основан на конструкции так называемого «архимедового винта», как принято обозначать шнековый вал, который за счет продавливания небольшого объема жидкости создает разряжающий эффект у торца всасывания. Действительно, принцип действия таких винтов известен уже давно, его впервые использовали значительно раньше, чем 100 или даже 200 лет назад.

Но, конечно, за все эти годы принцип работы такого скважинного аппарата был несколько модифицирован. Сегодня винтовые насосы считаются универсальными агрегатами, отличающимися высокой ремонтопригодностью, прочностью, надежностью, отличными эксплуатационными характеристиками. Причем используют их не только для подкачки воды. Они подходят для любых неагрессивных жидкостей, что и выделяет их на фоне остального оборудования.

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.

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.

Фото насоса Водолей БЦПЭ 0,5-50Г

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.

Belamos SP-70/6

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:

Разновидности и основные технические характеристики

Все устройства рассматриваемого типа делятся на две основные категории. Шнеки шнековых насосов для скважин могут быть рассчитаны на работу при различной глубине скважины. Выделяют два основных типа устройства:

1. Стандартные, рассчитанные на эксплуатацию в обычных условиях.
2. Рассчитанные на эксплуатацию при расположении на большой глубине.

Представители стандартной группы рассчитаны на работу при глубине скважин до 25 метров. Подобные помпы устанавливаются при небольшой производительности, бурение скважин может проводится на дачных и загородных участках. Кроме этого, устанавливается оборудование с различным показателем производительности, при этом давление остается неизменным вне зависимости от состава воды и многих других моментов.

При необходимости можно приобрести и установить устройство глубинного типа.

Ключевыми моментами назовем следующее:

1. Устройство обладает повышенной производительностью.
2. Может устанавливаться в артезианских скважинах.
3. Длительный эксплуатационный срок обеспечивается за счет применения износостойких материалов.

Существенно увеличение эксплуатационных качеств определяет повышение цены. Именно поэтому их установка проводится в том случае, когда нужно обеспечить повышенную производительность.

Довольно большое распространение получили модели, которые относятся к средней ценовой категории. Они обладают следующими характеристиками:

При выборе всегда уделяется внимание значению производительности. В большинстве случаев оно варьирует в пределе от 1500 до 2000 л/час

Этого вполне достаточно для большинства случаев установки.
Также важным параметром можно назвать показатель создаваемого напора. Он варьирует в пределе от 40 до 60 метров. Этот параметр позволяет эксплуатировать устройство на загородных участках.
Температура транспортируемой жидкости может варьировать в диапазоне от 5 до 50 градусов Цельсия. При низкой температуре происходит кристаллизация жидкости, за счет чего происходит износ конструкции и ее деформация.
При выборе уделяется внимание также тому, каков максимальный размер частиц. В большинстве случаев он варьирует в пределе ото 2 до 2,5 мм.
Мощность устанавливаемого электрического двигателя, который отвечает за вращение штока, варьирует в пределе от 1 до 1,5 кВт.

В большинстве случаев проводится установка электрического двигателя, который питается от сети 220 В. Также можно встретить более мощные варианты исполнения, питающиеся от трехфазной сети.

В специализированных магазинах можно встретить модели, которые предназначены для установки в промышленности. Они характеризуются более высокими эксплуатационными свойствами. Примером можно назвать транспортировку среды с более высокой температурой.

Также классификация проводится по типу применяемого материала при изготовлении корпуса. В большинстве случае он представлен нержавеющей сталью, в некоторых пластиком. Для повышения степени герметизации устанавливаются прокладки из резины или силикона.

Применение винтового насоса

Потребность в таких агрегатах имеется во многих отраслях промышленности, например, в пищевой, химической, текстильной, металлообрабатывающей и т.д.

В строительстве при помощи винтовых помп осуществляют подачу смесей для наливных полов и кровельных покрытий.

С течением времени эта технология становилась все более совершенной и сегодня винтовые насосы успешно работают в десятках тысяч скважин по всему миру. Именно эти агрегаты инженеры-нефтяники считают самыми многообещающими.

Кроме этого винтовые насосы применяют для обезвоживания природного газа, организации отопления зданий, добычи минеральных вод и многого другого. Также они активно применяются как насосы-дозаторы.

Среди владельцев скважин на воду большую популярность приобрели бытовые винтовые насосы. К их услугам прибегают при наличии значительного количества песка в воде. В таких условиях центробежные насосы быстро изнашиваются, а вибрационные не могут применяться из-за негативного воздействия вибраций на дно источника. Винтовые же насосы не вибрируют и безболезненно переносят наличие твердых механических примесей.

Каковы виды

Часто у производителей в ассортиментных линейках можно найти такой вид как «3 винтовой насос». На самом деле это глубинный насос 3-дюймовый, вариант достаточно распространенный, поскольку используется он в узких скважинах. Почему вообще возникает потребность в таком оборудовании? Для этого нужно рассмотреть принцип устройства системы автономного водоснабжения.

Каким будет первый его этап? Это бурение скважины. Чем уже она будет, тем дешевле обойдется такая работа.

Трехдюймовый скважинный винтовой насос практически ничем не отличается от других приборов той же конструкции. Он точно также эффективно поднимает воду с различных глубин, обеспечивает ее стабильный напор. В случае с таким оборудованием, как погружной скважинный насос, качество определяется не размерами, а материалами, используемыми при сборке.

Что же касается особенностей его использования, то обычно это оборудование применяется для обсадной трубы с сечением в 75 мм как наиболее оптимальный вариант (даже для диаметра скважины в 100-115 мм он будет уже маловат). Кроме того, поломка такого аппарата из-за заклинивания в скважине большего размера практически исключена.

Чтобы не возникло неисправности, нужно просто установить на этот прибор специальную резиновую «рубашку», обеспечивающую протекание воды с высокой скорости. Такая «рубашка» нужна для охлаждения, поскольку в процессе работы насоса электродвигатель неизбежно нагревается.

Еще один интересный вариант — это насосы на 2 дюйма. В основном это те же скважинные насосы, только рассчитанные на скважины совсем небольшого диаметра. Дело в том, что есть регионы, в которых большое количество воды залегает на относительно небольшой глубине. В таком случае для экономии средств могут бурить скважины диаметром в 60 мм. Два дюйма — это оптимальный выбор для такого случая.

С точки своей конструкции они ничем не отличаются от рассмотренных выше устройств. Однако насос 2-дюймовый отличается важным преимуществом: его можно использовать даже тогда, когда сама станция располагается непосредственно в доме. Дело в том, что его деятельность практически не ощущается — нет шума при работе, нет вибраций. Пока двухдюймовые аппараты встречаются на рынке реже, чем трехдюймовые, но при желании найти их можно.

Какие критерии учитываются при выборе насосов

Приобретая насос для домашних нужд, прежде всего, необходимо определиться какой тип устройства подойдет больше.По источнику забора устройства бывают:

• Поверхностные насосы. Используются для подъема воды на высоту до десяти метров. В этом случае агрегат располагается непосредственно возле колодца или скважины.
• Погруженные – глубинные. Перед поверхностными устройствами они имеют несколько преимуществ:

1. бесшумность в работе;
2. простота крепления в колодце;
3. использование на большой глубине;
4. длительность автономной работы. Расположение насоса непосредственно в воде способствует охлаждению деталей, что не допускает перегрева элементов агрегата. К тому же, насос шнековый погружной снабжается поплавковым выключателем, который автоматически отключает двигатель устройства, при критическом падении уровня жидкости.

Недостатком погружного насоса служит — сложность в обслуживании.Основными характеристиками при выборе типа изделия являются:

• Производительность.
• Высота напора.

Это критерии, которые учитываются при подборе изделия. Они зависят от требуемого давления для снабжения дома водой и необходимого ее расхода.Учитывается также:

• Расстояние до колодца.
• Величина гидравлического сопротивления в запорной арматуре, в трубах.
• Особенности конструкции изделия.
• Какая глубина погружения.
• Динамический и статический уровни воды(см.Динамический уровень воды в скважине: как произвести замер).
• Размер фильтровальной части.
• Расстояние между поверхностью воды и фильтром агрегата. Его величина должна быть не меньше метра, чтобы не создавалось рисков запескования скважины.
• От общего расхода воды и скорости, с которой восстанавливается ее уровень в колодце или скважине после забора жидкости, зависят частота включения и мощность насоса.
• При сильном превышении выкачиваемой агрегатом воды, поступающей из водоносных подземных пластов в скважину, может возникнуть период ее полного отсутствия.

Какие типы погружных насосов

Заводы-изготовители насосного оборудования выпускают три типа погружных устройств:

• Центробежные насосы. Это самые дорогостоящие агрегаты. Служат для подъема воды со скважин глубиной более 100 метров.
  При этом в жидкости песок может быть свыше 180 г/м. Особенностью таких насосов является высокая производительность и повышенная мощность.
• Вихревые. Они позволяют закачивать воду, у которой содержание примесей до 40 г/м, при этом глубина скважин может колебаться от 30 до 100 метров.
• Шнековые или винтовые. У таких устройств цена самая маленькая. Используются они для подачи воды из скважин глубиной до 15 метров или из открытых водоемов.

Типология устройств

Винтовые скважинные насосы делятся на несколько типов.

1. Насосы из одного винта – горизонтальные насосы; тип – объёмный. Подобные устройства производятся из резинового «обруча» и однозаходного металлического винта, которые вращается в обойме. Когда происходит вращение, то между деталями появляются пространства, куда попадает вода, которую перекачивают. После попадания туда вода передвигается в полости нагнетания.
2. Насосы из двух винтов – конструкции, использующиеся, чаще всего, при морской, пресной, минеральной перекачке жидкостей.
3. Модели мазутные из двух винтов – устройства, использующиеся, в преимуществе, для перекачки мазута и другой вязкой жидкости. Отличается одинарным торцевым уплотнением, рубашкой обогрева, стальной прочной частью.
4. Насосы из трёх винтов – конструкции работают с не агрессивными жидкостями со смазывающей способностью и абразивными механическими примесями в составе. Работают в горизонтальном и вертикальном положениях.

Не редко винтовые устройства называют шнековыми, объединяя их в одно целое, делать этого не стоит, потому что устройства являются различными по типу работы. Шнековый насос также характеризуется вытесняющим действием, но он динамический, в отличие от винтового устройства.

Шнековые насосы отличаются героторной винтовой парой. Она занимается определением свойств устройства и обусловливанием механизма работы насоса. В состав винтовой пары входят статичный элемент-статор и подвижная часть – ротор.

Винтовой шнековой насос перекачивают неоднородные вещества

Винтовой шнековый насос является незаменимым для работы с разнообразными веществами разнородных характеров, и обладает достаточным количеством плюсов. На некоторых участках иногда нельзя использовать никакие другие насосные установки, кроме шнекового.

Преимущества винтового шнекового насоса таковы:

• описанные насосные устройства – самовсасывающие, им не требуется «заливка»;
• насосные системы занимаются перекачкой неоднородных веществ со смесями разнообразных веществ.

Положительные стороны винтовых насосов

Стоит отметить, что винтовые установки отличаются рядом положительных характеристик и отзывов. Многие пользователи отмечают эффективность таких устройств. О преимуществах и недостатках поговорим далее.

Положительные стороны и признаки конструкции:

1. Они долговечны. Из-за того, что электродвигатель занимается движением винта, и ему не приходится иметь контакт с «внутренностями» устройства, происходит снижение трения до минимальной отметки. Это и способствует долговечности работы.
2. Осевое течение перемещения среды в устройстве. Это способствует тому, что выходящий «продукт» сможет двигаться гладко, отсутствуют пульсации.
3. Устройства отличаются невысокими характеристиками по шумовому загрязнению. Из-за невысокой инерции движущихся деталей устройства, у пускового момента также будут низкие показатели.
4. Установкам свойственна хорошая всасывающая характеристика.
5. Конструкция мощных устройств оснащена предохранительными клапанами. Они нужны для безопасной работы насосов и всей конструкции в целом. Клапаны нужны для тех вариантов, если происходит превышение давления.
6. Жидкость подаётся равномерно, что делает винтовые насосы лучше поршневых и плунжерных.
7. Винтовые насосы отличаются простотой конструкции, удобностью в использовании и обслуживании.
8. Винтовые конструкции способны всасывать жидкость из десятиметровой глубины.
9. Винтовым установкам свойственен качественный механизм.
10. Насосы легко эксплуатируются.