Винтовые насосы

Винтовой или шнековый насос — насос, в котором создание напора нагнетаемой жидкости осуществляется за счёт вытеснения жидкости одним или несколькими винтовыми металлическими роторами, вращающимся внутри статора соответствующей формы.

Винтовые насосы являются разновидностью роторно-зубчатых насосов и легко получаются из шестерённых путём уменьшения числа зубьев шестерён и увеличения угла наклона зубьев ^[1].

1 Принцип работы 2 Область применения 3 Конструктивные особенности 4 Преимущества 5 Недостатки 6 Литература 7 См. также 8 Примечания

Принцип работы

Перекачивание жидкости происходит за счёт перемещения её вдоль оси винта в камере, образованной винтовыми канавками и поверхностью корпуса. Винты, входя винтовыми выступами в канавки смежного винта, создают замкнутое пространство, не позволяя жидкости перемещаться назад.

Область применения

Предназначен для перекачивания жидкостей различной степени вязкости, газа или пара, в том числе и их смесей.

Эти насосы могут работать при давлениях до 30 МПа^[2].

Впервые введенные в практику в 1936 году, винтовые насосы имеют простую конструкцию, могут работать в присутствии механических примесей и с вязкими флюидами, что бывает необходимо при решении различных практических задач. Большое число установок винтовых насосов (УВН) используется для удаления воды из скважин, добывающих метан из угольных пластов, прежде всего, благодаря их способности перекачивать жидкости с механическими примесями. Однако винтовые насосы пригодны и для других газовых скважин, а также для добычи воды и нефти.

Конструктивные особенности

Для улучшения качества уплотнений и снижения утечек иногда применяется цилиндрический или конический эластичный корпус. В последнем случае конический винт прижимается пружиной, а иногда ещё и давлением перекачиваемой жидкости. Однако насосы с эластичным корпусом способны выдерживать меньшие давления чем насосы с металлическим корпусом. В насосах с коническими винтами можно обойтись жёстким корпусом.

Наиболее распространёнными являются трёхвинтовые насосы.

Преимущества

• равномерная подача жидкости, в отличие от насосов поршневых и плунжерных;
• способность перекачивать смеси из жидкой и твёрдой фаз без повреждения твёрдых включений в жидкости;
• как и другие объёмные насосы, винтовые обладают способностью к самовсасыванию жидкости;
• возможность получить высокое давление на выходе без множества каскадов нагнетания;
• хорошая сбалансированность механизма и, как следствие, — низкий уровень шума при работе.

Недостатки

• сложность и высокая стоимость изготовления насоса;
• нерегулируемость рабочего объёма;
• так же, как и другие виды объёмных насосов, винтовые нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, так как в этом случае повышается коэффициент трения деталей насоса и ухудшаются условия охлаждения; в результате насос может перегреться и выйти из строя.

Литература

1.Схиртладзе А.Г., Иванов В.И., Кареев В. Н. Гидравлические и пневматические системы. — Издание 2-е, дополненное. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2003 г. — 544 с.

2.Ли Джеймс, Никенс Генри, Уэллс Майкл. Эксплуатация обводняющихся газовых скважин. Технологические решения по удалению жидкости из скважин / Перевод с английского. — М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008. — 384с., ил. (Промышленный инжиниринг).

См. также

• Винтовые насосы PCM
• Гидравлические машины
• Шестерённая гидромашина
• Шнек
• Архимедов винт

dic.academic.ru

Кратко об устройстве и работе агрегата

Винтовой (шнековый) насос представляет собой вариацию роторного агрегата. Свою популярность этот тип оборудования завоевал благодаря возможности перекачки жидкости повышенной вязкости. Яркий пример применения в быту – для удаления сточных отходов из канализации. Принцип функционирования насоса винтового типа напоминает работу шестеренчатого устройства.

Устройство оборудования довольно простое. Ротор в виде винта с лопастями размещается внутри цилиндрического корпуса. Величина ротора подобрана таким образом, чтобы он мог непринужденно двигаться, но в тоже время зазор между стенкой в рабочем состоянии был минимален. С двух сторон устройство оснащено патрубками.

Функционирование системы осуществляется в следующем порядке:

• Устройство погружается в скважину (колодец или канализационную яму), непосредственно в жидкость и подключается к сети питания.
• Первый патрубок всасывает жидкость внутрь корпуса.
• Ротор вращается. Лопасти винта насоса нагнетают воду внутрь и направляют вдоль корпуса ко второму патрубку, выпускному.
• Через выпускной патрубок выполняется выход продукта наружу.
• Так устроен и работает простейший шнековый насос. Существуют и усложненные конструкции. В них увеличено количество винтов, ступеней.

Разнообразие винтовых моделей

Существует 2 варианта насоса винтового типа в зависимости от количества роторов:

• одновинтовые – состоят из одиночного винтового ротора. Во время вращения винта внутри корпуса происходит своеобразное разделение плоскости на полости. В процессе выкачки жидкость перемещается из одной полости в другую, вдоль оси ротора.
• двухвинтовые – более сложные устройства. Они оснащены уже двумя винтами. Такие модели используют для выкачивания воды (пресной, минеральной и морской)Производительность насоса – главная характеристика, которая указывает на возможное количество подаваемой жидкости за единицу времен. Зависит эта величина от водозаборного устройства.

Мощность двигателя устройства – этот показатель может варьироваться в пределах 250 Вт — 5 кВт. Учтите возможности электропроводки в доме, чтобы избежать ее перегруза.

Динамический уровень или расстояние от грунта до верхнего уровня воды.

Статический уровень подачи жидкости или по величине меньше динамического. В противном случае, поступление воды невозможно.

Потеря давления при подаче – как правило, этот показатель касается горизонтальных участков водопроводной системы. Он определяется 0,1 часть от промежутка между точками разбора и забора жидкости.

Материал корпуса – для скважин подходит вариант из нержавеющего металла, сверху покрытый пластиковым кожухом. Такое исполнение гарантирует защиту от растворенных в воде минералов, солей и непосредственно воздействия влажной среды.

Весовая категория прибора – легкие устройства не требуют мощного, надежного крепления, в отличие от тяжелых. модели трехвинтового конструкции – применяются для любого типа жидкости. Единственное условие – отсутствие в них абразивных частиц и активных химических веществ, потому как это существенно увеличит износ, повреждение деталей насоса.

Шнековые устройства дополнительно различают по количеству ступеней. Они бывают одно- и многоступенчатые. Подобное различие в конструкции влияет на эффективность агрегата.

Достоинства шнековых устройств

Погружные насосы винтового типа обладают массой преимуществ перед центробежными или поршневыми. Заключаются они в следующем:

• в процессе работы самостоятельно всасывают жидкость, вплоть до образования глубокого вакуума;
• создают повышенное давление;
• могут работать на любой глубине;
• выход перекачиваемой жидкости осуществляется равномерно, без пульсаций в отличие от центробежных моделей;
• конструкция агрегата предусматривает перемещение жидких продуктов с некоторыми включениями и даже сухих веществ;
• устройство винтового насоса исключает нарушение структуры перемещаемого вещества, в отличие поршневых, плунжерных;
• бесшумность работы;
• легкость обслуживания;
• простота конструктивного исполнения;
• может использоваться в канализационной системе для откачки стоков;
• большой ассортимент моделей, в зависимости от необходимой производительности.

Винтовые варианты погружных агрегатов в целом гарантируют качественную и слаженную работу по подаче воды. Они отличаются универсальностью (в качестве источника может использоваться колодец или скважина, простотой обслуживания и монтажа.

Область использования оборудования

Винтовой насос имеет широкую область применения. Они используются на промышленных предприятиях для перемещения вязких веществ (например, сгущенного молока, теста), пара и газа, а также для создания требуемого вакуума на некоторых предприятиях.

Работа скважин (нефтяной, артезианской, газовой) тоже обеспечивается винтовым устройством. Кроме того, используя специальные мощные насосы, выполняют бурение этих самых скважин. Очистка бытовых стоков на канализационных насосных станциях не обходится без подобного агрегата.

Но, конечно, винтовые конструкции используются и в быту для подачи жидкости на различные потребители (фонтан, бассейн, домашний водопровод, накопительную емкость).

Единственное обязательное условие применения винтового насоса – это целенаправленность. Не рекомендуется использовать агрегат в разных целях. Тем более, что область применения напрямую связана с выбором устройства, его конструктивными и функциональными особенностями.

Скважина или колодец?

Рассмотрим, как влияет на выбор оборудования, источник воды. В данном случае ими выступает скважина и колодец.

Для колодцев выбирают модели с боковым креплением на стенке. При покупке уделите внимание на наполненность колодца водой. Чтобы исключить работу насоса «вхолостую». Это снижает его надежность и сокращает срок службы.

Кроме того, в колодезных насосах заборное устройство находится в нижней части, учтите это при установке. Не рекомендуется монтировать агрегат на расстоянии меньше 1 м от дна колодца, чтобы не засорить насос илом, песком. Это также негативно сказывается на его работе.

Для скважин выбирают приборы более стойкие к условиям работы. Они обеспечивают подачу жидкости с повышенных глубин, не реагируют на замутненность воды и наличие каких-либо примесей. Заборные отверстия в таких моделях располагаются над электродвигателем. Соответственно, двигатель погружен постоянно в воду и естественным путем охлаждается. К конструктивным особенностям скважинных насосов относятся мощность двигателя, корпус из материала с антикоррозионными свойствами, стальной, надежный шнековый элемент.

Критерии правильного выбора прибора

На какие характеристики стоит обратить внимание при выборе устройства, чтобы его работа порадовала надежностью и стабильностью долгое время?На цену прибора влияют технические характеристики. Поэтому рекомендуется заранее определить возможные нагрузки на устройство и параметры источника воды.

Монтаж и запуск механизма желательно доверить специалистам. Они при подключении проверят функционирование устройства во всех режимах работы.

prokommunikacii.ru

Применение винтового насоса

Винтовые насосы задумывались как устройства для перекачивания жидкостей и растворов с большой вязкостью.

Потребность в таких агрегатах имеется во многих отраслях промышленности, например, в пищевой, химической, текстильной, металлообрабатывающей и т.д.

В строительстве при помощи винтовых помп осуществляют подачу смесей для наливных полов и кровельных покрытий.

С течением времени эта технология становилась все более совершенной и сегодня винтовые насосы успешно работают в десятках тысяч скважин по всему миру. Именно эти агрегаты инженеры-нефтяники считают самыми многообещающими.

Кроме этого винтовые насосы применяют для обезвоживания природного газа, организации отопления зданий, добычи минеральных вод и многого другого. Также они активно применяются как насосы-дозаторы.

Среди владельцев скважин на воду большую популярность приобрели бытовые винтовые насосы. К их услугам прибегают при наличии значительного количества песка в воде. В таких условиях центробежные насосы быстро изнашиваются, а вибрационные не могут применяться из-за негативного воздействия вибраций на дно источника. Винтовые же насосы не вибрируют и безболезненно переносят наличие твердых механических примесей.

Достоинства и недостатки

Популярность винтовых насосов обусловлена следующими их особенностями:

1. КПД агрегатов относительно высок – от 50% до 70%.
2. Способны перекачивать жидкости с гораздо большей вязкостью, чем импеллерные помпы, обеспечивая при этом более высокий напор.
3. Могут перекачивать смеси с твердыми включениями, при этом последние не повреждаются, как в плунжерных и поршневых насосах.
4. Принцип действия винтового насоса исключает появление пульсаций при подаче жидкости, характерных для некоторых типов оборудования. К тому же она не перемешивается, как в центробежном насосе, что обеспечивает сохранность структуры.
5. Винтовые помпы относятся к категории самовсасывающих, при этом глубина всасывания может достигать 8,5 м. К наличию свободного газа в перекачиваемой среде проявляют абсолютное безразличие.
6. Конструкция агрегата является чрезвычайно простой и включает только одну движущуюся деталь. Клапана и другие элементы, в которых может образоваться затор, не применяются. Соответственно, упрощаются монтаж, эксплуатация и обслуживание агрегата.
7. Насос является компактным и характеризуется низким уровнем шума.

Как у любого оборудования, есть у винтовых насосов и слабые стороны:

1. Процесс изготовления отличается сложностью и высокой стоимостью.
2. Отсутствует возможность изменения рабочего объема.

У насоса имеется «слабое звено» в виде статора, который изготавливается из эластомерных материалов (разновидность полимеров). Такие детали обладают следующими нежелательными свойствами:

• при работе вхолостую очень быстро получают неустранимые повреждения;
• при температурах свыше 150 градусов плавятся;

Могут они испортиться при контакте с некоторыми веществами, например, разбухнуть.

Принцип работы

Ротор агрегата представляет собой цилиндрическую деталь со спиральным желобом, похожую на винт или шнек. Он располагается внутри статора – стальной трубы с установленной внутри нее эластомерной гильзой (обоймой), в которой также имеется спиралевидный канал. Спираль ротора может иметь несколько заходов. Спираль статора всегда имеет на один заход больше.

Вдоль линии контакта между ротором и статором имеются непроницаемые для перекачиваемой среды участки, которые разделяют внутреннее пространство насоса на несколько отдельных полостей. Благодаря тому, что ротор установлен в статоре с некоторым смещением в поперечном направлении (с эксцентриситетом), при его вращении эти полости попеременно переходят то в открытое, то в закрытое состояние.

При этом в момент открытия жидкость из предыдущей полости вытесняется выступом эластомерной обоймы в последующую. С продолжением вращения объем опорожненной полости снова увеличивается, что приводит к всасыванию ею следующей порции вещества. При этом перекачивание среды осуществляется без пульсаций, поскольку площадь сечения полостей одинакова по всей длине спирального желоба ротора.

Регулирование производительности (подачи) осуществляется путем изменения частоты вращения ротора, для чего требуется частотный привод.

Зазор между поверхностью ротора и эластомерной обоймой в силу особенностей конструкции последней является саморегулируемым: он остается постоянным независимо от давления внутри агрегата. Благодаря этому винтовой насос при небольших размерах может развивать высокий напор – до 35 МПа.

Как видно, по характеру действия ротора винтовой насос принципиально отличается от шнекового, хотя оба имеют сходное устройство.

Шнековые агрегаты, как и центробежные, относятся к категории динамических, тогда как винтовые являются объемными. Однако, и те и другие являются насосами вытесняющего действия.

Между линиями всаса и подачи особо мощных винтовых насосов обязательно прокладывается перемычка (байпас) с предохранительным клапаном.

Если нагнетательный трубопровод окажется засоренным либо на нем будет по ошибке закрыта задвижка, предохранительный клапан откроется, и насос будет прокачивать жидкость через байпас по замкнутому контуру. Если такую меру не предусмотреть, избыточное давление повредит детали агрегата и в первую очередь – полимерную обойму.

aquacomm.ru

Принцип работы винтовых насосов

Ротор приводится в движение с помощью электродвигателя посредством муфты. Он вращается внутри статора, который расположен в корпусе оборудования. В результате этого образуется область нагнетания рабочей жидкости. Она перемещается от впускного отверстия к выпускному.

Примечание. Чтобы обезопасить систему от обратного потока жидкости, при ее расчете необходимо учитывать размер внутренних полостей. Также надо точно знать параметры откачиваемого вещества.

Изменение объема внутреннего пространство происходит за счет вращения ротора. Рабочая жидкость двигается от оси винта к выходному отверстию в корпусе. Винты входят в зазоры между собой. Благодаря этому образуется замкнутое пространство. В нем и происходит процесс всасывания и нагнетания.

Вихревые насосы

Компрессоры такого типа предназначены для откачивания и перекачивания воды из накопительных резервуаров, водоемов и скважин. Они обеспечивают стабильный напор рабочего вещества при небольших объемах.

Примечание. Стоит учесть, что оборудование может работать только с чистыми жидкостями.

Конструкция оборудования представлена такими элементами:

• рабочим колесом с лопастями;
• корпусом;
• валом.

В результате работы агрегата образуется центробежная сила, которая вытесняет рабочую жидкость к нагнетательному отверстию. К этой категории установок относится насос глубинный винтовой.

Вихревые компрессоры используют для автоматического водоснабжения, орошения и других нужд сельского хозяйства. Их применяют в химической промышленности для подачи агрессивных летучих смесей. Они могут работать как отдельные единицы техники, так и в комплексе с массивными насосными установками. Компрессоры вихревого типа также используют для создания предварительного разряжения.

Преимущества вихревых агрегатов:

• способность самовсасывания;
• возможность создания любой вакуумной среды;
• простота конструкции;
• практичность и универсальность.

Срок эксплуатации установок зависит от правильности их применения. Большое значение имеет регулярность технического обслуживания.

cialis20.ru

Сфера применения и особенности эксплуатации винтовых насосов

Насос винтовой обеспечивает равномерную перекачку жидкостей. Этот тип устройств отличается от других низким уровнем потребления электроэнергии и высоким коэффициентом полезного действия.

Благодаря его устойчивости к разного рода средам, винтовые насосы используют в разных сферах промышленности, включая различные химические производства.

1 Назначение и конструктивные особенности

Шнековый аппарат используют в различных отраслях промышленности. Аппаратами такого вида перекачивают вязкие, грязные и загазованные среды.

Устройство двухвинтового насоса

Устройства эксплуатируются в таких отраслях:

• фармакология и косметическое производство;
• пищевая промышленность;
• стройплощадки;
• химическая отрасль;
• добыча и переработка нефтепродуктов;
• сельское хозяйство;
• муниципальные и жилищно-коммунальные работы.

Агрегаты с легкостью справляются с антикоррозийными веществами, силиконовыми, латексными жидкостями, красками, жирами, молоком, сметаной, йогуртами, кремами, маслами, шампунями, жидкими мыльными веществами, грунтовыми водами, водой с песочной примесью, этиленгликолями, полимерами и другими химическими жидкостями разной плотности.

Способностью эксплуатации в средах различной вязкости, аппарат обладает благодаря бесклапанной конструкции и возможности менять направление потока.

• корпус в форме цилиндра или конуса;
• статор статический;
• подвижный металлический ротор в форме винта;
• вал ротора;
• шпилька соединительная;
• патрубок входящий;
• патрубок нагнетания;
• муфта;
• станина;
• рабочая камера.

1.1 Принцип работы винтового насоса

Винтовые насосы относятся к самовсасывающим агрегатам.

В механизме напор вещества осуществляется вытеснением перекачиваемой среды с помощью ротора,расположенного и крутящегося в статоре.

Принцип работы винтового насоса

Ротор втягивает воду из патрубка всасывающего при вращении в статоре. Вещество перемещается по спирали и поступает в патрубок отводящий. Благодаря тому, что винты входят выступами во впадины смежного винта, создается пространство замкнутого вида. Перекачиваемое вещество не может возвращаться назад.
к меню ↑

1.2 Принцип работы винтового насоса (видео)

1.3 Классификация механизмов

Винтовой агрегат-прежде всего погружной насос. По глубине погружения делятся на:

• глубинный вид эксплуатируется при глубине до ста метров. Конструктивное отличие устройства в удлиненном винте;
• стандартный вид эксплуатируется в колодцах и скважинах глубиной до двадцати пяти метров с песочными включениями.

По количеству винтов, аппараты делятся на такие типы:

• одновинтовые насосы представляют собой объемный механизм горизонтального расположения. Аппарат состоит из резиновой обоймы с двухфазной винтовой поверхностью. Металлический винт осуществляет вращение внутри обоймы. В процессе вращения в полости между обоймой и винтом образуются полости. В полость поступает рабочее вещество, после чего транспортируется к нагнетательному патрубку. Одновинтовой насос транспортирует смеси с газовыми включениями без рывков. Одновинтовой насос предназначен для вязких жидкостей без подогрева. Отличается простотой замены рабочих узлов;
• насосы двухвинтовые применяются для транспортировки воды со смесью вязких веществ, таких как нефть. Отличаются равномерной подачей вещества без перепадов, высотой всасывания до восьми метров, способностью транспортировать рабочую жидкость с разными степенями вязкости. Преимущества-отсутствие шума, низкое изнашивание механизма, непрерывное транспортирование жидкостей не зависящих от показателей давления;
• трехвинтовые насосы предназначены для транспортировки жидких веществ без наличия абразива.

Мазутный одновинтовой насос

• серия ОВН используется для перекачивания вязких веществ для химического и пищевого производства;
• серия ВНП перекачивают жидкости средней вязкости. Это аппараты для транспортировки майонеза, лаков и красок;
• серия ОНВП применяется для транспортировки из бочки жидкостей с низкой вязкостью;
• ОНВ-пищевой насос винтовой для перекачивания пастообразных продуктов( сметана, крахмал, тесто, творог).

1.4 Преимущества и недостатки винтовых насосов

По сравнению с другими видами агрегатов, винтовые отличаются такими преимуществами:

• простота обслуживания;
• простота конструкции;
• компактность;
• низкий уровень шума;
• равномерность транспортировки;
• функция высокого самовсасывания;
• перекачивание веществ с твердыми частицами;
• низкий процент износа деталей;
• легкость демонтажа;
• надежность при низкой стоимости;
• размещение в любом положении.

По сравнению с работой центробежного насоса, служит дольше в условиях перекачивания воды с песчаными включениями.

У аппаратов есть и недостатки:

• отсутствие регулировки объема;
• габариты вес больше, чем у других видов помп.

1.5 Различия винтовых аппаратов от шнековых

Часто два вида насосов путают между собой по причине того, что оба вида аппаратов являются вытесняющими. По характеру действия аппараты отличаются между собой.

Устройство трехвинтового насоса

Шнековый электронасос отличается способностью работы с неоднородными веществами с включениями других веществ. У этих устройств не происходит разрыв перекачиваемого вещества. Аппараты эксплуатируются при нагрузках разного вида при постоянном давлении. Перекачиваемая жидкость не является рабочей.
к меню ↑

Винтовой насос для воды типа устанавливается в следующем порядке:

• сборка согласно инструкции;
• подключение кабелей;
• подключение шланга для воды;
• фиксация шлангов с помощью хомутов по всей длине;
• монтаж троса для страховки агрегата;
• монтаж поплавка(если входит в комплект);
• погружение в скважину;
• фиксация устройства;
• тестирование.

Если во время работы стук и вибрация отсутствуют, значит монтаж произведен правильно.

Агрегаты не следует устанавливать над двигателем из-за попадания жидкости в мотор
к меню ↑

2.1 Правила эксплуатации

Для предотвращения поломок, соблюдают такие правила:

• при перекачивании жидкостей высокой вязкости применяют аппараты с оборотами показателями оборотов триста об/минуту;
• при транспортировке вязких веществ применяют сальниковые уплотнители, которые со временем необходимо подтягивать;
• при расчете сопротивления для перекачивания вязких веществ учитывают перепады высоты, длину и материал магистрали;
• аппарат используется под заливом для предотвращения сухого хода;
• твердые включения вымываются с камеры перед запуском;
• при эксплуатации в условиях волокнистых включений в жидкости, перед входом в устройство монтируют дробилки. Эта процедура предотвращает наматывание волокон на ротор и защищает от изнашивания.

2.2 Какой аппарат выбрать?

Перед приобретением каждый покупатель задумывается, какой агрегат выбрать. Критериев выбора не много. Необходимо выбрать устройство соответствующее условиям эксплуатации:

Подробная схема винтового насоса

• Перед приобретением необходимо определиться с мощностью аппарата. Аппарат стоит выбирать чуть большей мощности, чем это необходимо. Это обеспечит стабильный напор жидкости;
• материал изготовления. Материалом качественного насоса является нержавеющая сталь. Агрегаты из других материалов будут отличаться ненадежностью и быстро выйдут из строя;
• имя производителя. Выбирая насос необходимо обращать внимание на зарекомендовавшего себя с положительной стороны производителя. Производитель, отличающийся изготовлением качественного товара, обеспечивает покупателейкачественными устройствами, служащими длительный срок.

После выбора и покупки агрегата, стоит приобрести ремонтный комплект для винтового насоса. Ремкомплект необходим для быстрой замены рабочего винта в случае его поломки.

Винтовые агрегаты отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью.

Винтовые насосы для скважин

Насосы винтовые– один из способов решения проблемы водоснабжения, который подходит для частного дома, небольшого хозяйства. Эти неприхотливые устройства становятся единственным выходом, если в скважине много песка. Оборудование такого типа работает даже при сильной запесоченности или заиленности скважины, оно поднимает воду с песком, а также песок с водой, не ломаясь и не засоряясь. Поэтому для слабых скважин, абиссинских колодцев винтовые насосы для воды — это надежный вариант, мало зависящий от состояния источника.

Одна из разновидностей винтового насоса в разрезе

Преимущество винтовых насосов

Способность перекачивать воду с большим количеством включений обеспечивается особым строением внутренней части устройства.
Чтобы понять, каким образом работает насос скважинный винтовой, достаточно рассмотреть обычную кухонную мясорубку, где основная деталь — винт или шнек — вращается и продвигает мясной фарш или иную консистенцию. В насосе он помещен в резиновую оболочку, соединен с двигателем посредством карданного вала. Устройства, предназначенные для перекачки больших объемов, имеют жесткие оболочки и способны выдержать значительное давление.

При вращении вала движется винт, который следует разработанной траектории – витки шнека и обрезиненная внутренняя поверхность образовывают полости, беспрестанно поднимающиеся к подающему шлангу или трубе.
Жидкость перемещается в камеру, напор вынуждает ее продолжать движение вверх, в приемном патрубке продолжают образовываться области разрежения, что обеспечивает равномерную подачу воды из скважины.

Конструкция исключает обратное движение воды, а также позволяет механизму справляться даже с вязкими включениями (это расширяет сферу использования устройства — его применяют для перекачки различных субстанций с разной степенью вязкости)

Если внимательно рассмотреть образец (или, опять же, мясорубку), то видно, что песку или иным включениям негде застрять или задержаться – они поднимаются вместе с потоком жидкости.

Такая конструкция дает неоспоримое преимущество перед оборудованием для перемещения воды вихревого и центробежного типов, поскольку именно винтовые насосы для скважин продлевают жизнь источнику воды и экономят в итоге значительную сумму.
По классификации шнековые насосы относятся к самовсасывающим устройствам с многоступенчатой структурой. Разработанные линейки компактных моделей делают жизнеспособными даже слабые скважины с минимальным диаметром.

На выбор оптимального оборудования влияет, где оно будет устанавливаться. Для установки в колодец подходят образцы, которые прикрепляются к стенке колодезной шахты.
При установке в скважину проще – нужен образец с прочным тросом. Для дома подойдет модель, рассчитанная на стандартное напряжение.

Виды шнековых конструкций

Такие устройства бывают одновинтовыми или многовинтовыми. Для индивидуального использования обычно используется одновинтовая конструкция, этого достаточно для обеспечения дома или небольшого хозяйства водой.
Чтобы в питьевой воде не было песка, на входном патрубке устанавливается фильтр грубой очистки с ячейкой, которая задерживает частицы с большим диаметром

На рисунке фильтр уже надет на насос

При необходимости полученная вода фильтруется – подвергается тонкой очистке.
Для определения необходимости дополнительной фильтрации проводится анализ воды.

Правила эксплуатации шнекового насоса

Кроме устойчивой производительности, не зависящей от качества воды, скважинный винтовой насос дает возможность самостоятельной установки.
Внутреннее строение, в котором буквально нечему ломаться, вместе с качественными материалами избавляют от забот по решению проблемы надолго — винтовой вариант работает не меньше 10 лет, не напоминая о себе и не требуя много внимания.

• Насос винтовой для скважины охлаждается во время работы – это делает перекачиваемая жидкость. Благодаря этому шнек плавно движется, не требуются дополнительные уплотнения. Двигатель расположен ниже входных отверстий, это предохраняет его, происходит естественное охлаждение
• Кроме этого, конструкция делает работу устройства почти бесшумной – его не слышно, даже если скважина находится в пределах дома
• Скважина дольше сохранит работоспособность, так как отсутствует вибрация, которая влияет на источник
• Даже при поломках и неисправностях заменить детали вполне возможно самостоятельно – конструкция настолько проста, что это под силу человеку без специальных навыков
• Работать винтовой погружной насос может не только в скважинах – нет требований к положению устройства: оно располагается горизонтально и вертикально. Это позволяет беспрепятственно пользоваться им при перекачивании воды из рек, водоемов, иных емкостей и источников

Недостатки насосов с винтами

При универсальности и невероятной надежности у шнековых насосов есть минусы – очень короткий список:

• Прочный винтовой скважинный насос стоит дорого – есть дешевые варианты, но их дешевизна относительна. Это объясняется технологической сложностью его производства
  Есть доступные по цене модели, но они недолговечны – на один-два сезона, поэтому если планируется установка надолго, лучше рассмотреть продукцию фирм, российских или зарубежных с ценой от 200 долларов и соответствующим качеством
• Вхолостую винтовой насос для скважины не способен работать — выйдет из строя
• Нельзя регулировать подаваемый объем жидкости

Установка в скважину

Установка шнекового насоса в скважину происходит стандартно, никаких особенностей нет. Это вытянутый цилиндр с тросом в верхней части, подведенным кабелем электропитания, в зависимости от конструкции кабелей может быть несколько. К выходному патрубку присоединяется шланг или труба для подачи воды соответствующей длины.

При установке рассчитывается глубина, на которую погружной винтовой насос будет размещен, после замеров на тросе или кабеле ставится отметка.
Некоторые насосы снабжаются поплавковыми выключателями, поэтому перед установкой следует изучить инструкцию, если он предусмотрен, присоединить его.

Важно прочно закрепить трос, если оборудование сорвется и упадет в скважину, доставать его будет сложно и дорого

Показателем правильной установки является тихая работа, без шума, вибрации, стука.

Краткий обзор производителей винтовых насосов

Линейки электронасосов такого типа есть почти у всех производителей.

• Популярностью пользуется продукция украинского производителя «Водолей». Узкие, подходят для скважин с маленьким диаметром (не менее 10 см), относительно недорогие. Переносят использование для агрессивных сред

• «Беламос» (белорусская марка) – модели из нержавеющей стали, часто снабжаются дополнительной термозащитой двигателя. Можно устройство с любой мощностью. Есть варианты, подходящие для маленьких диаметров обсадной колонны

• Unipump (китайский производитель) – дешевый, надежный вариант для источников и скважин, для которых рекомендуется невысокая производительность оборудования. Даже если при этом скважина или колодец дают воду с большим количеством песка и примесей – на работу насоса это не оказывает никакого действия. Это известная фирма, целью которой является обеспечение потребителей доступной работоспособной техникой. Судя по отзывам покупателей, в большинстве случаев это производителю удается

• Grundfos – дорогая марка, под которой поставляется качественная техника. Есть модели диаметром от 75 мм, подходят для низкопроизводительных скважин и колодцев, качают воду на 55 метров. Представлены другие винтовые насосы, способные работать в различных скважинах с разной производительностью

Заключение

Если вода в скважине плохого качества, с песком и илом — проблему решит погружной винтовой насос. Он способен поднимать воду с песком, не выходя из строя при этом, а также применяется для очистки заиленных и засорившихся скважин.
Покупка даже не самого дешевого винтового оборудования обойдется дешевле бурения новой скважины.

Выбираем с умом винтовые насосы для скважины

Алексей 18.12.2014 Насосные станции

Огромный выбор оборудования для водопроводных систем может поставить в тупик даже специалиста. Ведь каждая модель имеет достоинства и недостатки и как выбрать ту, которая будет подходить всем требованиям?

Особенно актуален этот вопрос для владельцев загородного жилья, решивших, что лучшим источником воды является скважина.

Мало того, что стоимость ее бурения достаточно велика, так еще и оборудование имеет весьма приличную цену.

Поэтому выбирать модель нужно с особой тщательность. Одними из наиболее простых в конструктивном плане, но в то же время достаточно эффективных являются винтовые насосы. Но и они выпускаются различных марок и модификаций, поэтому выбирать нужно с учетом характеристик скважины и потребностей в воде.

Особенности оборудования и сфера применения

Винтовые или как их еще называют шнековые насосы –это агрегаты, в которых создание напора получается при вытеснении жидкости ротором. Его вращение происходит внутри статора, имеющего определенную форму. В зависимости от модификации может быть, как один, так и 2-3 таких винтовых блоков.

Такое оборудование относят к роторно-зубчатому. Винтовой агрегат может быть легко получен из шестеренного, уменьшив в нем число зубьев на шестеренке и увеличив угол их наклона.

Благодаря относительно простому устройству, винтовые насосы могут перекачивать жидкости с механическими примесями, и даже вязкие. Чаще всего они применяются для откачивания воды из скважин, предназначенных для добычи газа из пластов угля. Однако могут также использоваться для газовых или нефтяных скважин, а также для воды.

Как устроено такое оборудование

В корпусе агрегата находится винт, между канавками которого и поверхностью стенок образуется камера. По ней вдоль оси движется жидкость. При этом винтовые выступы создают замкнутое пространство, что делает невозможным утекание воды обратно. Обычно оборудование этого класса используется для перекачивания любых жидкостей, вплоть до газа и пара.

Смотрим видео, принцип работы:

Корпус агрегата выполняется в форме цилиндра или конуса, что позволяет значительно улучшить качество уплотнений, тем самым снизив утечку жидкости. Материалом может служить как металл, так и эластичные полимеры. Но последние выдерживают меньшее давление. Поэтому чаще всего насосы с коническими винтами имеют жесткий корпус. Они способны работать при давлении до 30 МПа.

Устройство винтового насоса

Достоинства и недостатки оборудования

Самыми распространенными считаются трехвинтовые насосы. К их достоинствам относятся:

• Возможность равномерной подачи воды;
• Способность работать со смесями, содержащими твердые включения, не повреждая их;
• Способность к самовсасыванию жидкости;
• Бесшумность.

Среди отрицательных черт:

• Большая цена и сложность производства;
• Невозможность регулировать рабочий объем;
• Не могут работать вхолостую.

Но в то же время такие насосы незаменимы при перекачивании агрессивных химических жидкостей и способны эффективно работать в любом положении: горизонтальном, вертикальном.

Обзор моделей от различных производителей

Выбирая оборудование для скважины обращают внимание не только на технические характеристики, но и на марку. Ведь большинство моделей отечественной и китайской продукции не отличаются высоким качеством и надежностью. Хотя и среди них есть неплохие бюджетные образцы.

Смотрим видео о продукции Водолей:

Примером может служить насос скважинный винтовой Володей. Он относится к агрегатам погружного типа и применяется до подачи воды как из открытых водоемов и колодце, так и скважин. Однако с последними он может использоваться только если их внутренний диаметр составляет не менее 10 см.

Оборудование этой марки отличается компактностью и это при довольно высокой мощности. Оно крепится в скважине при помощи синтетического троса, поставляемого в комплекте с насосом. Он прекрасно справляется с обеспечением водой частного дома, а также систем полива.

Агрегат прост в эксплуатации, легко демонтируется и может использоваться даже для перекачки щелочи и кислот.

Еще одна популярная модель винтового оборудования выпускается под маркой Беламос. Эти погружные винтовые насосы предназначены для подачи воды из скважин и шахтных колодцев и относятся к глубинным моделям.

Они достаточно мощные и способны обеспечить все необходимые потребности жильцов в воде. Корпус изделия устройства выполнен из нержавеющей стали. Агрегат оснащен надежной термозащитой, что позволяет двигателю безукоризненно работать продолжительное время без остановок.

Но все же лучшими считаются насосы зарубежных производителей. Одним из самых оптимальных можно назвать агрегат под маркой Unipump ECO VINT. Он способен обеспечивать хороший напор, имеет небольшую производительность и компактные габариты.

Смотрим видео о модели Unipump ECO VINT:

При работе оборудования отсутствует вибрация, что позволяет избежать попадания в водопровод механических включений, а также избежать разрушающего воздействия на конус фильтрации.Применение такой модели в собственном доме позволяет организовать полноценную систему водоснабжения.

Стоимость винтовых насосов

Оборудование для организации в загородном доме автономной системы водоснабжения имеет достаточно высокие цены. Но конечно у каждой модификации они отличны. Так самые примитивные агрегаты, такие как насос винтовой для скважин отечественного производства Малыш имеет цену всего 2 тысяч рублей, но и рассчитаны они на эксплуатацию в течение одного сезона.

Если же вы хотите, чтобы ваша система водоснабжения работала длительный период без поломок, то лучше выбирать пусть и дорогие, но зарубежные модели. Самые дешевые из них обойдутся в пределах 200 долларов, но и прослужат не менее 10-15 лет.

Отзывы потребителей

Владельцы винтовых насосов, сумевшие оценить все их возможности отмечают, что они обладают несколькими особенностями, которые и обусловили их широкую популярность. Это в первую очередь удобная конструкция. Такое оборудование очень простое в эксплуатации, к тому же ремонтные работы можно выполнять непосредственно в полевых условиях.

Также в отзывах можно прочесть, что ремонт насосов не требует из полной разборки, например, при замене подшипника с приводного вала. К тому же для этого не требуется какого-либо специального оборудования. И все ремонтные работы могут быть выполнены достаточно быстро, поскольку простой демонтаж обеспечен наличием в агрегате самозажимных муфт.

Смотрим видео, дельные советы специалиста по выбору:

Одним из наиболее часто упоминаемых в отзывах пользователей достоинств считается и отсутствие вибрации. Именно благодаря ему винтовые насосы имеют длительный срок службы, что и привело к их большой популярности.

Заключение

Каким требованиям должен отвечать насос для домашней скважины. Чаще всего от него требуется способность перекачивания воды, содержащей много механических примесей. Ведь если скважина выполнена в песчаном грунте, то поступающая с нее жидкость может содержать его. При использовании в этом случае вибрационного насоса, происходит утрамбовка пространства вокруг фильтра, следовательно, снижается дебет скважины.

В то время как применение винтового агрегата избавит вас от возможности возникновения таких последствий эксплуатации. Они могут работать с жидкостью имеющей загрязнение песком до 20 кг/м³ и считаются оптимальным вариантом для скважин, которые сильно песочат.

Источники: http://byreniepro.ru/nasosy/vintovye-dlya-vody.html, http://oskvazhine.ru/nasosy/vintovye-nasosy-dlya-skvazhin, http://vashbiotualet.ru/nasosnye-stancii/vybiraem-s-umom-vintovye-nasosy-dlya-skvazhiny.html

rusbyr.ru

1 Назначение и конструктивные особенности

Шнековый аппарат используют в различных отраслях промышленности. Аппаратами такого вида перекачивают вязкие, грязные и загазованные среды.

Устройства эксплуатируются в таких отраслях:

• фармакология и косметическое производство;
• пищевая промышленность;
• стройплощадки;
• химическая отрасль;
• добыча и переработка нефтепродуктов;
• сельское хозяйство;
• муниципальные и жилищно-коммунальные работы.

Агрегаты с легкостью справляются с антикоррозийными веществами, силиконовыми, латексными жидкостями, красками, жирами, молоком, сметаной, йогуртами, кремами, маслами, шампунями, жидкими мыльными веществами, грунтовыми водами, водой с песочной примесью, этиленгликолями, полимерами и другими химическими жидкостями разной плотности.

Способностью эксплуатации в средах различной вязкости, аппарат обладает благодаря бесклапанной конструкции и возможности менять направление потока.

Конструкция агрегата:

• корпус в форме цилиндра или конуса;
• статор статический;
• подвижный металлический ротор в форме винта;
• вал ротора;
• шпилька соединительная;
• патрубок входящий;
• патрубок нагнетания;
• муфта;
• станина;
• рабочая камера.

к меню ↑

1.1 Принцип работы винтового насоса

Винтовые насосы относятся к самовсасывающим агрегатам.

В механизме напор вещества осуществляется вытеснением перекачиваемой среды с помощью ротора,расположенного и крутящегося в статоре.

Ротор втягивает воду из патрубка всасывающего при вращении в статоре. Вещество перемещается по спирали и поступает в патрубок отводящий. Благодаря тому, что винты входят выступами во впадины смежного винта, создается пространство замкнутого вида. Перекачиваемое вещество не может возвращаться назад.
к меню ↑

1.2 Принцип работы винтового насоса (видео)

к меню ↑

1.3 Классификация механизмов

Винтовой агрегат-прежде всего погружной насос. По глубине погружения делятся на:

• глубинный вид эксплуатируется при глубине до ста метров. Конструктивное отличие устройства в удлиненном винте;
• стандартный вид эксплуатируется в колодцах и скважинах глубиной до двадцати пяти метров с песочными включениями.

По количеству винтов, аппараты делятся на такие типы:

• одновинтовые насосы представляют собой объемный механизм горизонтального расположения. Аппарат состоит из резиновой обоймы с двухфазной винтовой поверхностью. Металлический винт осуществляет вращение внутри обоймы. В процессе вращения в полости между обоймой и винтом образуются полости. В полость поступает рабочее вещество, после чего транспортируется к нагнетательному патрубку. Одновинтовой насос транспортирует смеси с газовыми включениями без рывков. Одновинтовой насос предназначен для вязких жидкостей без подогрева. Отличается простотой замены рабочих узлов;
• насосы двухвинтовые применяются для транспортировки воды со смесью вязких веществ, таких как нефть. Отличаются равномерной подачей вещества без перепадов, высотой всасывания до восьми метров, способностью транспортировать рабочую жидкость с разными степенями вязкости. Преимущества-отсутствие шума, низкое изнашивание механизма, непрерывное транспортирование жидкостей не зависящих от показателей давления;
• трехвинтовые насосы предназначены для транспортировки жидких веществ без наличия абразива.

По назначению:

• серия ОВН используется для перекачивания вязких веществ для химического и пищевого производства;
• серия ВНП перекачивают жидкости средней вязкости. Это аппараты для транспортировки майонеза, лаков и красок;
• серия ОНВП применяется для транспортировки из бочки жидкостей с низкой вязкостью;
• ОНВ-пищевой насос винтовой для перекачивания пастообразных продуктов( сметана, крахмал, тесто, творог).

к меню ↑

1.4 Преимущества и недостатки винтовых насосов

По сравнению с другими видами агрегатов, винтовые отличаются такими преимуществами:

• простота обслуживания;
• простота конструкции;
• компактность;
• низкий уровень шума;
• равномерность транспортировки;
• функция высокого самовсасывания;
• перекачивание веществ с твердыми частицами;
• низкий процент износа деталей;
• легкость демонтажа;
• надежность при низкой стоимости;
• размещение в любом положении.

По сравнению с работой центробежного насоса, служит дольше в условиях перекачивания воды с песчаными включениями.

У аппаратов есть и недостатки:

• отсутствие регулировки объема;
• габариты вес больше, чем у других видов помп.

к меню ↑

1.5 Различия винтовых аппаратов от шнековых

Часто два вида насосов путают между собой по причине того, что оба вида аппаратов являются вытесняющими. По характеру действия аппараты отличаются между собой.

Шнековый электронасос отличается способностью работы с неоднородными веществами с включениями других веществ. У этих устройств не происходит разрыв перекачиваемого вещества. Аппараты эксплуатируются при нагрузках разного вида при постоянном давлении. Перекачиваемая жидкость не является рабочей.
к меню ↑

2 Монтаж

Винтовой насос для воды типа устанавливается в следующем порядке:

• сборка согласно инструкции;
• подключение кабелей;
• подключение шланга для воды;
• фиксация шлангов с помощью хомутов по всей длине;
• монтаж троса для страховки агрегата;
• монтаж поплавка(если входит в комплект);
• погружение в скважину;
• фиксация устройства;
• тестирование.

Если во время работы стук и вибрация отсутствуют, значит монтаж произведен правильно.

Агрегаты не следует устанавливать над двигателем из-за попадания жидкости в мотор
к меню ↑

2.1 Правила эксплуатации

Для предотвращения поломок, соблюдают такие правила:

• при перекачивании жидкостей высокой вязкости применяют аппараты с оборотами показателями оборотов триста об/минуту;
• при транспортировке вязких веществ применяют сальниковые уплотнители, которые со временем необходимо подтягивать;
• при расчете сопротивления для перекачивания вязких веществ учитывают перепады высоты, длину и материал магистрали;
• аппарат используется под заливом для предотвращения сухого хода;
• твердые включения вымываются с камеры перед запуском;
• при эксплуатации в условиях волокнистых включений в жидкости, перед входом в устройство монтируют дробилки. Эта процедура предотвращает наматывание волокон на ротор и защищает от изнашивания.

к меню ↑

2.2 Какой аппарат выбрать?

Перед приобретением каждый покупатель задумывается, какой агрегат выбрать. Критериев выбора не много. Необходимо выбрать устройство соответствующее условиям эксплуатации:

• Перед приобретением необходимо определиться с мощностью аппарата. Аппарат стоит выбирать чуть большей мощности, чем это необходимо. Это обеспечит стабильный напор жидкости;
• материал изготовления. Материалом качественного насоса является нержавеющая сталь. Агрегаты из других материалов будут отличаться ненадежностью и быстро выйдут из строя;
• имя производителя. Выбирая насос необходимо обращать внимание на зарекомендовавшего себя с положительной стороны производителя. Производитель, отличающийся изготовлением качественного товара, обеспечивает покупателейкачественными устройствами, служащими длительный срок.

После выбора и покупки агрегата, стоит приобрести ремонтный комплект для винтового насоса. Ремкомплект необходим для быстрой замены рабочего винта в случае его поломки.

Винтовые агрегаты отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью.

byreniepro.ru

Особенности винтовых насосов

Винтовые или шнековые насосы конструктивно – одни из самых простых и надежных агрегатов для перекачки жидкостей. В том числе вязких и содержащих большое количество нерастворенных примесей. Поэтому они активно используются не только в системах питьевого водоснабжения, но и в пищевой, нефтяной, химической и других сферах промышленности.

Устройство и принцип работы

Основной рабочий элемент насоса – это вращающийся спиралевидный ротор, расположенный в корпусе (статоре). Между стенками статора и канавками винта образуются заполненные водой герметичные полости, которые при вращении ротора перемещаются в пространстве, проталкивая жидкость от всасывающего патрубка к нагнетательному.

Чаще всего корпус насоса выполняется в виде цилиндра, но встречаются и конусные модели. Материалом для его изготовления служат прочные и эластичные полимеры или металл.

Обратите внимание. Винтовой погружной насос для глубоких скважин должен иметь металлический корпус, способный выдержать большое давление водяного столба.

Производительность и давление подаваемой насосом воды зависит от количества и объема замкнутых полостей между статором и ротором.

Преимущества и недостатки

Среди достоинств, которыми обладают агрегаты этого типа, особо можно выделить следующие:

• Способность к самовсасыванию без предварительной заливки камеры водой;
• Высокая надежность даже в случае работы с жидкостями, в которых содержатся твердые включения (частички песка, ила);
• Отсутствие вибрации, влияющей на износ деталей насоса и заиливание скважин;
• Равномерная подача воды;
• Возможность демонтажа и ремонта своими руками, не разбирая устройство полностью. Это возможно благодаря наличию в нем самозажимных муфт;

• Бесшумная работа;
• Возможность установки в любом положении – как вертикальном, так и горизонтальном.

Однако при покупке следует учитывать и немногочисленные отрицательные характеристики винтовых насосов, среди которых:

• Отсутствие возможности регулировать рабочий объем;
• Неспособность работать вхолостую;
• Использование в колодцах и скважинах только глубиной до 15 метров;
• Достаточно высокая цена.

Совет. Низкая стоимость китайских агрегатов малоизвестных марок весьма привлекательна для покупателя, но такие насосы вряд ли проработают дольше одного-двух сезонов. Поэтому лучше выбирать качественные модели по адекватной цене, и быть уверенными в том, что они прослужат минимум 10 лет.

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.

• 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.

• 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.

Заключение

Когда водоснабжение осуществляется из открытого водоема или неглубокой скважины, вода в которую поступает из песчаного слоя и содержит в себе много механических примесей, очень важно выбрать такой насос (см. Выбираем насос для скважины 15 метров), который справится с её перекачкой без последствий для нормальной работы и не приведет к снижению дебита скважины.

Винтовые агрегаты в этом отношении являются лучшим решением, так как могут подавать потребителю воду с содержанием твердых включений до 100 г/м³. Принцип их работы очень наглядно показан на видео в этой статье.

moikolodets.ru

Устройство пищевых насосов

Устройство пищевого винтового насоса особой сложностью не отличается (рис. 1).

Рабочим органом является героторная пара, расположенная у выпускного патрубка. Она представляет собой стальной червячный ротор (винт), расположенный внутри пластичного статора (обоймы). Внутренняя полость последнего также имеет винтовую форму, но с числом заходов на 1 больше, чем у ротора. Самый популярный на сегодня вариант – однозаходный ротор и двухзаходный статор.

Преимущества агрегатов с однозаходным ротором круглого сечения:

• Технология производства – относительно простая.
• Вибрация понижена из-за того, что переносная (то есть, относительно обоймы) угловая скорость винта минимальна.
• Скорость движения перекачиваемой жидкости в каналах (полостях) рабочей пары небольшая. Это значительно уменьшает гидроабразивный износ и увеличивает срок службы устройства.
• Кривизна винтовых поверхностей ротора и статора – оптимальная. Это сводит к минимуму контактные напряжения.
• Допустимая частота вращения увеличена. Она несколько ограничена силой инерции, но это не существенно. Данный факт упрощает компоновку привода.

Главным минусом агрегатов с однозаходным ротором является тот факт, что, при необходимости обеспечить большой напор при малой частоте вращения (500 об/мин и менее), надо значительно удлинять рабочую пару.
Преимущества установок с многозаходными рабочими органами обусловлены увеличенным числом контактных линий и кратностью действия:

• При одинаковых наружном диаметре и частоте вращения – увеличенная подача.
• При равных давлениях – меньше осевой габарит.
• При одинаковых натягах в паре и осевых габаритах – больше давление.
• При низкой частоте вращения (до 100 об/мин) можно поддерживать большое давление, не увеличивая осевые размеры.

Ротор приводится в движение электромотором, размещенным на другом конце агрегата. В зависимости от назначения устройства, крутящий момент от двигателя на ось вращения может передаваться напрямую, через мотор-редуктор, мотор-вариатор или с помощью преобразователя частоты. Для фиксации оси относительно корпуса и передачи вращения от привода на шарнирный узел тяги, предусмотрена подшипниковая стойка. 

Поскольку ротор установлен относительно продольной оси насоса с некоторым эксцентриситетом, то от подшипниковой стойки к героторной паре крутящий момент передается через износоустойчивую тягу с шарнирными узлами на концах (это своеобразный карданный вал). Данный элемент иногда называют торсионом. Это не совсем правильно, так как торсион – пружина, сделанная в виде вала, работающего на скручивание. Здесь же тяга в качестве пружины не используется, эксцентриситет отрабатывается только за счет шарниров. Каждый из них сделан герметичным и заполнен пищевой смазкой. Над тягой, ближе к подшипникам, располагается впускной патрубок. Он может быть с фланцевым либо быстросъемным резьбовым соединением.

Вся конструкция собрана на станине. Тем самым обеспечивается точность взаимного расположения узлов. Проточная часть агрегата сделана из пищевой нержавейки 12Х18Н10Т или ее аналогов. Для монтажной плиты и других элементов может применяться сталь 30 с порошковым покрытием.

Модификации пищевых насосов

Кроме описанного базового варианта (рис. 2), есть модели, предназначенные для работы в нестандартных ситуациях: компактные дозаторы, устройства с загрузочной воронкой, грязевые с муфтой, для очень вязких масс или сложных условий эксплуатации и другие. 

Относительно компоновки, кроме приведенной выше горизонтальной классической схемы с подшипниковой стойкой, более всего популярны следующие:

• То же, без подшипниковой стойки (рис. 3).

• С дополнительным подпорным шнеком на тяге (рис. 4).

• С загрузочным бункером вместо входного патрубка и шнековым питателем под ним (рис. 5).

• С дополнительным измельчителем над бункером (рис. 6).

Следует также сказать о вертикальных (бочковых) винтовых насосах. Считается, что это отдельный тип агрегатов, хотя они имеют аналогичное устройство, только предназначены для выкачивания жидкостей из баков, бидонов и прочих емкостей.

Принцип действия винтовых насосов

Работа пищевого винтового насоса осуществляется по следующему принципу. Поскольку число заходов ротора и статора не совпадает, то между ними образуются замкнутые свободные пространства. При вращении винта, они «перемещаются» по направлению к выпускному патрубку. Образование каждой полости происходит со стороны тяги, камера вокруг которой заполнена рабочей средой. Чем больше поворачивается ротор, тем сильнее увеличивается объем пространства, засасывая в него жидкость. Затем ротор поворачивается дальше, полость закрывается и сразу же образовывается следующая – процесс повторяется. По мере вращения ротора, рабочая среда продавливается к выходу и, в итоге, выбрасывается под большим давлением в выпускной патрубок.

Чтобы узнать величину эксцентриситета однозаходного ротора, надо найти разницу между большим и малым его диаметрами, а потом полученное значение разделить на 2. Объем каждой полости равен шагу статора, умноженному на ее площадь поперечного сечения. От этой величины зависит производительность агрегата. Давление насоса определяется количеством полостей на единицу длины винта.

Преимущества винтовых насосов

• Это самовсасывающие агрегаты, предварительная заливка не требуется. Могут поднимать жидкость с глубины 7 – 9 метров.
• Есть возможность перекачивания жидкостей с довольно высокой вязкостью, а также неоднородных и с твердыми включениями, без их повреждений. Размер последних зависит от величины замкнутых полостей между винтом и обоймой. Даже при подаче рабочих сред с абразивными частицами, детали изнашиваются незначительно.
• Это объемные устройства. После каждого оборота ротора подается определенное количество рабочей среды. Поэтому производительность можно регулировать с большой точностью.
• Аппараты могут развивать очень высокое давление. Теоретически – до бесконечности. Практически – достигнуты значения до 72 бар. В промышленности используются модели до 24 бар.
• При любой производительности, давление будет стабильным. Пульсация или разрывы потока не наблюдаются.
• Напор на выходе не зависит от частоты вращения ротора. Этот параметр может быть достаточно высоким, даже при небольшой скорости выкачивания и, соответственно, производительности агрегата.
• Винтовой насос может работать в качестве дозатора.
• Малый уровень шума.
• Простая конструкция, легкое обслуживание, небольшие размеры. Благодаря отсутствию клапанов – надежная работа.

Характеристики винтовых насосов

Основными техническими параметрами винтового насоса являются напор (давление на выходе или высота подъема жидкости) и подача (производительность). Они зависят от конструкции аппарата и мощности привода, а также от типа героторной пары, о чем будет сказано ниже. Кроме того, есть ряд условий, отрицательно влияющих на давление. 

Факторы, снижающие напор:

• Шланг (трубопровод) небольшого диаметра или со значительным коэффициентом гидравлического сопротивления.
• Использование в магистрали У- или Г-образных фитингов, изгибы шланга под углами 45 или 90 градусов.
• Наличие фурнитуры на трубопроводах, обратных клапанов, задвижек и других устройств.
• Низкие смазывающие характеристики жидкости.
• Большая вязкость или плотность рабочей смеси.
• Некачественная регулярная промывка шлангов или трубопроводов.

Модельный ряд винтовых насосов

В нашей стране самыми популярными являются пищевые винтовые насосы марки ОНВ. Ниже приведены основные технические характеристики наиболее распространенных моделей.

Тип	Мощность	Вход	Выход	Производит	Напор	К-во оборотов
ОНВ	кВт	мм	мм	куб. м. / ч	м	об / мин
1-00	0,25	32	32	0,7	50	700
1-01	0,55	32	32	1,0	50	1000
1-02	0,75	32	32	1,5	50	1500
2-00	0,55	50	50	2,0	50	700
2-01	1,1	50	50	2,5	50	1000
2-02	1,5	50	50	4,0	50	1500
3-00	0,55	50	50	3,0	50	700
3-01	1,1	50	50	4,0	50	1000
3-02	1,5	50	50	6,0	50	1500
6М	2,2	50	50	12,0	50	1000
280/6-55	15,0	150	150	55,0	60	300
170/6-40	11,0	150	150	40,0	60	350
140/12-35	18,5	150	150	35,0	120	400
100/6-26	5,5	125	125	26,0	60	400
85/12-20	11,0	150	150	20,0	120	400
60/6-26	7,5	100	100	26,0	60	700
50/12-22	11,0	125	125	22,0	120	700
30/12-14	7,5	100	100	14,0	120	700
36/6-15	4,0	80	50	15,0	60	700
18/12	4,0	80	50	12,0	50	1000

Чтобы ознакомиться с параметрами любого агрегата более подробно, можно скачать технический паспорт. Кроме ОНВ, есть и другие распространенные марки, например, Бурун СХ или BF.

Выбирая конкретную модель, при прочих равных характеристиках, надо учитывать такие нюансы, как вязкость и удельный вес перекачиваемой жидкости. Чем выше эти значения, тем обороты двигателя должны быть ниже, хотя потребляемая им мощность в этом случае растет.

Героторная пара

При подборе винтового насоса, определяющими параметрами являются подача и напор. Кроме того, надо обращать внимание на число оборотов привода и характеристики героторной пары: диаметр и шаг винта, первоначальный натяг узла «ротор-статор».

Основные типы

Героторная пара состоит из ротора (винта) и статора (обоймы). Первый обычно делается из стали. Может быть с защитным покрытием. Он представляет собой n-заходную внешнюю спираль. Второй выполняется из эластомера с повышенной химической и механической устойчивостью. Расположен в металлической гильзе, соединяется с ней раздельно или слитно. Это внутренняя n+1-заходная спираль. Жидкость перекачивается за счет того, что, между винтом и обоймой образуются пустоты, которые, при вращении ротора, «двигаются» в направлении выпускного патрубка. Получается своеобразный спиральный канал, по которому рабочая среда продавливается к выходу.

Изготовление героторной пары – это процесс, требующий высокой точности. Для его осуществления применяется специальное программное обеспечение. 

Использование в качестве материала внутренней поверхности статора эластомера дает возможность компенсировать неточность изготовления обоих элементов рабочей пары.  За счет него (эластомера) можно создать первоначальный натяг требуемой величины – уплотнение, которое образуется вследствие того, что диаметральные размеры винта несколько больше соответствующих габаритов обоймы. Сочетание металлического ротора и эластичного статора позволяет обеспечить большую устойчивость рабочей пары против износа даже в тех случаях, когда перекачивается жидкость с абразивными взвешенными частицами.

Чтобы повысить степень уплотнения и уменьшить вероятность протекания жидкости, данный узел может быть помещен в цилиндрический или конический эластичный корпус. В этом случае надо помнить, что, по сравнению с моделями в металлическом кожухе, такие изделия выдерживают меньшее давление.
На эксплуатационные параметры насоса влияют такие характеристики, как диаметр ротора, первоначальный натяг рабочей пары, количество оборотов привода и шаг винта.
Существуют разные виды винтовых насосов. Между собой они различаются по типу геометрии героторной пары. Они обозначаются буквами S, L, D, P.

• Тип S (рис. 7 — желтый). Витков – ½, дифференциальное давление – 12 бар, производительность — 100%. Обойма – запирающая, при не работающем насосе жидкость через пару не протекает. Преимущества: можно перекачивать, как спрессованные, так и очень большие частицы, подача очень плавная, скорость потока низкая, а всасывающая способность высокая, площадь сечения на входе большая, не смотря на значительное число ступеней, конструкция довольно компактная.

• Тип L (рис. 8 — красный). Витков – ½, давление – 6 бар, производительность – 200%. Обойма – не запирающая. Преимущества: меньше трение, высокая производительность, при сохранении небольших размеров; из-за длинной контактной линии между винтом и обоймой – хорошие объемные характеристики, реже требуется ремонт.

• Тип D (рис. 9 — синий). Витков – 2/3, давление – 12 бар, производительность – 150%. Преимущества: импульсы во время перекачки практически отсутствуют, при работе в режиме дозатора обеспечивается высокая точность, производительность и давление – достаточно высокие, при очень малых габаритах.

• Тип Р (рис. 10 — зеленый). Витков – 2/3, давление – 6 бар, производительность – 300%. Преимущества: аналогичные типу D, но производительность намного выше, плюс большой межремонтный период и превосходные объемные характеристики – сходные с типом L.

Если сравнивать пары одинаковой длины, то число витков у S окажется в 2 раза больше, чем у L, что непосредственно влияет на величину максимального давления. Поэтому, при необходимости увеличить или уменьшить значение данного показателя, можно, соответственно, во столько же раз увеличить или уменьшить длину героторной пары.
При малой длине винта и большом объеме замкнутой полости, производительность насоса будет максимальной. Если же ротор окажется длинным, а объем пустой камеры – небольшим, то у такого аппарата будет максимальный напор. Чем быстрее вращается винт в обойме, тем выше производительность, но ресурс — меньше.

В России и государствах — бывших республиках Советского Союза налажено производство героторных пар типов S и L. Рабочие органы D и P в изготовлении сложнее. Их делают, в основном, в странах дальнего зарубежья, например, в Германии. Цена двух последних моделей заметно выше, чем первых.

Применяемые материалы

Для изготовления ротора применяются различные виды сталей: термообработанная 1.2436 (40Х), коррозионностойкая 1.4571 (10Х17Н13М2Е), коррозионностойкая хромированная 1.4571HV, та же, с повышенной устойчивостью против износа 1.4571HV(250µmHVC) и другие.
Для производства статора используются EPDM (химически- и абразивостойкий), BR/NR (абразивостойкий), CSM (химически стойкий), NBR (для жидкостей без абразивных частиц), HYPALON (химически- и износоустойчивый) и прочие.

Применение винтовых насосов

Винтовые насосы широко используются в различных отраслях пищевой промышленности. С их помощью перекачивают:

• В молочной отрасли  – йогурт, сливки, сметану, ряженку, кефир, молоко, закваски, ферменты, фруктовые наполнители, мороженое, десерты, сырную массу, творог, масло и другое.
• Переработка рыбы и мяса – фарш, в том числе мясокостный, наполнители, колбасную смесь, сурими, яичные продукты, масло, животные жиры и прочее.
• Выпечка хлеба и хлебобулочных изделий – тропическое и подсолнечное масло, столовый или мягкий маргарин, кондитерские жиры, бисквитные смеси, заменители молочного жира, сиропы, крем, шоколад, топинги, наполнители, тесто.
• Изготовление вина, пива и напитков – мезгу, сусло, послеспиртовую барду, соковые концентраты и тому подобное.
• Производство сахара – зеленую и кормовую патоку, влажный жом на сушку, мелассу, известковое молоко на сатурацию.
• Переработка фруктов и овощей – горячая кабачковая икра и другие вязкие массы.
• Масложировое производство – масло подсолнечное, меланж, жидкие яичные белки и желтки, томатная паста, кетчуп, горчица, майонез.

Это далеко не полный список. Притом, кроме подачи, можно купить пищевой винтовой насос и для того, чтобы он работал в качестве дозатора – красителей, энзимов, протеинов, ароматизаторов (переработка мяса), томатной пасты и масла для консервации баклажанов и кабачков, тиражного ликера в потоке. Этот агрегат применяется в тех случаях, когда надо бережно подавать вино на розлив. В Европе его приспособили к вакуум-выпарным установкам и центрифугам, для обеспечения подачи полуфабриката без пульсаций, ровным потоком. В результате на выходе улучшаются органолептические характеристики конечного продукта.

Винтовые насосы для пищевой промышленности – это очень популярные агрегаты. С их помощью решаются такие задачи, которые не под силу устройствам других типов. Например, по сравнению с импеллерными, у них больше давление на выходе и они лучше перекачивают рабочую среду повышенной вязкости. Хотя у импеллерных более высокая степень всасывания. Винтовые насосы всегда будут широко востребованными, не только в производстве продуктов питания, но и в других отраслях.

www.russkayaferma.ru