Для чего нужен эжектор в насосной станции и как он работает

Принцип работы

Эжектор работает по достаточно простому принципу. Вода рециркулирует в нижней части трубопровода, при этом восполняется недостаток давления во всасывающем трубопроводе. Эжектор подталкивает воду на ту высоту, с которой ее может втягивать двигатель.

Вода, выходящая из сужающегося Т- образного патрубка, на большой скорости заливается в смеситель из всасывающей камеры. В диффузоре обычный поток воды смешивается с ускоренным и попадает в трубопровод.

Эжектор решает проблему низкого давления

Устанавливается эжектор в часть трубопровода, находящуюся между скважиной и насосом. Часть потока воды, поднимающаяся вверх, возвращается назад в скважину, и на подходе к эжектору образует постоянную рециркуляцию. В трубопроводе возникает дополнительное разряжение, а на подъем жидкости тратится меньше энергии насоса.

Работа системы настраивается с помощью вентиля. Часть воды подается в дом, оставшаяся часть продолжает рециркулировать в эжекторе. Запуск насосной станции происходит быстрее, снижается потребление электроэнергии, при этом требуется установка оборудования меньшей мощности.

В комплектацию входят: диффузор, смеситель, всасывающая камера, сопло.

Выбор: встроенный или внешний?

В зависимости от места установки различают выносные и встроенные эжекторы. Большой разницы в конструктивных особенностях этих устройств нет, но расположение эжектора все же влияет некоторым образом и на монтаж насосной станции, и на ее работу.

Итак, встроенные эжекторы обычно помещают внутри корпуса насоса или в непосредственной близости от него. В результате эжектор занимает минимум места, и его не придется отдельно устанавливать, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или собственно насоса.

Кроме того, расположенный в корпусе эжектор надежно защищен от загрязнений. Разрежение и обратный забор воды производится прямо в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры, чтобы защитить эжектор от засорения частицами ила или песком.

Выносной эжектор для насосной станции установить сложнее, чем внутреннюю модель, но этот вариант создает гораздо меньший шумовой эффект

Однако следует помнить, что максимальную эффективность такая модель демонстрирует на небольших глубинах, до 10 метров. Насосы со встроенным эжектором рассчитаны на такие относительно неглубокие источники, их преимущество в том, что они обеспечивают отличный напор поступающей воды.

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема – повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины.

Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

Выносной или внешний эжектор устанавливают на некотором расстоянии от насоса, и это расстояние может быть довольно значительным: 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель в 50 метров. Таким образом, выносной эжектор можно поместить прямо в источнике воды, например, в скважине.

Внешний эжектор не столько повышает производительность насоса, сколько призван увеличить глубину забора воды из источника, которая может достигать 20-45 м

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома. Однако этот тип устройства следует подключать к системе с помощью рециркуляционной трубы, по которой вода будет возвращаться к эжектору.

Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Наличие еще одной трубы в скважине лучше предусмотреть на стадии проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет производиться забор воды для рециркуляции.

Такой бак позволяет уменьшить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив некоторое количество энергии. Стоит отметить, что эффективность работы внешнего эжектора несколько ниже, чем у встроенных в насос моделей, однако возможность значительно увеличить глубину забора заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости помещать насосную станцию непосредственно возле источника воды. Ее вполне можно установить в подвале жилого дома. Расстояние до источника может варьироваться в пределах 20-40 метров, на производительности насосного оборудования это не отразится.

Что такое эжектор и зачем он нужен

Конструкция эжектора не отличается высокой сложностью, его основными элементами являются:

  • Сопло. Представляет собой цилиндрический патрубок, имеющий на конце конусное сужение. Согласно закону Бернулли, при уменьшении сечения трубопровода давление в нем становится ниже, а скорость проходящего потока увеличивается. Таким образом, происходит движение транспортируемого потока с высоким давлением в область низкого (подсос) и одновременно выталкивание его струей воды, движущийся с большой скоростью (передача кинетической энергии).
  • Всасывающий патрубок. Через данный элемент эжектора в него поступает транспортируемая жидкость, обычно его диаметр превышает размеры входного патрубка сопла.
  • Камера смешения. В данном узле происходит столкновение двух потоков, при этом основному передается кинетическая энергия от вспомогательного.
  • Горловина. После смешивания двух потоков, жидкость поступает в суженую часть, где ее скорость увеличивается.
  • Диффузор. Элемент имеет конусообразное расширение на конце, в результате чего давление жидкости на выходе возрастает, а скорость потока снижается. Сечение диффузора рассчитано на подсоединение к нему напорного трубопровода стандартного диаметра.

Рис. 3 Центробежный насос – внутреннее устройство

Применение эжектора в бытовых насосных станциях оправдано лишь в исключительных случаях — при его использовании в зависимости от глубины погружения всасывающего патрубка КПД падает на 50 — 70%, что приводит к неоправданному перерасходу электроэнергии. Поэтому для забора воды с больших глубин все используют погружные электронасосы и бурят под них специальные скважины. Это эффективнее еще и потому, что КПД погружных насосов выше, чем поверхностных, которые тратят часть своей энергии на всасывание и подъем столба воды до рабочего колеса (соотношение 65% к 50%).

На рынке насосного оборудования все же встречаются поверхностные центробежные электронасосы со встроенными или выносными эжекторами, и чтобы ответить на вопрос, для чего нужен эжектор в насосной станции, следует рассмотреть варианты его использования:

  • Засушливое лето или долгое время погода без осадков. В этом случае статический уровень воды в колодце или скважине понижается, и при отметке более 9 м от поверхности обычный центробежный поверхностный насос не сможет ее поднять. В данной ситуации можно подсоединить выносной эжектор и пользоваться источником некоторое время с потерей производительности до подъема статического уровня.
  • Если происходит разовый интенсивный водозабор. Ситуация может возникнуть, если неглубокий источник имеет малый дебит (скорость пополнения), а необходимо поднять большой объем воды, к примеру, для бани, наполнения емкостей для полива и других хозяйственных нужд в частном доме, приводящий к падению уровня.
  • Эксплуатационное опускание зеркала воды в источнике. Любая скважина на песке имеет невысокий срок службы и со временем заиливается, такая же проблема возникает и у колодцев, поэтому статический уровень воды в них падает. Установка эжектора позволит поднимать воду из глубин более 9 метров до прочистки источника или решения проблем другими методами.

Рис. 4 Эжекторные насосные станции

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.

Как устроен эжектор

В основу принципа работы входит физический закон увеличения скорости водяного потока за счет самого потока. Этот закон носит имя его создателя – физика Бернулли. Состоит эжектор из четырех частей:

  • всасывающий отсек, она же камера;
  • смесительный отсек;
  • сопло с уменьшенным диаметром;
  • диффузор.

Перемещающаяся с большой скоростью внутри трубы вода создает вокруг себя вакуум. За счет этого водному потоку придается добавочная скорость. Чтобы создать разряжение, требуется высокая скорость воды. Она создается насосной станцией.

Эжектор подключается к насосу двумя трубами или патрубками. По первой трубе насос просто затягивает в себя воду. Затем по второй трубе он часть жидкости возвращает обратно в эжектор. Эта вода проходит под давлением через сопло с уменьшенным отверстием, где ее скорость повышается в несколько раз.

Принципы работы насосных станций с выносным эжектором и встроенным одинаковы. В первом случае сам прибор-ускоритель устанавливается внутрь скважины или колодца, утапливается в водную массу. Во втором он располагается внутри насосной станции и является ее неотъемлемой частью.

При этом в первом случае насос с эжектором соединяется двумя трубами, что увеличивает расход материалов, но не намного. Во втором от насосной станции в источник водозабора опускается лишь одна труба.

У эжектора есть еще один серьезный плюс. Он работает, как отдельный элемент. На протяжении незначительного времени он может самостоятельно качать воду. Это защищает насосные станции от сухого хода.

Встроенный или внешний

Расположение устройства влияет на монтаж насоса и эффективность его работы.

С насосными станциями с встроенным эжектором проще. Их монтаж простой и экономичный. Сам прибор находится на поверхности, а значит, его проще контролировать, обслуживать и ремонтировать. Он занимает мало места, поэтому никому не мешает. Прибор установлен в корпусе станции, поэтому хорошо защищен от загрязнений. Нет необходимости дополнительно устанавливать фильтры, чтобы защитить его от песка, ила и мелких камешков.

Однако такое расположение не дает максимальных технических и эксплуатационных характеристик. Насосы с встроенным эжектором могут поднимать воду с глубины 10 м. Может и ниже, но тогда снижается напор и производительность станции.

Еще один минус – шум от работающей установки. К шуму насоса добавляются звуки перемещения воды внутри эжектора. Они не сильные, но человеческим ухом улавливаются хорошо. Поэтому при установке насосной станции со встроенным эжектором следует продумать систему шумоизоляции. К примеру, установить над оборудованием колпак, смонтировать его в хозяйственном помещении или в кессоне, но не внутри дома.

Выносные модели  плане расхода материалов и монтажа сложнее. Но другие плюсы перекрывают незначительные недостатки.

  • Насос может поднимать воду с глубины до 40 м.
  • Шум от эжектора не слышен.

Самодельный эжектор для насосной станции.

Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Сегодня, по Вашей просьбе, я расскажу, как своими силами собрать простой эжектор для насосной станции, чтобы обеспечить дополнительные метры подъема воды из скважины и обезопасить работу насосной станции от возможного сухого хода в случае, когда уровень воды в скважине внезапно понижается. О схеме подключения такого эжектора я писал ранее. В той же статье приведен эскиз этого эжектора. Но как именно сделать его, многим оказалось непонятно. Сразу оговорюсь, что в процессе написания этой статьи я не делал этот эжектор. В данный момент он мне не нужен, а сделать его я могу в любое время, потратив на это час-полтора.

И все же я начну немного издалека для того, чтобы вопросов осталось как можно меньше.

Названия и условные обозначения.

Побывав у родителей своей супруги в Ульяновской области, я с удивлением обнаружил, что продавцы в магазинах сантехники не всегда понимают, о чем я их прошу, хотя у себя в Питере я таких проблем не испытывал. Поэтому мне бы очень хотелось, чтобы мы с Вами говорили на одном языке и понимали друг друга, особенно в части названий и обозначений, связанных с сантехникой.

В сантехнике принято обозначать детали и резьбу на них условными обозначениями, понятными, впрочем, любому, кто говорит и пишет на русском языке. Размер же или диаметр резьбы, чаще всего, указывают в дюймах: ½, ¾, 1½. Это же указывает, что резьба на деталях не метрическая, а конусная – трубная. Буквы рядом с обозначением резьбы говорят о том, какая это резьба: внутренняя (В) или наружная (Н). Например, краткое обозначение: угол ¾ Н х ½ В – означает переходной уголок (или угловой переходник), один конец которого с наружной трубной резьбой диаметром ¾ дюйма или 20 мм, а другой – с внутренней трубной резьбой диаметром ½ дюйма или 15 мм. Еще раз уточню, буква «В» в этом обозначении означает не внешнюю резьбу (внешней резьбы нет, есть наружная), а только и только внутреннюю.

В некоторых предыдущих статьях я уже упоминал условные обозначения, аббревиатуры, пластиковых труб. Напомню: МП – металлопластиковая, ПП – полипропиленовая, ПВХ – поливинилхлоридная, ПНД – полиэтилен низкого давления. Так вот, если в обозначении детали на месте размера резьбы стоит некое число с аббревиатурой материала трубы, это означает, что данный «хвостик» детали предназначен для соединения с указанным видом трубы указанного же диаметра.

Например, угол ½ Н х 16МП – это уголок, на одном конце которого сделана наружная трубная резьба диаметром ½ дюйма или 15 мм, другой же имеет штуцер и резьбу (в случае резьбового обжима), предназначенные для присоединения к уголку металлопластиковой трубы диаметром 16 мм.

Случай, если никаких обозначений нет, означает, что эта сторона детали предназначена для соединения без резьбы, скажем, с садовым шлангом указанного диаметра и это, скорее всего, обыкновенный штуцер. Например, переходник ¾ Н х 12.

Мне бы не хотелось в рамках этой статьи и дальше вдаваться в дебри условностей, потому что рассказанного мною уже вполне достаточно для нашего понимания, и мы, надеюсь, не будем больше отвлекаться на пояснения. Тем не менее, я постараюсь излагать свои мысли доходчиво, все же подробно разъясняя «узкие» места.

Детали и инструменты.

Но эжектор нужно присоединить к трубам, поэтому в конструкцию эжектора нужно будет добавить соответствующие детали. Для примера я рассмотрю присоединение к МП-трубам, как наиболее распространенным и простым для монтажа. Если Вы будете использовать какие-то другие, то Вам нужно будет внести в конструкцию соответствующие изменения.

Итак, из деталей нам понадобятся:

Два последних уголка можно, в принципе, заменить на что-то другое, главное, чтобы в результате получился необходимый нам поворот с переходом на нужную нам трубу.

Изготовление эжектора.

Больше всего придется повозиться со штуцером. Необходимо сточить его шестигранную часть, практически на «нет», сделав из неё конус, основание которого по диаметру чуть меньше наружной резьбы штуцера. Кроме того, придется немного укоротить резьбовую часть штуцера, оставив максимум четыре нитки. Резьбонарезным инструментом или муфтой нужно будет поправить испорченную обточкой резьбу и прорезать её дальше с заходом на полученный конус так, чтобы резьбовая часть штуцера свободно вкручивалась в муфту или тройник с любой стороны.

Особенности монтажа устройства

Как уже упоминалось, установка эжектора, встроенного в насос особых проблем не доставляет, поскольку устройство уже находится в корпусе прибора. Поверхностный насос просто подключают к водоподающему шлангу с одной стороны, а также к системе водопровода – с другой стороны.

Если же он используется в составе насосной станции, то насос соединяют с гидроаккумулятором посредством специального штуцера на пять выходов. Кроме того, насос необходимо будет подключить к контактам реле давления, чтобы обеспечить его автоматическое включение и отключение. 

На этой схеме наглядно изображен порядок подключения выносного эжектора к насосной станции с указанием мест монтажа всех необходимых узловl

Перед включением поверхностного насоса его обязательно следует залить водой через предусмотренное для этого заливочное отверстие. Нельзя включать такое оборудование без воды, оно может сгореть. Если монтаж насоса выполнен правильно, эжектор будет работать без перебоев.

Но установка выносного эжектора производится по более сложной схеме. Для начала необходимо будет установить трубу, которая обеспечит обратный поток воды от накопителя к эжектору. На всасывающий отдел эжектора устанавливают обратный клапан. За ним следует поставить сетчатый фильтр, который защитит устройство от засорения.

Сверху на трубе рециркуляции необходимо установить регулировочный кран, чтобы регулировать количество воды, которая направляется к эжектору. Этот узел не является обязательным, но может существенно улучшить ситуацию с напором воды в доме.

Чем меньше воды будет возвращаться к эжектору, тем больше ее останется для водопроводной системы дома. 

Сборка эжектора перед эксплуатацией производится по стандартной схеме. Снизу к корпусу эжектора подсоединяется сетчатый фильтр, сверху – через сопло трубка Вентури, выполненная в виде пластикового раструба (+)

Таким образом можно влиять на напор воды в водопроводе. При его недостатке следует немного закрутить регулировочный кран на обратной магистрали.

Если же напор слишком большой и создает ненужную нагрузку на водопроводную систему, имеет смысл направить к эжектору большее количество воды, чтобы повысить эффективность работы насосного оборудования.

Некоторые промышленные модели эжекторов уже снабжены системой такой регулировки. В инструкции, которая прилагается к прибору, обычно подробно описан порядок настройки работы эжектора.

Водоструйный вакуумный насос — простой, но эффективный лабораторный прибор

Вакуумные насосы широко применяются в лабораторной практике для откачки газов, воздуха, паров, для фильтрации под вакуумом, для создания линий вакуума в лабораторных установках.

Для различных задач требуется создание разной степени разряжения (остаточного давления). Современные масляные и мембранные насосы позволяют добиваться давления до 10-10 мм рт.ст., но для стандартных лабораторных задач такие давления требуются редко. Чаще всего бывает вполне достаточно давления 30 … 10 мм рт.см. Такую степень разрежения способен обеспечить самый простой вид вакуумных насосов — водоструйный вакуумный лабораторный насос.

Принцип действия водоструйного насоса

Принцип действия водоструйного насоса — создание разряжения за счет протекающей через трубки струи воды. Давление воды обеспечивает водопровод, никаких дополнительных установок не требуется.

В насосе диаметр трубки, по которой поступает вода из водопроводного крана, постепенно сужается. Это приводит к уменьшению давления воды, но резкому увеличению скорости движения струи. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса.

Степень остаточного давления, которое может обеспечить водоструйный насос, вычисляется давлением паров воды при определенной температуре. Так, при температуре воды +30 °С давление можно понизить до 31,8 мм рт.ст., а при температуре воды +10 °С — до 9,2 мм рт.ст. Таким образом, чем более холодная вода будет поступать в водоструйный насос, тем большего разрежения удастся достичь.

Как действует простой водоструйный насос

Есть несколько конструкций водоструйных насосов. Самые простые из них делаются из стекла и прикрепляются к водопроводному крану через толстую резиновую трубку, которую прочно укрепляют на водопроводном кране и на верхнем конце насоса. К боковому отводу с помощью прочной резиновой трубки подсоединяют сосуд, в котором требуется создать пониженное давление. Лучше всего это делать через промежуточную двух-трехгорлую склянку, которая защитит сосуд с разрежением от попадания воды из насоса при случайном отключении или падении давления воды в кране.

Какие бывают водоструйные насосы

Водоструйные насосы изготавливают из стекла, пластика и металла. Пластиковые и металлические вакуумные насосы не только прочнее, надежнее и долговечнее. Чаще всего они оснащаются дополнительными приспособлениями, делающими процесс установки и эксплуатации проще и удобнее. К таким приспособлениям относятся: накидная гайка с прокладкой для соединения с водопроводным краном; вентиль для отключения насоса; предохранительный клапан, заменяющий промежуточную склянку; манометр или вакуумометр; трехходовый кран для отключения сосуда с разрежением от промежуточной склянки.

Следует отметить важное преимущество стеклянных вакуумных водоструйных насосов — нейтральность стекла к большинству химических веществ, что делает его востребованным в задачах, когда необходимо откачивать агрессивные газы, воздействующие на элементы конструкции металлического или пластикового насоса. В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого

В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий

В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого. В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий.

5 Секреты успеха – как повысить эффективность самодельной конструкции

Во-первых, диаметр циркуляционной трубы должен быть в два раза меньше габаритов напорной и всасывающей линии. Благодаря этому поток получит высокую скорость еще на подходе к штуцеру, заменившему сопло.

Во-вторых, всасывающую трубу лучше не опускать к самому дну колодца – она должна располагаться на хотя бы метровом удалении. А еще лучше – на расстоянии 1, 5 метра от дна. Так можно избежать заиливания.

В-третьих, на торец всасывающей трубы нужно навернуть обратный клапан, отсекающий слив воды вниз, а за клапаном будет нелишним поставить грубый сетчатый фильтр. Благодаря этому повышается КПД эжекторов и уменьшается риск заиливания конструкции.