Подключение скважинного насоса своими руками

Принцип работы самовсасывающего вихревого насоса

Воздух, показанный на рисунке желтым цветом, всасывается в корпус насоса за счет вакуума, который создается путем вращения импеллера (рабочего колеса). Далее происходит смешивание воздуха, попавшего внутрь насоса, с рабочей жидкостью, содержащейся в корпусе агрегата. На рисунке данная жидкость изображена голубым цветом.

После поступления смеси воздуха и жидкости в рабочую камеру происходит отделение этих компонентов друг от друга, основанное на разности их плотностей. При этом отделившийся воздух выводится через подающую магистраль, а жидкость рециркулирует в рабочей камере. Когда из всасывающей линии происходит удаление всего воздуха, то насос наполняется водой и начинает работать в режиме центробежной установки.

На всасывающем фланце устанавливается обратный клапан, который предназначен для того, чтобы не допускать обратного попадания воздуха в трубопровод, а также для обеспечения постоянного присутствия в камере насоса рабочей жидкости. Благодаря такому устройству и принципу действия вихревые самовсасывающие насосы способны с залитой камерой обеспечивать подъем жидкости с глубины, не превышающей восьми метров, без установки донного клапана.

Насосы и их типы

Разные типы водных насосов предназначены для откачки жидкости из различных ёмкостей. Для добычи влаги из колодцев и скважин применяют поверхностные и погружные типы электронасосов. Отличие погружных от поверхностных прежде всего в том, как они располагаются при откачке относительно водного источника. Второе отличие — глубина, с которой добывается вода. Поверхностные используются для поднятия влаги с уровня до 8 метров ниже оси аппарата, погружные – с глубин, больших, чем 8 метров. Поверхностные при работе втягивают жидкость, погружными вода выталкивается наверх.

Погружные механизмы высокопроизводительны, обладают эффективным охлаждением, имеют различное устройство и делятся на:

• Вибрационные, которыми вода нагнетается вибрационным механизмом;
• Центробежные, в которых вода в рабочей камере нагнетается силой центробежного ускорения.

Естественно, из-за простой конструкции, сравнительно невысокой цены такие типы механизмов популярны, широко используются для разных целей

Так какой насос лучше выбрать – вибрационный или центробежный? На что обратить внимание и как сделать выбор правильно? Поможет информация, изложенная ниже

Вихревые насосы

Конструкцией аппараты несколько похожи на центробежные, их основная рабочая камера оборудована вращающимся колесом с лопастями. Форма рабочей камеры и колёсных лопаток аппараты отличаются от центробежных. Они создают в дополнение к центробежному закручиванию воды ещё и мощную турбулентность, в результате чего, на выходе организуется мощный напор жидкости (больше в 3-9 раз, чем у центробежных). Этим достигается уменьшение количества рабочих камер без снижения напора и производительности.

Простота конструкции отразилась на цене погружного устройства. Стоимость его ниже. Такие аппараты не повредятся от попадания воздуха при откачке, поэтому их используют на производстве. Вихревые турбулентные станции применяют для перекачки дисперсионных смесей, насыщенных газами.

Недостатком является чувствительность к загрязнённости жидкости. Также, это самые быстроизнашивающиеся агрегаты (нужно заботиться о замене деталей). По этим причинам мало популярны у дачников.

Несколько важных рекомендаций

Для соединения обратного клапана с водоподающей трубой используют специальный латунный фитинг. Соединение также должно иметь специальную забивную втулку. Эта мера предотвратит сжатие трубы в диаметре и компенсирует избыточное напряжение, созданное компрессионным фитингом.

Фитинг, как и все соединительные элементы, должен быть высокого качества, рассчитанный на повышенные нагрузки на растяжение. Иначе труба может просто выскочить из фитинга. Для соединения противоположного конца ПНД трубы с выходом на оголовке используют такой же компрессионный забивной фитинг, выполненный из латуни.

В продаже имеется специальный электрокабель для погружных насосов. Именно его необходимо использовать для присоединения к насосу. Замены на менее качественный материал недопустимы

Силовой кабель присоединяют к кабелю насоса путем пайки, скрутку в таком важном месте лучше не использовать. Место соединения закрывают термоусадочной муфтой

Чтобы зафиксировать кабель и трос на водоподающей трубе, нужны пластиковые хомуты. Их устанавливают каждые 2-3 метра. Эта мера помогает избежать случайного запутывания кабеля во время опускания конструкции вниз. Вместо хомутов можно использовать изоленту.

Для крепления кабеля и троса к водоподающей трубе можно использовать хомуты из пластика. Специальный переходник позволит надежно соединить насос с трубой

Ради экономии специальный кабель используют только на том участке, где он будет погружен в воду. Остальное расстояние перекрывается обычным кабелем ПВС.

В любом случае сечение кабеля должно соответствовать рекомендациям производителя, указанным в паспорте насоса.

В месте соединения силового кабеля с кабелем насоса выполняется пайка. После этого кабель закрывают специальной термоусадочной муфтой. Для ее установки понадобится строительный фен

Насос можно подвешивать только на трос из нержавеющей стали. Ни обычная черная сталь, ни ее оцинкованный вариант не рассчитаны на постоянную работу в воде.

В ходе опускания насоса на узких участках можно дополнить вращение насоса небольшим давлением. Но в любом случае насос должен сохранять вертикальное положение.

Во время монтажа насоса оголовок скважины может немного сместиться. Следует убедиться, что вес насоса приходится именно на трос, а не удерживается трубой. Только после этого положение оголовка можно зафиксировать винтами.

Установка погружного насоса и подключение его к автоматике

Схема подключения погружного агрегата зависит от того, какая используется автоматика для насоса, и обычно она отражена в руководстве по эксплуатации. Для примера давайте рассмотрим вариант сборки схемы с автоматикой 1 класса, работающей от гидроаккумулятора.

На этих видео пошагово рассказывают о монтаже погружного насоса:

Работы начинают с обвязки гидроаккумулятора. Согласно схеме к нему поочередно подсоединяют оборудование. Все резьбовые соединения уплотняют фумлентой. На фото можно увидеть очередность сборки.

Первой на резьбу гидроаккумулятора накручивают «американку». Это разъемное соединение в будущем пригодится для обслуживания накопителя воды, часто связанное с заменой резиновой мембраны. На свободную резьбу американки накручивают бронзовый переходник с резьбовыми отводами. В них вкручивают манометр и реле давления. Далее, крепят один конец подающей ПВХ трубы с помощью фитинга-переходника к торцу бронзового переходника на гидроаккумуляторе. Другой конец трубы фиксируют с помощью фитинга к патрубку насоса.

Подающую трубу с насосом укладывают на ровном участке. К петлям на корпусе агрегата крепят страховочный трос с запасом длины около 3 м. К трубе шагом 1,5–2 м пластиковыми хомутами фиксируют трос с кабелем. Свободный конец троса закрепляют возле обсадной трубы скважины. Теперь осталось спустить насос внутрь скважины, и натянуть страховочный трос. Обсадную трубу закрывают защитным оголовком, препятствующим засорение скважины.

Когда все готово, кабель подсоединяют к реле и ведут к электрическому шкафу управления. После первого включения насос сразу начнет качать воду в гидробак. На этом этапе надо сразу открыть водоразборный кран, чтобы стравить воздух.

Когда вода начнет течь равномерно без примесей воздуха, кран закрывают и смотрят на манометр. Обычно реле уже идет отрегулировано на верхний параметр давления воды – 2,8 атм., и нижний предел – 1,5 атм. Если манометр показывает другие данные, реле необходимо отрегулировать винтами, стоящими внутри корпуса.

Поверхностные насосы для скважин

Оборудование этого типа не предназначено для опускания в скважину. Оно представляет собой электрический мотор, оснащенный устройством для перекачки жидкости. Всасывание происходит за счет создания вакуума в рабочей камере устройства. Необходимо принимать в расчет, что поверхностные насосы могут поднять воду с глубины, не превышающей 10 м. Исходя из этого, ареал их применения крайне ограничен, а качество получаемой воды довольно низкое.

Устанавливают оборудование поверхностного типа в следующих местах:

• на плавающей платформе, если обсадная труба выходит в герметичный резервуар;
• под навесом в непосредственной близости от источника;
• в специально созданной будке для защиты самого устройства от механических повреждений и осадков;
• в жилом или хозяйственном помещении, соединив насос со скважиной трубами, расположенными под землей или на подпорках.

Чтобы провести монтаж поверхностного насоса, нет необходимости в получении специального образования или в использовании профессиональных инструментов.

Проводится эта работа в такой последовательности:

1. Обустраивается площадка, на которой будет стоять насос. Проводится обслуживание самого оборудования и проверка его работоспособности. Устройство жестко закрепляется на платформе.
2. Проводится сборка трубопровода. Для этого используются стальные, латунные или пластиковые трубы диаметром 25-32 мм. Металл соединяется по резьбе, а пластик муфтами или сваркой.
3. Трубопровод подсоединяется к насосу. Проверяется продуктивность его работы по откачке воды из скважины.

До накопительного бака трубопровод делается постоянным из жестких изделий или временным из гибкого шланга, который раскручивается и скручивается по необходимости.

Конструктивные особенности

Насосы шнекового типа подразделяются на изделия стандартного типа и узлы для глубинной установки. Стандартные устройства используются для установки в колодцы или в скважины, пробуренные до водоносных слоев из песчаного грунта. Помпы отличаются уменьшенными габаритами и весом (диаметр корпуса не превышает 250 мм); конструкция предусматривает подачу воды с глубины 20-25 м.

https://youtube.com/watch?v=SYKHb6VpxU0

Если на участке имеется артезианская скважина, то в нее устанавливается устройство глубинного типа. Изделие имеет удлиненный шнек, способный создавать повышенное давление. Оборудование отличается увеличенной производительностью, но усложнение конструкции негативно влияет на стоимость насоса. Глубинные помпы позволяют подавать воду из скважин глубиной 150-200 м и более.

При выборе типа изделия владелец учитывает параметры имеющегося или строящегося гидротехнического сооружения. При подборе учитывается глубина залегания и объем воды, необходимый для снабжения объекта. Дополнительными критериями выбора являются мощность и тип электрического двигателя, используемого для привода шнека. Поскольку подача воды осуществляется только при работающем моторе, то предусматривается резервный источник питания (например, генератор с приводом от двигателя внутреннего сгорания).

Недостатки вибрационных насосов

Недостатками рассматриваемой конструкции назовем нижеприведенные моменты:

1. Запрещено применять при холостом ходу или недостаточном уровне воды в скважине. Если насос будет работать не под нагрузкой, то слишком быстро выйдет из строй установленный амортизатор. Кроме этого некоторые модели при холостом ходу могут перегореть уже после 30 секунд работы, если конструкция не имеет специальной защиты.
2. Вибрация становится причиной раскручивания всех резьбовых соединений. Поэтому обычные гайки рекомендуется заменять на самконтрящиеся, которые фиксируются на своем месте.
3. Как ранее было отмечено, конструкция может иметь резиновый поршень, ход которого ограничивает упор. При присутствии примеси песка резиновые детали выходят из строя очень быстро.

Что касается быстрого износа резиновых деталей, то отметим, что ремонт можно провести самостоятельно, а стоимость запасных частей очень мала.

Область применения

Особенности конструкции определяют и ее область применения:

1. Для подачи бытовой воды из открытых источников, которые могут быть представлены бассейнами или реками.
2. Для подачи воды из колодцев или ее забора с водопроводов.
3. Для откачки воды с баков или цистерн.
4. Для откачки воды из затопленных помещений.

Принцип работы погружного водяного насоса

Для того чтобы погружной насос выполнял свою непосредственную работу, следует поместить его в глубинный колодец или скважину ниже уровня воды. Принцип работы заключается в выкачке воды путём её выталкивания наверх.

Для того чтобы поднять воду наверх, используется труба или же обычный резиновый шланг. Эти агрегаты могут быть весьма мощными, но могут быть и довольно простыми. Пользователь выбирает, ориентируясь на свои потребности. Самые простые устройства, которые используют на дачах, могут подавать воду наверх на высоту до 40 метров, в то время как мощные могут обеспечить подачу воду на высоту до 80 метров.

Какой агрегат лучше выбрать

Что же лучше выбрать насосную станцию или глубинный агрегат?

С таким вопросом сталкивается множество людей, живущих в частном секторе.

Особенно те, кто живёт в местах, где не проведена городская водопроводная система. На рынке представлено большое разнообразие что тех, что других видов устройств. Но главное для вас – разобраться в плюсах и минусах обоих.

Насосная станция имеет конструкцию накопительного бака, или гидроаккумулятора. Такой механизм имеет мембрану, насос и блок контроля со шлангами для распространения воды. Работа станции основана на нагнетании воды в бак, пока там не установиться определённое давление. Далее вода поступает в трубопровод.

Принципы работы глубинного оборудования были описаны в первой части статьи. Если не вдаваться в подробности, они не особо отличны от работы станции.

Насосная станция, в отличие от глубинного аппарата, имеет большую продолжительность эксплуатационного срока. Зато погружной насос имеет меньшие габариты и проще в установке и ремонте, а также работает практически беззвучно.

Видео: выбираем аппарат для системы водоснабжения дома

Особенности конструкции

Глубинные насосы могут иметь разные компоненты внутри корпуса, зависящие непосредственно от принципа работы оборудования и типа приводного электродвигателя конкретного устройства. Жидкость перекачивается на поверхность по специальному шлангу, который помещается в скважину. Питание к электрическому приводу, расположенному на глубину, подается через электрокабель, помещенный в защитную оболочку.

Вне зависимости от типа оборудования, устройство глубинного насоса содержит:

• встроенный или наружный электропривод, который чаще всего размещается в нижней части устройства;
• многоступенчатый вал, располагающийся над двигателем, который имеет лопасти, направляющие жидкость в трубу.

Зависимо от вида устройства, погружной насос может иметь дополнительные запчасти:

• вибрационные – имеют, кроме рабочего вала и электропривода, специальный стакан и механизм, издающий вибрации, благодаря которым вода поднимается наверх под давлением. Составляющими компонентами вибратора являются: якорь, шайбы и резиновый амортизатор, сжимающийся при работе устройства, что и позволяет создавать давление. Все детали насоса располагаются внутри высокопрочного корпуса;
• центробежные – имеют более сложную конструкцию, более долговечную в эксплуатации. Это наиболее распространенная модель глубинных насосов. Основным компонентом системы является лопаточный отвод, который закрепляется на электроприводе. Оборудование такого типа практически не поддается перегреву, так как исполнительные механизмы контактируют с водой, что обеспечивает естественное охлаждение. Большая часть центробежных насосов имеют встроенную автоматическую систему, которая исключает риск работы оборудования без воды.

Пример расчета

Основные необходимые данные для выбора подходящей модели поверхностного насоса для водоснабжения дома:

• Максимальное значение расхода жидкости в л/мин или м³/ч.
• Высота всасывания — разность уровней впускного патрубка насоса и поверхности воды в источнике.
• Высота нагнетания — разность уровней наивысшей точки трубопровода и выпускного патрубка насоса.
• Начальное давление, для безнапорной скважины или колодца равное атмосферному.
• Конечное — требуемое давление в домашней системе водопровода.
• Потери давления в трубопроводах зависят от расхода жидкости и качества поверхностей внутренних стенок трубопроводов, создающих трение ее движению.

Высота всасывания гидронасосов поверхностного типа не может превышать 10,33 м — высоты водяного столба, создающего равное атмосферному давление.

Для упрощения расчетов ее округляют до 10 м, а создаваемое давление приравнивают одной технической атмосфере, 1 ат = 1 кГс/см², или примерно 1 бару ~ 0,98 ат.

Высота нагнетания, или напор, определяется техническими параметрами и мощностью агрегата.

Часто значение напора путают с давлением, называя одно другим. Эти величины эквивалентны, но в точности не равны друг другу. Давление на выходе насоса зависит только от его технических характеристик, а напор — от совокупности внешних условий: скорости потока и расхода жидкости, ее температуры, высоты над уровнем моря и пр.

При расчете все величины давлений системы в паскалях, барах, атмосферах и других единицах приводят к эквивалентным значениям напора в метрах.

Приведем пример, приняв геодезический уровень размещения насосной станции за нулевой:

• Расход жидкости, обеспечиваемый гидронасосом — 40 м³/ч. Это вполне достаточное значение потребления для нужд домашнего хозяйства.
• Уровень воды в колодце ниже нулевого на 4 м.
• Верхняя точка подъема воды на 15 м выше его.
• Суммарные потери во впускном и выходном трубопроводах можно найти в таблицах для конкретного типа труб, но обычно их рассчитывают исходя из того, что на каждых 10 м трубопровода теряется 1 м напора, потому примем их равными (15 м + 4 м) / 10 = 1,9 м.
• Конечное давление в верхней точке примем равным 1 бару ~ 9,87 м.

Суммарный напор гидронасоса будет равен: 4 м + 15 м + 1,9 + 9,87 = 30, 77 м.

Если водонасосная станция устанавливается не в расположенном рядом с колодцем кессоне, а в доме, следует также учесть потери напора на длине подводящего трубопровода.

Для каждого насоса существует эксплуатационная характеристика, показывающая падение напора в зависимости от расхода и имеющая примерно такой вид:

Выбирая конкретную модель насоса, следует сообразовывать расчетные величины параметров с паспортными значениями для выбранного экземпляра агрегата в требуемой рабочей точке.

Гидравлическую мощность насоса можно найти по эмпирической формуле: Р (Вт) = 2,725 x Расход (м³/ч) x Напор (м).

Для нашего примера получим: 2,725 x 40 x 30,77 = 3,354 кВт.

Подробнее о расчете и подборе насоса для водоснабжения загородного дома смотрите в этом видео: