Винтовой насос для скважины – устройство, принцип действия, назначение, виды, установка, эксплуатация

Для обеспечения стабильности и долговечности работы автономной частной скважины необходимо подбирать оборудование для перекачки воды, как можно более простое в конструкции, но при этом и надежное, и функционирующее в любых условиях. Как нельзя лучше для этого подходит винтовой насос. Разберем, каково его устройство, принцип действия и назначение, какие виды бывают и в чем их специфика, какими плюсами и минусами обладает, каковы особенности его эксплуатации и правила установки.

Винтовой насос эффективно перекачивает воду даже при большом содержании в ней песка Источник strategic-zone.ru

Винтовой насос – устройство, принцип действия, назначение

Насосное оборудование, основной рабочий узел (ротор) которого имеет форму винта или шнека, предназначен прежде всего для перекачки жидких сред с высоким показателем вязкости. Например, он без труда может в рамках заданных рабочих характеристики перекачивать воду с песком или масло.

Поэтому ими часто оснащают не только различные производственные циклы, но и частные автономные скважины, не отличающиеся стабильностью показателя работы – то есть на дне которых часто возникают отложения ила, глины или песка. Это прежде всего абиссинские колодцы, слаботочные скважины, обычные колодцы или водоемы. Кроме того, оборудование относится к погружному типу, а это означает, что оно обладают максимальным напором и оптимальным образом подходит именно для установки в скважину, особенно в регионах, где бывает зима.

Бытовой винтовой насос имеет следующее устройство:

• Отдельный отсек для размещения вертикального однофазного электропривода с ротором сухого типа. Разделяется с гидравлической частью масляной камерой. В нижней области размещается конденсатор пуска.

Схематическое устройство винтового насоса Источник dfogorod.ru

• Гидравлический отсек корпуса. Внутри него находится рабочий шнек с муфтой в резиновой обойме и фильтр для воды. В самом корпусе имеются водозаборные отверстия, проходя через которые вода проталкивается винтовым механизмом к патрубку.
• Перфорированный цилиндр из нержавеющий стали – для забора воды.
• Крышка с проушинами – на ней располагаются петли для крепления подъемного троса и выходная трубка с резьбой для фиксации клапана обратного типа и водоподъемного рукава.

Корпус насоса изготавливается из нержавеющий стали, чугуна или пластика.

Механизм действия

Принцип работы винтового насоса для скважины сводится к следующему простому алгоритму:

1. Вода из скважинного канала проникает внутрь рабочей камеры через перфорированную часть корпуса.
2. Вращающийся шнек производит забор воды и направляет ее к выходному патрубку.
3. Образуемая при этом винтовая ось между корпусом и выступами шнека препятствует выходу воды наружу.

При этом чем с большей частотой вращается ротор с винтом, тем выше скорость подачи, и тем больше объем перекачиваемой в единицу времени воды.

Основной рабочий элемент насоса – ротор с винтом Источник sadovij-pomoshnik.ru

Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на водоснабжении, канализации и сопутствующих работах

Назначение

Применяются винтовые насосы в быту, когда требуется решить следующие насущные вопросы:

• Постоянное или сезонное водоснабжение частного дома, дачи, бани.
• Заполнение и опорожнение искусственных водоемов – бассейна, пруда, емкостей для полива огорода или обогрева дома.
• Орошение зеленых зон, сада, огорода.
• Дренаж пониженных областей рельефа, а также внутри строений при сезонном подъеме воды или наводнении.
• Первичная прокачка скважины после бурения.
• Чистка скважин и колодцев от донных отложений.

Важно! При выборе насоса винтового типа необходимо обратить внимание на размеры его главного рабочего элемента – шнека. Чем больше его длина, тем более производительным является оборудование.

Обзор популярных моделей

Судя по отзывам, самыми покупаемыми в нашей стране являются российские погружные насосы винтового типа Акваробот и Unipump ECO VINT, украинский Водолей и белорусский Беламос.

Итак:

• Насос винтовой погружной Водолей может использоваться для подачи воды из открытых водоемов, колодцев и скважин с внутренним диаметром обсадной трубы более 100 мм. А также для прочистки скважин и колодцев, откачки загрязненной воды из затопленных подвалов и емкостей, полива и орошения. В подземном источнике он крепится с помощью входящего в комплект синтетического троса. Отличается простотой монтажа, эксплуатации и ремонта.

Погружной насос Водолей НВП

• Unipump ECO VINT – эти насосы собирают в России и Китае. Они обеспечивают приличный напор, но обладают не слишком высокой производительностью, которой вряд ли хватит для обеспечения водой большого хозяйства. Однако для дачного участка или небольшого загородного дома его вполне хватает. К его достоинствам можно отнести компактные размеры и отсутствие вибрации при работе.

Фото насоса из серии ECO VINT

• Среди множества моделей насосов известного белорусского производителя к винтовым относятся агрегаты серии Беламос SP (см. Скважинный насос Беламос: обзор модели). Они относятся к высоконапорным устройствам, предназначенным для работы в скважинах и шахтных колодцах. Также инструкция позволяет использовать их в резервуарах и открытых водоемах. Главные их преимущества – это надежный корпус из нержавеющей стали и наличие встроенной термозащиты, отключающей устройство при критическом перегреве двигателя.

Винтовой скважинный насос Беламос SP 70/6

Плюсы и минусы

Шнековый насос для скважины отличается следующим рядом преимуществ:

• Достаточно высокая производительность – до 70%.
• Минимальная базовая цена – намного дешевле центробежных аналогов.
• Простота устройства, задающая несложную эксплуатацию, надежность, долговечность и при необходимости быстрый и доступный ремонт.

Основные рабочие элементы винтового насоса легко купить и при необходимости заменить Источник burnavody35.ru

• Возможность перекачивать воду с частицами песка, ила и глины без урона внутренним рабочим элементам. Это позволяет устанавливать насосы данного типа в скважины на песке, в водозаборе которых часто возникают донные отложения, и где насосы других типов быстро ломаются.
• Максимальная глубина забора воды – 8,5 м.
• Хорошие эксплуатационные характеристики – отсутствие шума и пульсации, небольшие габариты.

Недостатки проявляются в следующем:

1. Высокая стоимость на качественно изготовленные модели известных производителей. Объясняется это прежде всего сложностью технологии производства.
2. Перегорание при работе вхолостую, то есть когда рабочая часть окажется вне воды.
3. Отсутствие регулировки объема водозабора.

На заметку! Винтовые модели характеризуются небольшим диаметром и вытянутой формой, что, однако, не ограничивает их производительности. Поэтому их весьма удобно использовать в качестве погружного оборудования для скважин небольшого диаметра.

Винтовой насос обладает небольшим диаметром, но немалой мощностью Источник tssp.kz

Разновидности и основные технические характеристики

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

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

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

При необходимости можно приобрести и установить устройство глубинного типа.

Ключевая особенность заключается в наличии удлиненного шнека, за счет чего расширяется область применения устройства.

Ключевыми моментами назовем следующее:

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

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

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

1. При выборе всегда уделяется внимание значению производительности. В большинстве случаев оно варьирует в пределе от 1500 до 2000 л/час. Этого вполне достаточно для большинства случаев установки.
2. Также важным параметром можно назвать показатель создаваемого напора. Он варьирует в пределе от 40 до 60 метров. Этот параметр позволяет эксплуатировать устройство на загородных участках.
3. Температура транспортируемой жидкости может варьировать в диапазоне от 5 до 50 градусов Цельсия. При низкой температуре происходит кристаллизация жидкости, за счет чего происходит износ конструкции и ее деформация.
4. При выборе уделяется внимание также тому, каков максимальный размер частиц. В большинстве случаев он варьирует в пределе ото 2 до 2,5 мм.
5. Мощность устанавливаемого электрического двигателя, который отвечает за вращение штока, варьирует в пределе от 1 до 1,5 кВт.

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

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

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

Разновидности

Ввиду того, что винтовые насосы могут иметь разное назначение и условия применения, то и различаться они могут по конструкционным признакам и принципу действия. Существуют следующие основные модификации:

• Шнековые. Предназначены для перекачки воды с твердыми частицами, а также химически агрессивных жидкостей. Устанавливается как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Подходит и для скважин, и для колодцев. Отличаются простой конструкцией и низкой стоимостью.
• Штанговые. Основное назначение – перекачка вязких сред, например, в нефтеперерабатывающей отрасли. В состав устройства входит внешний привод, колона вращения и сальник устьевого типа. Характеризуется большой мощностью, но и высокой ценой.
• Вакуумные. В конструкции имеются 2-а вращающихся в противоположные стороны ротора. Принцип действия основан на том, что вода сначала попадает в пространство между цилиндром и камерами, а затем выходит в выводной патрубок.

Винтовой насос шнекового типа Источник stroy-podskazka.ru

Обратите внимание! Бытовые модели винтового типа подразделяются по допустимой глубине применения. Стандартные экземпляры позволяют качать воду с глубины до 25 м при низком уровне дебета. Глубинные их аналоги отличаются удлиненным шнеком, и предназначены для подъема воды до 100 м из артезианских источников.

Механическая часть

Основными составляющими механической части винтового насоса можно считать ротор (1), статор (2), корпус насоса (3), корпус подшипников (4), механическое уплотнение (5) и карданное соединение (6). Все эти детали последовательно соединены друг с другом и находятся внутри специальных опор (7).

Карданный вал, его ещё называют «тяга», с обоих концов имеет шарниры. Один шарнир, через переходной вал, соединяет «тягу» с мотор-редуктором, второй шарнир — с ротором насоса. Карданный вал является связующим звеном по передаче крутящего момента от двигателя к ротору. Кроме этого, так как карданный вал имеет шарнирное соединение, то крутящий момент может передаваться под углом относительно оси вала электродвигателя. Чтобы механизм шарниров не контактировал с перекачиваемой жидкостью во время работы насоса, они помещены в специальные герметичные кожухи выполненные из того же материала что и «тяга».

Карданный вал находится внутри цилиндра, который является корпусом насоса. Корпус фланцами соединен, с одной стороны, со статором насоса, а с другой стороны с подшипниковым корпусом.

Сверху корпуса насоса располагается напорный патрубок, который может иметь резьбовое или фланцевое соединение. Поскольку винтовые насосы могут перекачивать жидкость реверсивно, то этот патрубок вполне может быть не подающим, а всасывающим. Кроме этого патрубок насоса бывает в виде загрузочной воронки.

Загрузочные воронки (или бункер) применяют, когда перекачиваемый продукт имеет большую вязкость, пастообразен, не обладает свойствами текучести. В этих случаях карданный вал заменяют вспомогательным транспортировочным (питательным) шнеком, который также имеет шарнирное соединение. Вспомогательный шнек кроме передачи крутящего момента перемещает продукт, загружаемый в воронку к героторной паре.

Героторная пара это важнейший узел винтового насоса, который состоит из подвижной части — ротора и неподвижной части — статора. Статор – это стальная гильза во внутренней части, имеющая спиралевидный равномерный эластомерный слой, получаемый в результате процесса вулканизации. Металл корпуса статора и внутренний эластомерный слой нераздельно соединены друг с другом. В зависимости от назначения героторной пары, статор может быть изготовлен из различных материалов. В винтовом насосе статор иногда называют обоймой и гильзой, а ротор — винтом, шнеком, червяком. Ротор – это винт, который совершает вращательное движение внутри статора.

Ротор это цельная деталь, но её условно можно разделить на две части. Первая часть это головка крепления ротора к карданному валу. Вторая – это сам тело ротора имеющее форму спирали и во время работы насоса находящийся в постоянном контакте с обоймой. Статор и ротор – это пара трения имеющая внутреннее циклоидальное зацепление. Героторная пара винтового насоса, крепится фланцами к корпусу насоса. На конце, в зависимости от направления вращения ротора, имеет всасывающий или подающий патрубок.

Для герметизации привода насоса, конструкцией предусмотрено торцевое механическое уплотнение. Оно находится между шарниром «тяги» и корпусом подшипников.

Подшипниковый корпус – это узел, состоящий из двух радиально-упорных подшипников и переходного вала, который, с одной стороны, соединён с мотор-редуктором с помощью шпонки или шлицев, а с другой стороны шарнирно с карданным валом.

Горизотальный винтовой насос конструктивно может быть с байпасом. Данная модификация насоса используется, когда в напорной линии дополнительно установлено устройство регулирования потока (например электромагнитный клапан). Байпас позволяет не отключать каждый раз двигатель насоса, когда клапан в линии подачи перекрывается. При перекрытии клапана насос продолжает работать и перекачивает жидкость по кругу из напорного патрубка обратно во всасывающий, тем самым позволяя избежать превышения давления на участке от насоса до клапана.

Особенности эксплуатации

Винтовой насос для скважины может проработать не один десяток лет в безаварийном состоянии благодаря следующим особенностям эксплуатации:

1. Охлаждение мотора осуществляется естественным образом – самой перекачиваемой водой. Поэтому располагается всегда ниже заборных отверстий.
2. Бесшумность работы оборудования позволяет делать скважину максимально близко к дому.
3. Отсутствие вибраций исключает воздействие мотора на стенки скважинного канала.
4. Обнаружение поломок и неисправностей оборудования доступно даже непрофессионалу – ввиду простоты устройства.

Модели винтового типа одинаково эффективно работают при вертикальном и горизонтальном расположении. Это значит, что их можно использовать для перекачки воды не только из скважины, но также реки, ручья, колодца и любого другого подходящего водоема.

Винтовые и лопастные насосы – в чем отличия?

Большинство неопытных покупателей часто ошибаются, принимая лопастной насос за винтовой. Отличия между агрегатами этих видов заключается в областях применения и характеристиках агрегатов.

Винтовые устройства в большинстве своем используются в промышленных целях, гораздо реже – в быту. Среди их преимуществ следует выделить:

• Равномерный объем подачи перекачиваемой жидкости;
• Способность к самовсасыванию;
• Отлично сбалансированная конструкция;
• Агрегат эффективно работает даже при наличии в жидкости твердых примесей;
• Высокая прочность деталей.

К недостаткам винтовых насосов относится высокая стоимость оборудования, большие габариты, повышенное трение его запчастей, высокий уровень шума и не эффективное охлаждение.

Лопастные насосы применяются в быту. Насос лопастной центробежный обладает такими достоинствами:

• Простота в эксплуатации и обслуживании;
• Возможность подключения к одному трубопроводу сразу нескольких лопастных насосов;
• Скромные габариты и вес;
• Низкий уровень шума при работе;
• Невысокая стоимость большинства моделей;
• Наличие эффективной системы охлаждения.

Среди минусов ролико-лопастного насоса следует выделить отсутствие возможности работать с загрязненной водой. Насос лопастной центробежный обладает низким КПД, а, при сужении проточных каналов, большинство агрегатов перегреваются, что приводит к их поломке. Для производства большинства моделей используются тяжелые стальные запчасти, которые, в паре с легким пластиковым корпусом, ухудшают баланс и устойчивость приборов.

Важная характеристика лопастного насоса – это его производительность. Она сильно зависит от качества воды и мощности агрегата. Если насос не обладает высокой мощностью, то он не будет перекачивать необходимое для обслуживания частного дома количество жидкости. Поэтому для загородного жилья следует выбирать более мощное оборудование, покупка которого обойдется гораздо дороже.

Правила установки

Для того чтобы погружной винтовой насос прослужил как можно дольше, в ходе монтажа должны соблюдаться следующие правила:

• Водоподъемная труба должна выдерживать наибольшее давление в системе и соответствовать размерам выходного патрубка.
• Гибкий шланг должен исключать образование скруток и перегибов.
• Подъем-опускание оборудования должно осуществляться с помощью нейлонового или стального троса. В любом случае насос не должен подвешиваться за электропроводник.
• Диаметр обсадной трубы должен позволять свободно проходить оборудованию с учетом кабеля и труб.
• Насос не должен находиться от дна скважины ниже чем на 0,5 м.
• Агрегат не должен качать воду при закрытой водозапорной арматуре.
• Насосное оборудование должно оснащаться защитным датчиком сухого хода.
• Электрокабель не должен находиться в бухте, так как это приведет к перегреву и плавлению изоляции.

Совет! Если модель не оснащается с завода обратным клапаном, его необходимо установить при монтаже – на выходную трубку перед водозаборной магистралью.

Как лучше эксплуатировать

При покупке шнекового насоса для оборудованного источника придется принимать во внимание определенные правила эксплуатации. Благодаря следованию простым рекомендациям, домовладельцу удастся значительно продлить продолжительность эксплуатационного периода устройства

Для эксплуатации шнекового насоса в колодце желательно подбирать насос, который можно хорошо закрепить на стене шахты. Устанавливать прибор желательно на оптимальной глубине, чтобы вероятность снижения уровня воды до критического показателя была минимальной. Таким образом удастся предотвратить работу устройства всухую.

Желательно соблюдать расстояние от дна хотя бы в 1 метр, чтобы по водопроводу не перекачивалась жидкость с примесью песка. При покупке шнекового агрегата можно не переживать о надежности функционирования такой техники. Конструкция изделия и основной принцип функционирования разрабатывался специально таким образом, чтобы водозаборное отверстие размещалось над самим двигателем. Рабочий узел, благодаря подобной конструкции, может охлаждаться естественным образом. Вероятность возгорания при этом практически равна нулю.

Особенности водозабора являются определяющими в вопросе подбора функциональных характеристик оборудования. Перед выбором подходящего насоса нужно обязательно учитывать все требуемые контрольные параметры.

Коротко о главном

Винтовое насосное оборудование перекачивает воду за счет движения специального рабочего элемента винта. Такое устройство позволяет без повреждения перекачивать не только воду, но и более вязкие среды, в том числе с включением песка, ила и глины. Насос состоит из электрооборудования с мотором, гидравлической части, водозаборного цилиндра, крышки с проушинами и патрубком.

Вода, попадая через отверстия, поступает на винт, который в ходе вращения поднимает ее и подает в выходной патрубок. Применяется шнековый насос в быту для подачи воды в дом или баню, заполнения или опустошения бассейна и прочих резервуаров, полива растений, дренажа затоплений, а также прокачки и прочистки скважины. Главные его плюсы:

• Низкая базовая цена.
• Большая производительность.
• Простая конструкция.
• Возможность перекачки воды с илом и песком.
• Наибольшая глубина забора – 8,5 м.
• Приемлемые эксплуатационные параметры.

Недостатки связаны с высокой стоимостью качественных моделей, быстрым перегоранием при работе в холостую и отсутствии регулировки объема забора воды. Насосы разделяются на 3 типа – шнековые, штанговые и вакуумные. У каждого из них есть свои плюсы, минусы и специфика применения. Долговечность и безаварийность работы обеспечивают специальные условия эксплуатации и соблюдение особых правил при установке.

Преимущества и недостатки техники

Преимущества скважинных насосов винтового типа:

• повышенная производительность;
• отсутствие в конструкции сложных узлов упрощает регламентное обслуживание;
• при работе оборудования нет повышенного шума;
• небольшие геометрические размеры;
• допускается перекачка жидкостей с различным химическим составом.

К недостаткам погружного насоса для скважины шнекового типа относят повышенную стоимость и отсутствие возможности регулировать подачу воды. При установке изделия следует учитывать, что устройство не допускает работы без подачи жидкости.

Средняя цена помпы импортного производства составляет 8-10 тыс. руб. Отечественное оборудование обойдется несколько дешевле. Приобрести в Москве погружные насосы можно в специализированных магазинах, занимающихся поставкой компонентов для систем водоснабжения.