Эжекторный насос (с эжектором) для воды: принцип действия

Чем отличается инжектор от эжектора

Инжектор и эжектор — разновидности струйного насоса. Различия между ними заключаются в особенностях их работы.

Струйный гидравлический насос — аппарат, основанный на принципе обмена механической энергией между потоками с высоким и низким давлением. Совместим с жидкими, газообразными, сыпучими веществами. Если насос что-то закачивает или распыляет, то это инжектор. Если же прибор что-либо откачивает, то это эжектор.

Конструкция гидравлического агрегата проста. В самом облегченном виде она состоит из двух скрепленных трубок, в ней нет движущихся деталей, электрооборудования. Это упрощает обслуживание и повышает надежность.

Устройство эжектора

Эжектор — устройство, передающее кинетическую энергию среды с большей скоростью к среде с меньшей при их соединении. Вместе с вакуумным насосом аппарат увеличивает напор всасываемой жидкости. Нередко его применяют как смеситель на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях.

Работа эжекторного насоса основана на принципе Бернулли. Упрощая, его можно сформулировать так: давление течения с меньшей скоростью движения выше, а с высокой, наоборот, ниже. То есть поток с высоким давлением в трубе вызывает всасывание потока в патрубке с низким.

Читайте также:  Как происходит работа защиты минимального напряжения?

Эжекторное приспособление состоит из следующих элементов:

• трубы с сужающимся соплом, куда поступает эжектирующая субстанция;
• патрубка, куда всасывается эжектируемая жидкость-/газ;
• камеры, где они смешиваются;
• узкого цилиндрического горла;
• более широкого диффузора;
• выходной трубки, соединяющейся с главным трубопроводом.

Выносной эжектор функционирует по следующей схеме.

• Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
• В патрубке резко падает давление. Как только скорость движения пассивной среды достигает определенной отметки, в камере формируется вакуум. То есть давление становится ниже атмосферного. Это ведет к засасыванию жидкости-/пара из патрубка.
• Эжектируемая и эжектриующая среды встречаются в камере, где обмениваются кинетической энергией. При поступлении в диффузор она превращается в потенциальную энергию сжатия. Под её действием вещество поступает в выходную трубку.

Принцип работы инжектора

Назначение инжектора — сжатие газов, паров, жидкостей, их нагнетание (распыление) в другие узлы. Устройство является стандартным линейным ускорителем, который вводит заряженные частицы в центральные узлы машины. Заметим, что водяное давление в инжекторном агрегате может быть выше, чем в эжекторном. Агрегатные состояния используемых веществ бывают:

• равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
• разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
• изменяющейся фазности (пар-жидкость, жидкость-пар).

Соответственно, инжектор используют в составе различной аппаратуры. Его применяют в горной промышленности, на электростанциях, в машиностроении; в качестве составной части котельного оборудования — в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.

Как пример, рассмотрим особенности действия инжектора парового котла. Она основан на его способности создавать более высокое давление, чем у рабочего пара. Кинетическая энергия последнего преобразуется в давление воды, которая поступает в котел. В своей сути инжекторная схема отличается от эжекторной только наличием игольчатого вентиля с рукояткой. Он предназначен для регулирования расхода и подачи жидких, парообразных веществ.

• Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
• Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
• Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
• Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
• Это помогает ему преодолеть сопротивление клапана (выходной трубки), проходя через который он поступает в котел.

Конструкция инжектора (форсунки) в автомобильных двигателях отличается большей сложностью, включает движущиеся элементы.

В чем разница

Таким образом, эжектор и инжектор — подвиды струйного насоса. Их отличает:

• Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
• Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
• Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.

Принцип работы устройства

Инжекторный насос имеет довольно простую основу работы и многие люди пытаются создать эжекторный насос своими руками. При этом прежде чем понять принцип действия, необходимо знать, из чего состоит такой агрегат:

• Сопло, через которое протекает жидкость, ускоряясь ние и выходя из агрегата уже на большей скорости. Именно большая скорость воды позволяет избежать ненужного высокого давления на окружающие плоскости.
• Устройство смесительное, куда попадает вода из сопла. Именно в смесительном устройстве происходит разряжение жидкости во всем объеме.
• Всасывающая камера, куда попадает вода из скважины.
• Диффузор, который продвигает всю жидкость дальше по имеющемуся трубопроводу.

По-большому счету, принцип работы инжекторного насоса для воды – это процесс передачи кинетической энергии от воды с высокой скоростью к водной среде с низкой скоростью.

Выбор: встроенный или внешний

Применяемые в комплекте насосной станции водоснабжения эжекторы по типу установки могут быть встроенными в насос или внешними, при этом разница в их устройстве состоит в монтажных деталях.

Достоинствами встроенного типа эжектора являются компактность и защищенность установки от загрязнений, отсутствие дополнительных механических фильтров для очистки от взвешенных и нерастворимых включений. При этом насосы со встроенным эжектором отличаются более высокой электрической мощностью и повышенным шумом при работе, что следует учитывать при устройстве сети электроснабжения и компоновке участка.

Эжекторы выносного типа (внешние) устанавливаются или непосредственно в скважину, или рядом с ней. Энергоэффективность таких устройств несколько меньше по сравнению со встроенными , но они позволяют работать с более глубокими скважинами.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

• минимум места, необходимого для установки;
• хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
• отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Читайте также:  Когда и как проводят проверку устройств молниезащиты?

Центробежный насос с встроенным эжектором

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Насос с внешним эжектором

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров

При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы

Эжекторные насосы

Процедура подключения эжектора в виде самостоятельного устройства заключается в двух этапах:

1. Прокладывается дополнительная труба по всем правилам, которые брались за основу при монтаже трубопровода для подачи воды. Дополнительная труба нужна для подачи нагнетающей среды.
2. Подсоединение патрубка к всасывающему узлу. Требуется смонтировать фильтр грубой очистки и обратный патрубок. Рекомендуется монтаж вентиля для регуляции работы системы.

Вентиль необходим в том случае, если уровень воды в шурфе больше того, на который рассчитан насос. В данном случае можно отрегулировать нагнетаемый поток.

Особенности монтажа и эксплуатации

Работа эжектора будет эффективна только на мощных насосах , не менее 1 кВт с высокой производительностью, и глубиной установкой эжектора не более 20 м, установка глубже резко снижает КПД эжектора. Чтобы при работе насоса с выносным эжектором не было сбоев, размещать подводящие трубы к эжектору нужно строго вертикально. Обязательно перед насосом должен стоять фильтр грубой очистки, так как такие насосы очень уязвимы к воздействию абразивных частиц, которые могут вывести насос из строя . Перед насосом, на рециркуляционном трубопроводе, нужно обязательно ставить кран, чтобы можно было регулировать количество обратной воды, тем самым регулируя эффективность всасывания эжектора.

Как подключить насос с установленным внешним эжектором

Установленной насосной станции с подключенным к ней эжектором требуется намного меньше энергии, чтобы доставить жидкость на поверхность и потом транспортировать ее по системе. Благодаря этому повышается уровень эффективности применения гидрооборудования.

Также заметно увеличивается глубина использования источника. Еще одно несомненное преимущество – это защита от работы оборудования на холостом ходу.

Читайте также:  Тепловое реле: принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

Обязательно должен устанавливаться кран. Он должен находиться на рециркуляционной трубе. Этот кран помогает управлять насосным оборудованием и регулировать поток перекачиваемой жидкости.

Использование самодельного внешнего варианта

Проблему отсутствия эжектора можно решить заменой имеющегося насоса на другой, со встроенным эжектором, что повлечет дополнительные затраты средств и времени. Более экономичным вариантом будет изготовление несложного по конструкции устройства внешнего типа своими руками и установка его в существующую схему водоснабжения.

Собственноручная сборка эжектора

Для изготовления простейшего эжекторного устройства понадобятся всегда имеющиеся под рукой или в продаже сантехнические фитинги – тройник с внутренней резьбой, муфты и отводы.

Основным элементом служит неравнопроходной тройник, в нижнюю часть которого вставляется штуцер с наружной резьбой. При установке штуцера необходимо обеспечить, чтобы он не доходил до верхнего края тройника на 2-3 мм. Для этого при необходимости он дорабатывается подпиливанием или наращиванием полиэтиленовой трубкой. Штуцер будет играть роль сопла, поэтому от точности его установки зависят разрежение в корпусе тройника и напор воды на выходе.

К верхней части тройника через переходник подсоединяется полиэтиленовая труба для подачи воды в систему. На резьбе нижней части, кроме штуцера, устанавливается отвод для подачи рециркуляционной воды от насоса. Для забора воды из скважины или колодца используется боковой патрубок тройника с присоединенной через отвод полиэтиленовой трубкой. Его диаметр должен быть меньше, чем по основному проходу фитинга.

Что касается размеров, то для изготовления эжектора, обеспечивающего водоснабжение небольшого дома или дачи, достаточным будет использование тройника на ¾” с боковым штуцером на ¾” и внутреннего штуцера с диаметром 12 мм.

Порядок подключения труб

Для подключения к смежным элементам системы можно использовать полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Подсоединенная к боковому патрубку труба с установленными обратным клапаном и фильтром должна иметь достаточную для погружения в скважину длину, ее крепят в первую очередь.

К нижнему концу устройства с зауженным штуцером присоединяют трубопровод рециркуляции, соединенный с емкостью для воды и необходимый для создания обратного потока.

Верхняя часть эжектора подключается через трубопровод к поверхностному насосу, на этом сборка самодельной эжекторной установки завершена.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Для первичного запуска системы со смонтированным эжектором ее элементы, включая все подсоединенные трубопроводы, должны быть развоздушены и заполнены водой. У насоса для его заполнения имеется специальный штуцер. Стартовый запуск насоса выполняют при закрытом вентиле на его напоре для развоздушивания и полного заполнения трубопроводов, время работы не должно превышать 10-20 секунд. Открытием крана стравливают воздух из системы, при необходимости выполняют несколько циклов операции до заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.

Затем гидроаккумулятор через расходные краны системы полностью сливается, а насос при пустой гидроемкости должен перейти в автоматический режим работы и включиться для ее заполнения. Если этого не происходит, то при соединении труб или заполнении были допущены ошибки – негерметичность соединения привела к подсосу воздуха или засорился обратный клапан на заборе воды. В этом случае необходимо повторить все перечисленные операции и выполнить повторный запуск системы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

• тройник с внутренней резьбой;
• штуцер;
• муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.

Основные схемы установки и подключения

Чаще всего встречаются следующие схемы:

• Схема прямого подключения устройства в подающий трубопровод.
• Схема с накопительным баком.

Прямое подключение подразумевает размещение станции между водозабором и внутридомовым трубопроводом. Вода напрямую засасывается из скважины и подаётся потребителю. При такой схеме установки аппаратура находится в обогреваемом помещении – в цоколе или подвале. Это обусловлено боязнью пониженных температур. Замерзание воды внутри устройства может становиться причиной его выхода из строя.

Впрочем, в регионах с относительно мягкими зимами, допускается помещение водонапорной станции непосредственно вверху скважины. Для этого над ней сооружают заглублённый в землю колодец, который утепляют во избежание замерзания воды внутри трубопровода. При необходимости возможно использование электрического греющего провода. Более подробно все аспекты выбора места установки разберём ниже.

Читайте также:  Магнетизм для чайников: основные формулы, определение, примеры

Схема подключения станции с накопительным баком выглядит несколько иначе. Вода из источника подаётся не прямо во внутридомовую систему, а в специальный объёмный бак-накопитель. Сама насосная станция размещается промеж накопителя и внутреннего трубопровода. Вода к местам водоразбора перекачивается насосом станции из накопительного бака.

Таким образом, в такой схеме используется два насоса:

1. Глубинный насос, качающий воду в накопитель.
2. Насосная станция, подающая воду из бака-накопителя в водопровод.

Плюсом схемы с баком накопителем является наличие достаточно большого количества воды в нём. Объём бака может составлять несколько сот литров, и даже кубометров, а средний объём демпферного бачка станции равняется 20-50л. Также подобный вариант водоподающей системы подходит для артезианских скважин, когда так или иначе приходится задействовать глубинный насос.

Изготовление своими руками

Эжекторы вполне возможно делать своими руками. Конечно, такая работа требует определенной ответственности и внимательности, но она все же вполне выполнима.

Особой популярностью пользуется вакуумный насос. Чертежи и схема такого устройства предельно понятны.

Эжектор, конечно, можно легко купить в готовом виде. Однако если вы хотите значительно сэкономить, то лучше сделать его самостоятельно.

Изготовление эжектора своими руками:

1. Необходимо взять тройник и закрепить на нем штуцер таким образом, чтобы патрубок штуцера поместился во внутрь тройника и не выступал из него. Если патрубок слишком длинный или короткий, то это можно исправить. В первом случае его можно сточить, а во втором — нарастить полимерную трубку.
2. Теперь необходимо поработать с частью, которая будет подсоединяться к насосу. Для этого вверху тройника прикручивается переходник.
3. Внизу тройника в той части, где стоит штуцер, прикручивается отвод в форме уголка. Он будет соединяться с рециркуляционной частью эжектора.
4. В боковой части тройника также вкручивают переходник уголкового типа. Его присоединяют в трубу с помощью цангового зажима.

Принцип работы и области применения струйных насосов

Струйные насосы являются самыми простыми по принципу действия и конструкции среди напорной техники. Такой агрегат является динамичным, то есть не имеющим в своем составе двигающихся частей. Это плюс такого устройства, поскольку предотвращает его изнашивание.

Первый струйный насос был использован в конце XIX века как инструмент для отсасывания воздуха и воды из пробирок. Затем его стали применять для откачивания воды из шахт. В СССР такие насосы начали широко использоваться только в середине прошлого века.

Этот старый новый струйный аппарат

Струйные аппараты появились в первой четверти XIX века, их родиной принято считать Англию. Своим появлением они обязаны бурному развитию паровых котлов и обслуживающих их вспомогательных систем, а также – поискам технических средств, способных повысить эффективность термодинамического цикла «пар – конденсат». Первые подобные аппараты – они применялись для воды и водяного пара – создали известные ученые Бернулли, Цейнер и Ренкин. Российские ученые Соколов, Зингер и Темнов разрабатывали струйные аппараты для различных газов и жидкостей, а также сыпучих материалов. Стоит отметить, что интенсивные теоретические исследования и широкое практическое внедрение струйных аппаратов отмечены в периоды экономических спадов: они позволяют более рационально использовать энергию – и, следовательно, сократить потребление ресурсов. Эжектор и инжектор Струйный аппарат, как известно, – устройство для нагнетания или отсасывания жидких, газообразных или сыпучих веществ. Его работа основана на обмене механической энергией двух потоков веществ в процессе их смешения. Поток с более высоким давлением называется рабочим (или потоком рабочей среды), а с низким – пассивным (потоком пассивной среды). Как правило, конструкция такого агрегата включает в себя сопло, диффузор, приемную и смесительную камеры. Рабочий поток выбрасывается из сопла в приемную камеру с большой скоростью и увлекает за собой пассивную среду. В камере смешения происходит выравнивание скоростей (давлений) потоков сред. Затем смешанный поток направляется в диффузор, где его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатия, под действием которой происходит дальнейшая транспортировка перекачиваемой среды. Наряду с простотой конструкции, надежностью работы и легкостью обслуживания существенным достоинством струйных аппаратов является отсутствие электрооборудования, а также движущихся и вращающихся узлов и деталей. И хотя коэффициент полезного действия аппаратов не очень высок, явные преимущества перед другими устройствами аналогичного назначения позволяют применять их во многих отраслях техники. Различают два вида струйных аппаратов: эжекторы и инжекторы. Эжекторы (дословно переводится как «толкатель») – устройство, в котором кинетическая энергия передается от рабочей среды, движущейся с большей скоростью, к пассивной среде. Передача энергии происходит в процессе смешения сред. Эжекторы широко используются в качестве смесителей – например, в химической и нефтеперерабатывающей промышленности. Инжектор (дословно – нагнетатель) – устройство для сжатия газов и паров, а также нагнетания жидкости в различные аппараты и резервуары. Инжекторы нашли свое применение в автомобилях, паровозах, локомобилях и небольших котельных установках – для подачи питательной воды в паровой котел. Основным и принципиальным отличием эжектора от инжектора является способ подвода пассивной среды в устройство. Если в инжектор пассивная среда подается под давлением, то в эжектор пассивная среда поступает за счет возникновения эффекта самовсасывания. Первые сто лет своего существования струйные аппараты применялись только для повышения эффективности термодинамического цикла «пар – конденсат». Однако по мере развития промышленности диапазон их практического использования стал расширяться. Сейчас струйные аппараты приготавливают пеновоздушные и пеноводяные огнегасящие смеси, удаляют воду, повышают эффективность эксплуатации нефтяных и газовых скважин, транспортируют сыпучие и жидкие среды, подают смазку и топливо в машинах и механизмах и выполняют другие функции. Тем не менее сферы практического применения струйных аппаратов до сих пор ограничены. Одна из причин – несовершенство и сложность применяемых для расчета устройств методов (непригодных, например, для аномальных сред). О методике расчета За кажущейся простотой струйного аппарата стоят результаты довольно сложных физико-математических, гидро(газо)-динамических и других расчетов, а также глубокие знания устройства и опыт эксплуатации вспомогательных систем и механизмов, совместно с которыми будет функционировать аппарат. Для расчета струйных аппаратов в составе любой технической системы авторами разработана и успешно применяется новая универсальная методика. Универсальность заключается в возможности применения методики для различных сред – как ньютоновских или нормальных (например, вода и газы), так и неньютоновских или аномальных (хладоны и фреоны, нефть и нефтепродукты, пылевидные и сыпучие материалы). Для расчета струйного аппарата по авторской методике необходимо иметь более двадцати исходных параметров, характеризующих физическое состояние рабочей, пассивной и смешанной сред. Наряду с геометрическими размерами элементов системы и основных составных узлов струйного аппарата, работающего в ее составе, в методике важны значения скоростей и давлений используемых сред в трубопроводах системы и по всей длине устройства. Методика предусматривает проверку правильности выполненных расчетов по нескольким критериям. В частности – по работоспособности аппарата, наличию протечек и всасывающего эффекта, значению коэффициента полезного действия и отсутствию развитой кавитации. Новые области использования Практическое применение новой методики расчета позволило авторам значительно расширить области использования струйных аппаратов. На сегодняшний день рассчитаны, а затем и внедрены струйные аппараты в топливных системах котлов и двигателей внутреннего сгорания, в системах водяного охлаждения сварочных полуавтоматов, в холодильных машинах, а также в системах газо-дымоудаления в качестве дымовой трубы и т. д. В этих системах, машинах и устройствах струйные аппараты применяются для различных целей, в частности таких, как: • улучшение физико-хими-ческих показателей жидких топлив, переход на сжигание более дешевых низкосортных видов нефтяных топлив – и, как следствие, экономия топлива до 10 (и более) процентов, а также сокращение на 20‑25 процентов экологически вредных выбросов в атмосферу (шесть внедрений на практике); • приготовление качественных топливных смесей и водотопливных эмульсий – в том числе и на основе нефтесодержащих жидкостей, что позволяет устранять сливы опасных жидких отходов и сокращать количество экологически вредных выбросов в окружающую природную среду (3 внедрения на кораблях и 4 – на стационарных объектах); • снижение в 1,5 раза и более энергетических затрат на работу насосов системы водяного охлаждения и на циркуляцию охлаждающей жидкости (одно внедрение); • увеличение циркуляции охлаждающей жидкости (хладона, хладагента) в холодильных установках (одно внедрение); • снижение температуры и многократного разбавления экологически опасных продуктов сгорания, сбрасываемых в атмосферу (одно внедрение). Заглянем немного вперед… По мнению авторов, области практического применения струйных аппаратов далеко еще не исчерпаны. Результаты исследований показывают, что наиболее перспективными областями использования струйных аппаратов в ближайшем обозримом будущем, особенно в условиях мирового экономического кризиса, могут стать пожаротушение, орошение, водоотлив (стационарные и переносные системы), вентиляция (вдувная и вытяжная), нефтепереработка и трубопроводный транспорт. В указанных областях струйный аппарат может быть использован в качестве: • смесителя-распылителя для получения мелкодисперсных (10‑20 мкм) аэрозолей огнегасящих смесей и жидкостей (проведены натурные испытания); • распылителя-диспергатора для экономного распыла воды и жидких удобрений в виде мелкодисперсных (10‑20 мкм) аэрозолей в системах орошения сельскохозяйственных земель (проведены натурные испытания); • приставки к водоотливным насосам для увеличения количества удаляемой воды и снижения на 25‑30 процентов энергозатрат на ее перекачку в системах водоотлива (проведены расчеты); • приставки к вентиляторам для увеличения производительности стационарных и переносных вентиляторов и одновременного сокращения на 15‑20 процентов энергозатрат на прокачку воздуха в системах вентиляции (проведены расчеты); • устройства для предварительной обработки сырой нефти перед ректификационными колоннами с целью увеличения на 10 процентов выхода светлых нефтепродуктов и разгрузки нефтеподающих насосов (проведены предварительные расчеты); • устройства для уменьшения вязкости на 13‑15 процентов транспортируемой в магистральных трубопроводах нефти и нефтепродуктов без их дополнительного подогрева (внедрены на трубопроводах подачи высоковязкого мазута). Струйный аппарат – это «труба» с соплом и переменными по длине проходными сечениями. Он преобразует энергию – а значит, его работа возможна только в составе системы или совместно с другими устройствами, способными обеспечивать работу аппарата необходимой для его функционирования энергией. Системообразующим элементом любой реальной технической системы, независимо от ее функционального назначения, как известно, является источник или генератор энергии – каковыми могут быть насосы, компрессоры, вентиляторы или среды, обладающие потенциальной энергией (например, сжатые газы). Известно, что в реальных системах всегда существует избыточное (то есть превышающее необходимое) количество энергии. В связи с этим практически к любой системе можно органически, без нарушения ее функциональных возможностей, подключить струйный аппарат, работа которого будет производиться за счет избытка энергии. В настоящее время этот избыток энергии не используется и теряется безвозвратно. Применение струйного аппарата в составе любой технической системы сокращает потери энергии в окружающую среду – что, в свою очередь, способствует увеличению суммарного коэффициента полезного действия всей системы в целом. Таким образом, использование струйных аппаратов может стать важным шагом на пути реализации программ ресурсосбережения.

Какие бывают насосные станции

Насосная станция представляет собой собранную в моноблок конструкцию, основной частью которой является центробежный электронасос, размещенный над баком гидроаккумулятора, ее обязательные элементы — реле давления и манометр, закрепленные на пятивходовом фитинге.

Принцип работы центробежного электронасоса состоит в подаче всасываемой жидкости в центр рабочего колеса с лопастями, которые при вращении благодаря центробежной силе выталкивают ее наружу через боковой выходной патрубок.

Стандартный центробежный насос имеет в центре гидравлического отсека входное отверстие и расположенное перпендикулярно его оси выходное в боковой части, но встречаются насосы с другой конструкцией.

Рис. 5 Встроенный эжектор — схема

Станции со встроенным эжектором

Насосные станции со встроенным эжектором имеют в своем составе центробежный электронасос, в гидравлической части которого размещен эжекторный узел. Принцип работы подобной системы довольно прост — всасываемая вода поступает на центробежное рабочее колесо, которое выбрасывает ее через боковой патрубок. Одновременно часть жидкости, которой вращение колеса придало кинетическую энергию, направляется по эжекторному каналу в форсунку и выталкивается из нее под давлением. Ускоренный за счет суженой части форсунки поток смешивается с транспортируемым, передавая ему свою энергию, и одновременно втягивая за счет пониженного давления на выходе. Таким образом, достигается существенное увеличение глубины погружения всасывающего патрубка, которая в некоторых моделях доходит до 50 метров.

Отличительной особенностью подобных насосов является входное отверстие, смещенное относительно центральной оси (в обычных центробежных электронасосах подобное расположение также не редкость), в составе насосных станций подобные агрегаты встречаются очень редко благодаря приведенным выше причинам (низкий КПД).

Рис. 6 Устройство электронасоса со встроенным эжектором

Станции с выносным эжектором

Насосная станция с выносным эжектором имеет существенное преимущество перед оборудованием со встроенным эжекторным узлом — она может работать в обычном режиме, поднимаем воду с глубины не более 9 метров, а при необходимости к ней всегда можно подключить приспособление для увеличения глубины всасывания.

Для этого в гидравлической части корпуса имеются два отверстия разных диаметров со стандартными размерами 1 1/2 и 1 дюйм, к большему подключают напорный трубопровод, а ко второму рециркуляционный, подающий воду на эжекторную форсунку. Сам эжекторный узел помещают в водозаборный источник вместе с трубопроводами. Так как без подачи жидкости в эжектор она не будет подниматься с большой глубины, перед началом работы всю систему заполняют водой.

По внешнему виду электронасосы с выносным эжектором отличаются от типовых моделей наличием двух расположенных рядом отверстий в гидравлическом отсеке корпуса. Насосная станция с внешним эжектором выпускается многими отечественными и зарубежными производителями, наибольшей известностью пользуется модель Marina от итальянской фирмы Speroni, также на рынке часто встречаются другие итальянцы: Aquatica, Quattro Elementi, отечественные Unipump.

Рис. 7 Станция с выносным эжектором и его подключение

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.

Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.

Встроенные модели

Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.

Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.