Струйные насосы: устройство, применение, принцип работы. Водоструйный насос. Принцип работы эжекторные насосы

Струйный насос: конструкция, принцип работы, расчет

Содержание

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.

Принцип работы струйного насоса

Конструкция струйного насоса достаточно проста и практически не требует технического обслуживания. При работающем насосе вода, пар или газ движутся по трубе с сужающимся соплом. Благодаря такой конструкции сопла скорость движущейся массы возрастает.

Маленький струйный насос

Внутри подводящей камеры давление воды снижается и становится ниже атмосферного, в результате чего в камере создается вакуум.

Всасывание происходит из трубопровода, соединенного с камерой. В процессе работы рабочая жидкость смешивается с перекачиваемой жидкостью. Затем эта масса попадает в диффузор, а потом в резервуар.

Таким образом, в работе струйного насоса используется принцип нагнетания.к меню ↑

Принцип работы струйного насоса (видео)

к меню ↑

Виды струйных насосов

В зависимости от типа перекачиваемой и рабочей жидкости, различают три типа струйных насосов. К ним относятся:

Эжектор. Этой вид струйных насосов применяется только для перекачивания жидкости. Механизм работы заключается в отсасывании жидких веществ. Рабочая жидкость – вода.
Инжектор. Работает по принципу нагнетания жидких веществ. Рабочее вещество – пар.
Элеватор. Используется для понижения температуры теплоносителя за счет смешивания с рабочей жидкостью.

В общем, струйные насосы могут перекачивать жидкость, газ и пар. Могут применяться как жидкоструйные агрегаты (для смешивания и транспортировки рабочей и пассивной жидкости с разницей давления) и аэрлифтовые/эрлифтовые (выполняет функцию подъема жидкостей).

Если насос используется только для перекачки воды, его называют водоструйным. Он может иметь две модификации: вакуумный насос (работающий для использования в лабораториях) и гидроэлеватор (используется для скважин с глубиной до 16 метров).к меню ↑

Области использования

Насосы струйные широко применяются в разных сферах промышленности. Причем они могут использоваться как самостоятельные установки или вместе с другими насосными установками. Благодаря простоте конструкции и высокой надежности такие агрегаты незаменимы в работе на реакторах, в аварийных ситуациях с отключением воды, при пожаротушении.

Струйный насос дозатор

Такие конструкции часто применяются в сферах, где работа лопастных насосов не может быть эффективной (например, при перекачивании химически агрессивных веществ), или в системе с лопастными насосами для повышения эффективности их работы.

Кроме этого, эти насосы используются в системах кондиционирования, канализации, для водоотлива и водопонижения.

Одним из важнейших показателей для этой техники является коэффициент подсоса. Эта величина являет собой соотношение расхода рабочей жидкости и перекачиваемого вещества.

Несмотря на простоту конструкции и низкий КПД этот тип механизмов часто применяется в случаях, когда невозможно использовать никакой другой тип насосов. Они легко устанавливаются в трубопроводную систему. Часто выпускаются с изменяемым соплом.

Особенности струйных насосов:

высокая надежность;
отсутствие необходимости в регулярном техобслуживании;
широкая сфера применения;
простая конструкция.

При этом:

низкий уровень КПД (не более 30%).

к меню ↑

Струйный насос для цемента

Данная техника широко применяется для транспортировки цемента. При воздействии сжатого воздуха сыпучие материалы транспортируются из бункеров в машины для перевозки.

Струйный насос для цемента

Механизм действия здесь такой: под большим давлением воздуха частицы цемента рассыпаются настолько, что становятся летучими. В результате воздушные потоки могут перемещать их в заданном направлении.

Следует отметить, что процесс такой перекачки цемента проходит под большим давлением, поэтому расстояние подачи этого материала ограничено в пространстве. Например, максимальное расстояние, на которое механизм подает цемент по вертикальной оси – не более 50 метров. По горизонтальной оси это расстояние не может превышать 400 метров.

Для транспортировки цемента, а также других сыпучих материалов можно использовать струйный насос CH 2 с интенсифицирующей камерой. Для перемещения масс по трубопроводам используется сжатый воздух.

Технические характеристики CH 2:

производительность: 25 т/ч;
масса – 200 кг.
подъем в высоту: 25м;
протяженность подачи по горизонтали: 150м;
давление сжатого воздуха: 0,2-0,3 МПа;
расход сжатого воздуха: 3 м³/мин.

к меню ↑

Бытовые струйные насосы

Данные агрегаты, особенно используемые в быту, имеют невысокие производственные характеристики. Установленный в домашней скважине насос перекачивает только 15-17 литров в секунду. Более профессиональный (и соответственно дорогой) аппарат может перекачать 30-50 литров за секунду.

Бытовой струйный насос

Высота подъема воды бытовым струйным насосом колеблется в пределах 15 метров. Некоторые аппараты могут поднять жидкость на 20 метров, но при этом КПД будет соответственно снижаться. Более мощное и профессиональное оборудование может поднять воду из глубины 50 м.к меню ↑

Струйные насосы для нефтяной промышленности

Струйный насос для добычи нефти состоит из таких частей: канал для подведения рабочей жидкости, активное сопло, канал подвода инжектируемой жидкости, камера смещения и диффузор.

В данной сфере промышленности такие агрегаты ценятся за простоту устройства, высокую надежность и функционирование даже в экстремальных условиях, таких как высокая концентрация свободных газов или механических соединений в добываемой массе.

Струйные насосы обеспечивают эффективное применение свободных газов, быстрый приток нефти, свободную регуляцию забойного давления, быстрое остывание погружных электродвигателей и др.к меню ↑

Расчет струйного насоса

Эта процедура являет собой поиск оптимальных параметров, при которых коэффициент полезного действия будет иметь максимальное значение. При этом нужно учесть такие параметры как форма сопла, входной участок пассивного потока, представляющий собой поток, который подсасывается к основному, длина смесительного отсека, расстояние между отсеком и соплом, угол раскрытия и расширения диффузора.

Принцип работы струйного аппарата

Расчеты проводятся по формуле:

Q3= Q1+Q2

Где

Q3 – подача в камеру диффузора;
Q1 – расходное количество рабочей жидкости;
Q2 – расходное количество вещества для эжектирования.

Для того, чтобы рассчитать кoличество жидкости для эжектирования, нужно кoличество литров в секунду жидкости для эжектирования разделить на количество литров в секунду рабочей жидкости.

Также при расчетах стоит учитывать вид насосов и область применения, поскольку они могут иметь дополнительные параметры. Например, для насосов, используемых при пожаротушении, учитываются состояния их рабочего материала – пена, вода, газ – и возможная высота струи, необходимая для эффективного пожаротушения. В нефтяной промышленности берутся во внимание вязкость материала, загазованность среды и т.п.

Главная страница » Насосы

byreniepro.ru

Насос бытовой для воды. Принцип работы устройства с встроенным и выносным эжектором

Насос, дополненный эжектором, – отличное решение для поднятия воды из глубоких скважин от 8 м. Работа полезного инженерного решения основана на принципе разрежения потока воды и имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными устройствами.

Принцип работы эжектора

Подъём воды с большой глубины – главное достоинство эжекторных насосов. В скважину опускается только подающая труба. Насос остаётся на поверхности, служит дольше и свободно поддаётся контролю и обслуживанию. Конструкция эжектора проста. Его функционирование происходит за счёт таких элементов:

сопло;
смеситель;
всасывающая камера;
диффузор.

Устройство и принцип работы внутреннего эжектора

В системе эжектор включается в часть трубопровода. Работает устройство, опираясь на закон Бернулли, который является производным закона сохранения энергии. Он гласит, что сужение потока жидкости и возрастание её скорости (динамического давления) снижает статическое давление этой жидкости на окружающую среду. Поэтому сопло эжектора – это патрубок, суженный в конце. Уменьшение сечения провоцирует ускорение, поток жидкости из сопла отправляется в смеситель. Там создаётся разность давления, которая втягивает воду из всасывающей камеры и через диффузор поднимает объединённый поток наверх.

Плюсы и минусы насосов с эжектором

Эжектор экономичен и может эффективно работать с относительно маломощным двигателем. Это механизм, позволяющий передать кинетическую энергию от быстрой среды медленной. В наиболее популярной разновидности таких насосов — с выносным эжектором — часть мощности тратится на рециркуляцию воды. На выходе в кране напор несколько меньше, в сравнении с тем, что создают другие типы насосов.

Внимание! Для запуска эжектора необходимо небольшое количество воды. Он образует достаточное разряжение в трубе и «поведёт» наверх основной поток. «Сухого» хода у аппарата быть не должно: это приведёт к поломке.

Минусы устройства:

Ширина выносного эжектора составляет порядка 100 мм. Сэкономить на диаметре скважины не получится.
Производительность насосов с эжектором ниже, чем у других самовсасывающих гидроустройств.
Стоимость выше, чем классических аппаратов для подъёма воды с глубины.

Устройство и разновидности насосов с эжекторами

Вариантов включения эжектора в насосную цепь два:

встроенный;
внешний узел.

Насосы с выносным эжектором

Функционально эти способы отличаются. Выбор зависит от задач, которые будут поставлены перед насосом. Встроенный эжектор располагается в конструкции насоса, поэтому всасывание жидкости и создание напора происходят внутри аппарата. В таком случае насос, конечно, тоже погружается в скважину.

С одной стороны, это уменьшает общие габариты установки. Такая насосная станция способна работать с жидкостью, содержащей песок, ил. Однако само по себе устройство достаточно шумное, поэтому вблизи жилого строения его не монтируют. Максимальная глубина забора воды подобного насоса составляет только около 8 м.

Выносной эжектор предполагает оборудование наземной насосной станции. Сам узел помещается в трубопроводе на глубине. На поверхности размещается бак, который облегчает работу насоса: создаёт напор и дополнительное разрежение. Среди минусов такого устройства – необходимость опускать вторую трубу, что может быть неудобным при ограниченном диаметре скважины.

КПД насоса с выносным эжектором – на 30-35% ниже, чем у «коллеги» со встроенным. Зато вы сможете доставать воду с глубины до 50 м. Да и работает он существенно тише. Его даже размещают в домах, правда, не в жилых комнатах.

Внимание! Выносной эжектор, насос и сопутствующее оборудование эффективно работают даже на расстоянии 20-40 м от скважины.

Особенности подключения эжекторного насоса

Установка системы со встроенным эжектором мало отличается от монтажа обычного насоса. Ваши задачи:

Присоединить скважинную трубу к всасывающему отверстию.
Оборудовать напорную линию с гидроаккумулятором и автоматикой для управления.

Если эжектор внешний, то к указанным шагам следует добавить:

Прокладывание ещё одного трубопровода для обеспечения рециркуляции.
Подключение к всасывающему отверстию эжектора патрубка, в который вмонтированы обратный клапан и волокно грубой фильтрации.

Насос поверхностный со встроенным эжектором

Вентиль на линии рециркуляции, который регулирует обратный поток, будет полезен в случае повышенного уровня воды в источнике. Подкручивая его, вы сможете уменьшать водный напор на пути в эжектор и повышать его в кране дома. Механизм встроен в некоторые модели. В таком случае принцип его работы будет подробно описан в инструкции.

При желании можно собрать эжектор самостоятельно. Понадобятся штуцер, тройник и переходник с углами:

Штуцер должен помещаться внутри тройника по ширине и быть такой же длины. Если меньше, его увеличивают хлорвиниловой трубочкой.
Шестигранную часть штуцера обтачивают до формы конуса с основанием, которое будет немногим меньше наружной резьбы по диаметру.
Укорачивают внешнюю резьбу до 4 циклов.
Выносной эжектор
Подправляют резьбу и дорезают её на конусном элементе. Конечная задача – штуцер должен легко входить в тройник.
Вкручивают штуцер в тройник. Выходное отверстие может заходить за уровень среднего просвета тройника не больше, чем на 2 мм. Внутренней резьбы тройника должно остаться не меньше 4 циклов.
Проверяют подгон деталей, фиксируют герметиком.
Через переходник подключают прибор к трубе.

Насос с эжектором остаётся отличной альтернативой погружным устройствам в подъёме воды с большой глубины. При этом он имеет немало преимуществ, которые делают его востребованным для бытовой эксплуатации.

Насосная станция: видео

thewalls.ru

устройство, применение, принцип работы. Водоструйный насос :: SYL.ru

Механизмы откачки и подачи воды в насосах наиболее ярко выражаются на примере перекачивающих систем. Данный принцип предполагает нагнетание жидкости, которую насос может использовать для последующего распыления. Собственно, по этой схеме и работают струйные насосы жидкостного типа. Они могут быть представлены и в виде обычного пульверизатора, и как инженерная конструкция, обслуживающая крупные гидрологические станции.

Конструкции водоструйных агрегатов

Систему подачи воды в водоструйных насосах можно характеризовать как оптимизированную. Это видно хотя бы по исполнению типовой конструкции такого агрегата. Она формируется пусковым клапаном, рабочим соплом, патрубком, направляющими гайками и защитными приспособлениями, которые страхуют весь корпус от разрыва под высоким давлением. В зависимости от модификации может меняться количество отдельных элементов, а также их устройство. Многое будет определяться эксплуатационными возможностями струйного насоса. Характеристика рабочего потенциала среднего агрегата такого типа выражается способностью к подъему воды на 50 м с производительностью в 3000 л/ч. С такими параметрами работают модели высокого бытового класса или начального уровня профессионального звена. К слову, бытовые модели нередко обеспечиваются и целым комплексом фильтрующих приспособлений в виде мембран, которые выполняют очищающую функцию при заборе воды.

Принцип работы

Практически все водоструйные агрегаты работают на принципе кинетической энергии, которая формируется в процессе выхода воды из суженного сопла. В ходе эксплуатации такие системы обеспечивают так называемое сухое всасывание, при котором создается глубокий вакуум. Важно отметить и фактор давления, без которого невозможна эксплуатация струйного насоса. Принцип работы в контексте воздействия давления определяется разными условиями прохождения жидкости на узких и широких участках трубы. Когда жидкость переходит из зауженного отрезка трубы к широкому – давление повышается, и наоборот. В некотором роде при таких перемещениях создается эффект пружины, выталкивающий воду в рабочем контуре.

Зависимость давления в трубе от скорости объясняет закон Бернулли. Согласно его формулировке, струйные насосы черпают энергию от искусственного сужения труб в соплах и на отдельных технических участках, что позволяет корректировать и давление в рабочей среде, и показатели скорости течения.

Разновидности

Энергию насоса можно использовать и для нагнетания, и для всасывания жидкостей. В связи с этим выделяют инжекторные и эжекторные агрегаты. В первом случае в обязательном порядке задействуется направляющий патрубок, который подсоединяется к целевому устройству приема – то есть резервуару, где обирается вода. Основная задача инжекторов заключается именно в наборе жидкости, хотя после выполнения этой функции также образуется и вакуум. По этому принципу работают струйные пожарные насосы, в состав которых входит камера приема, сопло с горловиной, диффузор и основной трубопровод. Главная задача в организации процесса пожаротушения водоструйным агрегатом будет заключаться в правильной настройке параметров выпуска жидкости под давлением. Что же касается эжекторных насосов, то они, наоборот, ориентируются на формирование вакуума. То есть характеристики, с которыми будет осуществляться отдача выбираемой жидкости, в данном случае не так важны, хотя они будут напрямую зависеть от параметров высасывания из конкретной среды.

Сферы применения

Водоструйные модели насосов отличаются гибкостью в эксплуатации. И хотя целевым направлением их использования считаются суда, реальная практика применения охватывает гораздо более широкий диапазон областей. Например, их задействуют в пищевой промышленности, где важна не только способность агрегатов перекачивать воду, но и смешивать ее с разными средами. Распространено и применение струйного насоса в составе канализационных линий. В данном случае применяют специальные станции, которые выполняют откачку воды из пескоуловителей. Это тот случай, когда и промышленные станции дополняются фильтрующими мембранами.

Но не только с водой работают струйные аппараты. В зависимости от характеристик жидкостной среды, их можно использовать и в работе с вязкими составами, например. В частности, струйный насос для добычи нефти позволяет осуществлять забор на скважинах глубиной более 1000 м. Другое дело, что подобная транспортировка невозможна без дополнения водойструйного оборудования вспомогательными станциями перекачки.

Преимущества насосов

В первую очередь сам принцип инжекторного и эжекторного перемещения жидкости является оптимальным для обслуживания самых разных объектов. Он предусматривает использование компактного оборудования, требующего также подключения малогабаритной инфраструктуры. То есть водойструйными станциями можно оснащать и малые, и крупные предприятия без риска значительного сокращения полезной площади. Также поскольку водоструйный насос не имеет в конструкции вращающихся и трущихся деталей, отмечается и его физическая надежность. Агрегат может долгое время эксплуатироваться под большими нагрузками, не требуя специального обслуживания. Сокращение ресурса может иметь место только при работе с агрессивными средами, но производители на этот случай обеспечивают конструкцию специальными защитными материалами.

Недостатки

Как и все упрощенные конструкции, водоструйные станции не способны обеспечивать высокую производительность, поэтому их КПД в лучшем случае достигает 70 %. Кроме того, они требуют постоянного подключения силовых мощностей для первичной подачи жидкости к соплу. Другим недостатком, которым отличаются струйные насосы, является их низкая автономность. Сам принцип работы предполагает зависимость от условий среды, которые должны создаваться сторонними ресурсами – и это еще один пункт в расходах на поддержание функции данного оборудования.

Особенности эксплуатации

Интегрировать насос в рабочую инфраструктуру можно только после того, как был произведен анализ совместимости агрегата с обслуживаемой жидкостью. Что касается рабочих мероприятий, то в перечень задач рабочего персонала будет входить поддержание достаточного объема жидкости в канале насоса и обеспечение надлежащего уровня безопасности. Обычно струйные насосы оснащаются широким перечнем измерительных датчиков и приборов, которые показывают уровень давления, скорость перемещения рабочей среды, температуру и т. д. Пользователь должен отслеживать эти значения, сопоставляя их с рекомендованными. Остановка агрегата начинается с закрытия клапана. Далее производится форвакуумная перекачка оставшейся жидкости и физическое отсоединение конструкции.

Заключение

Струйные станции перекачки имеют множество разновидностей. В данном случае рассматривался пример агрегатов, которые работают с жидкостными средами. Но существуют и целые группы модификаций, ориентированных на обслуживание паровых и газовых смесей. Особенно эжекторный водоструйный насос эффективен в работе с паром, позволяя детально настраивать конструкцию под конкретные задачи. Реже встречаются комбинированные модели таких насосов. Связано это с тем, что поверхности материала того же сопла изначально разрабатываются под свойства обслуживаемой среды. Поэтому даже в отдельных категориях моделей, предназначенных специально для жидкостных или газовых сред, сложно найти универсальные конструкции. Исключение составят разве что насосы, работающие с водой и близкими по характеристикам средами. В остальных случаях агрегаты с дополнительной фурнитурой подбираются целенаправленно под свойства конкретной жидкости, пара или газа. И это не говоря об учете характеристик циркуляции носителя в обслуживаемой инфраструктуре.

www.syl.ru

Эжекторный насос - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Эжекторный насос

Cтраница 2

Скорость откачки эжекторных насосов до 300 л / сек, предельное давление достигает 0 5 мм рт. ст. Основным преимуществом эжекторного насоса перед насосами других типов является простота устройства. Такой аппарат нередко может быть изготовлен средствами самого потребителя. Аппарат также сравнительно прост в эксплуатации. [16]

Принцип действия эжекторного насоса ясен из рассмотрения фиг. [17]

Скорость откачки эжекторных насосов достигает 300 л / сек; создаваемое предельное давление достигает 0 5 мм рт. ст. Обычно такие насосы бывают многоступенчатыми. Применение многоступенчатых паровых эжекторов может быть рекомендовано для установок, в которых необходимо откачивать большие количества водяного пара, но применение охлаждаемых конденсаторов экономичнее, если нет специальных благоприятных условий для применения паровых эжекторов. [18]

При работе эжекторного насоса струей воды, истекающей из насадки, в пространстве между насадкой и камерой смешения создается пониженное давление, вследствие чего песчано-гравийная смесь поступает в камеру смешения и далее в диффузор и бурильные трубы. [19]

Снаряд состоит из эжекторного насоса ( 3, 5, 6, 7), закрепленного на переходнике 2, невращающейся керноприемной трубы 16, подвешенной на шарикоподшипниковой опоре ( 9 - 15), керноудерживающего устройства ( 17, 18, 19), наружной трубы 4 -и специальных коронок для дробового, твердосплавного или алмазного бурения. [20]

Для указанной области давлений эжекторные насосы обладают быстротой действия, колеблющейся в зависимости от модели насоса от 50 до 1 500 л / сек. Для того чтобы начать нормальную работу, они требуют предварительного снижения давления до 3 мм рт. ст. Их предельный вакуум-10 - 4 мм рт. ст. Необходимая мощность подогрева колеблется в пределах 1 8 - 6 5 кет. Испаритель содержит от 1 5 до 10 л масла. [21]

Как правило, в высокопроизводительных многоступенчатых эжекторных насосах за каждой пароструйной ступенью устанавливаются конденсаторы, в которых пар конденсируется, а газ откачивается последующей ступенью. [23]

Это условие не относится к эжекторным насосам с большой скоростью струи, которые работают при достаточно большом давлении и в которых вязкостный поток еще не переходит и молекулярный. [24]

Для засасывания газа в трубку применяют эжекторные насосы или резиновый насос ( грушу), создающие в трубке разрежение. Из трубки газ поступает в аспиратор жидкостный или сухой. [25]

В качестве насосов в данной схеме рекомендуются трехступенчатые эжекторные насосы с промежуточными конденсаторами поверхностного типа. Применение этих эжекторных насосов позволяет создавать в системе более высокий вакуум, чем создают двухступенчатые эжекторные насосы. Предлагается использовать насосы с производительностью не менее 640 кг / ч, так как удельные расходные показатели более мощных насосов ниже маломощных. [26]

Для создания вакуума в технологических системах НПЗ применяются вакуумные эжекторные насосы. Выпускаются эжекторные насосы типов БС, ПС, БН, ПН, БК, ПК, БСН, ПСН. В обозначении насосов буквы и сочетания букв означают: Б - насос снабжен барометрическими промежуточными конденсаторами; П - насос снабжен поверхностными промежуточными конденсаторами; С - все детали насоса изготовлены из углеродистой стали, а сопла - из стали 12Х18Н10Т; Н - все детали насоса изготовлены из стали 12Х18Н10Т, К-все детали изготовлены из стали 10Х17Н13М2Т, СН - сопло, камера смешения изготовлены из стали 12Х18Н10Т, остальные сборочные единицы и детали - из углеродистой стали. [27]

То же можно сказать и о предельном давлении эжекторных насосов, так как после достаточного понижения давления у входа в эжекторное сопло последнее продолжает работать как диффузионное. Однако практически, как мы знаем, пароструйные насосы любой конструкции все же имеют предельное давление, отличное от нуля. Полнота диффузии газа из вакуумной системы в пароструйный насос зависит, очевидно, от того, в какой мере рабочая жидкость очищена от газообразных примесей и какое парциальное давление этих примесей удается поддерживать в струе пара вблизи сопла во время работы насоса. [28]

Растворы дозируются с помощью поплавкового дозатора 7 и эжекторным насосом 4, вводятся во всасывающий трубопровод циркуляционного насоса. Для улучшения качества воды применяется аэрация воды. Воздух нагнетается воздуходувкой 18 в воздухосборник 17 и поступает в переформированную трубу, проложенную на дне ванны. [29]

Поток жидкости, вытекая с большой скоростью из насадки 3 эжекторного насоса, увлекает за счет эжекционного эффекта жидкость из полости патрубка 6, поступает в диффузор 5 и вытекает через канал а в зазор между трубами. [30]

Страницы: 1 2 3 4 5