Винтовой насос для скважины: особенности шнековых агрегатов

Магия центробежной силы

Центробежная сила направляет воду из входного отверстия в выходную трубу простым вращением крыльчатки. Рабочее колесо (крыльчатка) имеет лопасти, которые разгоняют воду, создавая давление в определенном направлении.

Конструкция рабочего корпуса колеса позволяет воде «самостоятельно» набирать скорость и вылетать под давлением в нужном направлении.

Простота, надежность и эффективность центробежной силы сделала насосы, которые ее используют, предпочитаемыми в мире гидравлики.

Общая схема центробежного насоса для воды представлена ниже. Возможности насоса определяются его конструкцией.

Рабочее колесо может быть закрытого, полуоткрытого и открытого типа. Оно может быть закреплено на валу двигателя консольно или симметрично. При консольном исполнении всасывающее и напорное отверстия располагаются перпендикулярно, при симметричном – параллельно.

В первом случае вал удерживается подшипниками только с одной стороны, во втором – с обеих. Передача вращения может осуществляться непосредственно от двигателя или через муфту.

Рабочее колесо может быть одно и это будет одноступенчатый насос. Рабочих колес может быть несколько и тогда процесс формирования давления в выходном отверстии будет многоступенчатым, а результат – лучшим.

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.

Принцип работы винтового насоса

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.

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.

Насос для скважины лучше центробежный или винтовой

С целью добычи воды за пределами крупных населенных пунктов, необходимо делать скважину или колодец

Для комфортного проживания важно обеспечить автоматическую подачу воды. Пед тем как выбрать насос для скважины, нужно разобраться какой лучше центробежный или винтовой вариант

Разберем их конструктивные особенности, плюсы и минусы.

Принцип выбора насоса для скважины

В каждой автономной системе водоснабжения необходимо устройство для перекачивания воды из подземной шахты в домашний водопровод. Единственным решением такой задачи является установка водяного насосного оборудования.

Какой насос лучше: винтовой или центробежный, какую модель выбрать, в чем заключаются их отличия?

Окончательное решение принимать собственнику, да и зависеть оно будет от следующих особенностей:

глубина залегания водного пласта;
производительность скважины;
особенности грунта и воды.

Каждый аппарат предназначен для решения конкретных задач, имеет свои достоинства и недостатки.

Центробежный насос — плюсы и минусы

Основным рабочим элементом такой конструкции является вращающееся колесо или несколько колес. За счет этого происходит перемещение жидкости в нужном направлении. Центробежный насос имеет свои плюсы и минусы.

Устройство и принцип работы.

Универсальность такого технического решения превосходит все ожидания. Его можно использовать в качестве поверхностного и погружного насоса. Он превосходно работает в скважине и колодце, а также способен качать воду из любого другого источника водоснабжения.
Компактность конструкции позволяет ее использовать в стволе скважины.
Превосходная надежность такой конструкции обусловлена ее простотой.
Широкий спектр предлагаемых моделей.
Большая производительность позволяет поднимать воду из глубоких артезианских скважин.

Тишина работы является очередным бонусом данного технологического решения.

Транспортируемая вода должна преждевременно поддаваться жесткой фильтрации, так как наличие мелких фракций твердых частиц негативно сказываются на рабочем механизме.
Стоимость таких конструкций является достаточно высокой.

Вышеперечисленные характеристики являются обобщенными, в каждом случае необходимо внимательно читать возможности конкретной модели.

Винтовые насосы — плюсы и минусы

Данные конструкции аналогичны роторному агрегату. В качестве рабочего элемента выступает винт с лопастями в виде шнека мясорубки. Во время вращения он создает эффект всасывания воды во входящем патрубке. На выходе вода подается с большим давлением. Для увеличения давления в таких конструкциях могут одновременно работать до трех винтов. Винтовой насос имеет ряд преимуществ и недостатков.

Полная характеристика всех моделей «Водолей».

Основные плюсы:

Возможность создать на выходе большой напор.
Нет ограничений по глубине залегания водного пласта.
Возможность создать хороший напор воды при ее незначительном объеме.
Вода подается равномерно, исключены перепады давления.
Способность транспортировать воду с наличием в ней мелких частиц песка.
Во время работы нет шума.
Устройство является достаточно простым, что увеличивает его надежность.
Техобслуживание производится в указанное время, но оно не несет значительных затрат.

Бонусом такой конструкции является ее низкая стоимость. Полный принцип работы и устройство.

Минусы:

Габариты таких конструкций больше нежели у центробежных насосов.
Нет возможности регулировать напор воды.
В этом типе конструкции возможны только погружные модели.

Во время техобслуживания понадобится оборудование вынимать из скважины, на что потребуется некоторое время.

Каковы виды

Часто у производителей в ассортиментных линейках можно найти такой вид как «3 винтовой насос». На самом деле это глубинный насос 3-дюймовый, вариант достаточно распространенный, поскольку используется он в узких скважинах. Почему вообще возникает потребность в таком оборудовании? Для этого нужно рассмотреть принцип устройства системы автономного водоснабжения.

Каким будет первый его этап? Это бурение скважины. Чем уже она будет, тем дешевле обойдется такая работа.

Трехдюймовый скважинный винтовой насос практически ничем не отличается от других приборов той же конструкции. Он точно также эффективно поднимает воду с различных глубин, обеспечивает ее стабильный напор. В случае с таким оборудованием, как погружной скважинный насос, качество определяется не размерами, а материалами, используемыми при сборке.

Что же касается особенностей его использования, то обычно это оборудование применяется для обсадной трубы с сечением в 75 мм как наиболее оптимальный вариант (даже для диаметра скважины в 100-115 мм он будет уже маловат). Кроме того, поломка такого аппарата из-за заклинивания в скважине большего размера практически исключена.

Чтобы не возникло неисправности, нужно просто установить на этот прибор специальную резиновую «рубашку», обеспечивающую протекание воды с высокой скорости. Такая «рубашка» нужна для охлаждения, поскольку в процессе работы насоса электродвигатель неизбежно нагревается.

Еще один интересный вариант — это насосы на 2 дюйма. В основном это те же скважинные насосы, только рассчитанные на скважины совсем небольшого диаметра. Дело в том, что есть регионы, в которых большое количество воды залегает на относительно небольшой глубине. В таком случае для экономии средств могут бурить скважины диаметром в 60 мм. Два дюйма — это оптимальный выбор для такого случая.

С точки своей конструкции они ничем не отличаются от рассмотренных выше устройств. Однако насос 2-дюймовый отличается важным преимуществом: его можно использовать даже тогда, когда сама станция располагается непосредственно в доме. Дело в том, что его деятельность практически не ощущается — нет шума при работе, нет вибраций. Пока двухдюймовые аппараты встречаются на рынке реже, чем трехдюймовые, но при желании найти их можно.

Какой насос для скважины выбрать – винтовой или центробежный?

Вы хотите приобрести бытовой насос для скважины на дачу или в частный дом, но не знаете, какой тип насоса подобрать? Наиболее востребованными являются на сегодня два типа насосов – винтовой и центробежный. Они отличаются друг от друга типом конструкции, а также сферой применения. Если вы не знаете, какой насос купить для скважины, то наша статья поможет вам сделать правильный выбор.

Центробежный насос

Современное и достаточно дорогое решение, которое идеально подойдет для обеспечения водой загородного коттеджа. Подходят для любого типа скважин, а также для колодцев. Конструкция представляет собой закрепленное на валу колесо, которое при вращении выталкивает воду наверх. Широкий выбор типоразмеров насосов позволяет подобрать решение под требования владельца и особенности скважины. Подходят только для чистой воды с небольшим содержанием песка (до 150 гр/м3 воды). Отличатся высоким КПД и низким электропотреблением. Хорошая надежность и длительный срок службы.

Винтовой насос

Винтовые насосы за счет особенностей конструкции не подходят для перекачивания относительно загрязненной воды, например, с примесями песка, так как идет быстрый износ рабочей части. Требуется только чистая вода. Они актуальны для создания системы полива, а также перекачивания чистой воды из скважин, например, для проведения строительных работ или дачных хозяйств. Более мощные модели (от 750 Вт) могут успешно применяться и в артезианских скважинах и в системах с автоматикой. Также имеют широкий выбор моделей, которые отличаются друг от друга мощностью, максимальной глубиной погружения и другими характеристиками. Отличатся низкой ценой и коротким сроком эксплуатации.

Выбор конкретного насоса, винтового или центробежного, зависит от того, насколько чистую воду вы собираетесь перекачивать и для каких целей ее использовать. Если вам нужна вода для подачи в частный дом, в том числе и для готовки, и у вас на участке артезианская скважина, то выбирайте центробежный насос. Если речь идет о системе полива или перекачивания воды из открытых водоемов, то более актуальной будет винтовая модель.

Компании-производители

Список компаний, как и предлагаемый ими ассортимент, довольно большой. На российском рынке представлена, в основном, продукция отечественных, европейских и китайских производителей. Шнековые насосы бывают разных марок.

Высший ценовой сегмент:

Грундфос (Grundfos). Отличное качество по высокой цене, очень широкий ассортимент. Крупный, всемирно известный производитель.
Гардена (Gardena). Европейский производитель. Цены выше средних. Количество моделей для скважин невелико.

Средний ценовой сегмент:

Сперони (Speroni). Европейский производитель. Достаточно высокое качество и надежность.
Педролло (Pedrollo). Широкий модельный ряд. Международная компания. Высокий уровень надежности продукции.
Акварио (Aquario). Большое количество моделей, есть варианты для узких скважин. Относительно высокая надежность.

Нижний ценовой сегмент:

Водолей. Несколько десятков моделей для скважин. Известный украинский производитель. Недостаточно высокая надежность насосов.
Джилекс. Изделия производятся в России. Популярный бренд. Противоречивые отзывы о качестве продукции.
Беламос. Производство находится в Китае. Надежность соответствует классу.

Виды погружных насосов для скважины

Чаще всего владельцы частных домов для выкачки питьевой воды из скважины предпочтение отдают насосам погружного типа. В сравнении с поверхностными аналогами они меньше шумят, долговечней, компактней и не так сильно подвержены воздействию колебаний температур уличного воздуха. Плюс агрегат на поверхности не всегда способен поднять воду с большой глубины.

Все модели погружных скважинных насосов подразделяются на две категории:

Вибрационные.
Центробежные.

В первом случае подкачка воды осуществляется за счет колебаний специальной мембраны, а во втором благодаря вращающемуся диску с лопастями.

Вибрационные

При выборе насоса вибрационного вида важно понимать, что все они оказывают негативное влияние на целостность скважины. Создаваемая такими агрегатами вибрация пусть медленно, но неумолимо ее разрушает. Плюс грунт на дне и вокруг нижнего конца скважинной конструкции при работе глубинного насоса также постепенно изменяет свою структуру

В результате процесс заиливания во многих случаях резко ускоряется

Плюс грунт на дне и вокруг нижнего конца скважинной конструкции при работе глубинного насоса также постепенно изменяет свою структуру. В результате процесс заиливания во многих случаях резко ускоряется.

Примеры вибрационных моделей

Однако у вибрационных насосов есть немало плюсов, среди которых числятся:

Схема установки вибрационного насоса

Вибрационный насос – это идеальный выбор, когда надо раскачать или прочистить скважину. Он вместе с водой поднимает и весь ил со дна. Это одновременно плюс и недостаток данных моделей. Для питья такая жидкость без дополнительной фильтрации не подходит. Однако чтобы промыть сетчатый фильтр на конце обсадной трубы, вибрационный скважинный насос подойдет оптимально.

Центробежные

У центробежного насоса для скважины более высокая производительность. Внутри него вращается одно или несколько рабочих колес с лопастями, которые создают разряжение по центру агрегата, куда и втягивается вода снизу. Скважинные насосы центробежного типа практически бесшумны и способны жидкость поднять с очень больших глубин.

Центробежные модели

Единственный их существенный недостаток – чувствительность к примесям. Чистота поступающего в них водяного потока должен быть высокой. Иначе рабочие элементы гидронасоса начнут истираться и выходить из строя. Прежде чем выбрать насос такого класса для своего дома, необходимо провести анализ воды в скважине. Если механических примесей более 100 г/кубометр, то придется устанавливать вибрационный аналог.

Принцип работы центробежных насосов

Шнековые

Один из типов глубинных насосов в качестве рабочего механизма использует протяжный винт или шнек. Удлиненная форма устройства оптимально подходит для узких скважин. Агрегат может качать воду с примесями песка. Он создает мощный и ровный напор.

Устройство винтового агрегата

Погружной винтовой насос для воды

Владельцы частных домов часто сталкиваются с желанием или потребностью обзавестись собственным источником воды. Для этого бурится скважина и устанавливается погружной насос. Встречаются два типа насосов для этих целей: вибрационный и винтовой, он же шнековый. Вибрационный стоит в разы дешевле, но, в меру своих конструкционных особенностей и режима работы разрушает скважину и достаточно шумит во время работы. В противовес ему, шнековый тих в работе, не разрушает скважину, но дорог в покупке или изготовлении.

Читать также: Особенности строения и свойств термопластичных полимеров

При выборе насоса следует исходить из собственных требований и характеристик устройства:

Производительность выбирается с учетом количества воды, требуемого для использования. Работать в холостую устройство не должно.
Мощность напрямую связана с производительностью, а также выбирается с учетом максимальной нагрузки на электросеть, допустимую в конкретном доме.
Давление воды в конечной точке разбора.
Динамический уровень воды в источнике относительно уровня земли.
Разница высоты между точкой забора в источнике и точкой разбора потребителя.
Не стоит забывать о потере напора в системе, особенно на горизонтальных участках.

Материал корпуса зависит от среды эксплуатации. В случае использования для домашней скважины используют нержавейку или пластик. Масса и способ крепления – два зависимых друг от друга критерия.

Погружные насосы используются не только в домашних условиях, но и в промышленных масштабах для добычи или выкачки воды из скважин различной глубины.

При погружении в перекачиваемую среду скважинные насосы забирают жидкость и придают ей необходимый напор для подъема по трубам на поверхность с большой глубины. Особенности их конструкции позволяют применять их не только для поднятия воды — насосное оборудование подобного типа справляется с перекачкой вязких жидкостей. Их широко эксплуатируют в химической, пищевой, нефтедобывающей отрасли и быту. Большинство глубинных насосов динамического действия портится от присутствия песка в жидкостях, но винтовые агрегаты работают с грязной водой без поломок.

Область применения винтовых насосов

Еще один важный момент, который учитывается покупателями – это сфера применения вакуумного оборудования. Данный аспект действительно играет огромную роль, ведь перед покупкой человек, прежде всего, убеждается в том, подойдет ли для его задач установка или нет.

Сейчас мы рассмотрим нескольких областей применения насосов винтового типа:

Перекачивание жидкости – причем сама жидкости может иметь не совсем стандартную степень вязкости. Система отлично справляется с перекачиванием пара, газа и самых разных смесей.
Удаление жидкости из источников – чаще всего такими источниками являются скважины, в которых добываются различные вещества. Это может быть как уголь, так и метан, все зависит от того, где человек будет использовать данный насос.
Добыча важнейших ресурсов – такие насосы можно использовать, даже добывая такие ресурсы, как: вода и нефть. Главное – это произвести верные расчеты и установить систему правильно.
На серийном производстве – неплохо такие насосы могут показать себя и в других системах, в которые они могут быть установлены. Чаще всего это касается крупных предприятий, занимающихся производством какого-либо товара, нуждающегося в процессе перекачивания жидкости.

Все эти задачи очень трудно проделать без участия насосов со встроенными винтами

Но есть еще один интересный момент в использовании подобного оборудования, который так же нужно принимать во внимание. Данным аспектом считается перечень отраслей, в которых можно эффективно использовать подобное оборудование

Отрасли, в которых применяются насосы винтового типа:

Металлургия
Химическая промышленность
Серийное производство
Нефтяная промышленность
Канализация и водоснабжение

Эти отрасли так же очень трудно представить без использования вакуумного оборудования. Очень часто в таких направлениях используется шнековый насос, который предназначен для погружения в землю. Область использования подобных насосов связана с добычей различных веществ. Винтовые шнековые насосы – это самый настоящий прорыв в вакуумной отрасли, ведь используя подобное оборудование, производить добычу нефти, угля, добиваться к источникам воды гораздо проще.

Область применения винтовых насосов

Учитывая это, можно смело сказать, что вакуумное оборудование действительно развивается с огромной скоростью и в скором времени, этот прогресс может стать еще более видимым.

Особенности конструкции

Скважинные насосы изготавливаются в нескольких вариантах. Это могут быть как погружные устройства, так и приспособления со специальным трансмиссионным валом. У многоблочных погружных насосов мотор устанавливается во внутренней части корпуса. Трансмиссионные насосы отличаются высокой мощностью. Они могут поднимать воду даже со 125 метров объемом 1200 кубометров в час. Мотор в таких агрегатах установлен на поверхности в области устья водозабора. Он соединен с насосным узлом при помощи трансмиссионного вала. Насосная составляющая укомплектована чугунными секциями, скрепленными друг с другом при помощи специальных шпилек. В каждой секции устанавливается вал и центробежное колесо, нагнетающее давление. Все секции объединяются при помощи специальной защитной сетки, через которую в мотор направляется вода.

Подобная конструкция дает возможность регулировать количество рабочих ступеней насосной станции, определяя при этом минимальный достаточный напор. Насосный узел может соединяться при помощи фланца с самим трубопроводом. Такой фланец устанавливается на верхней чугунной секции. Трансмиссионный вал устанавливается во внутренней части защитных трубных конструкций, которые заполняются смазочными материалами. Такие трубы собираются последовательно, отдельными секциями, по мере опускания в скважину. Погружные насосы могут иметь определенные отличия в том, что их валы плотно скреплены с осями в моторах. Поэтому нет никакой необходимости монтировать трансмиссионный вал большой длины.

Такое устройство может монтироваться и успешно эксплуатироваться даже в искривленном стволе скважины. Также не требует большой площади помещение, оборудованное под скважину. Винтовые насосы реально отличаются наибольшей продолжительностью эксплуатационного периода. Основной отличительной особенностью этих устройств является отсутствие вибрации.

Виды винтовых насосов: погружные и поверхностные

Модификации:

погружные или глубинные – помещаются внутрь скважины на гибком тросе.
поверхностные скважинные – монтируются на поверхности земли и их целесообразно использовать для создания насосных станций.

Популярные модели винтовых насосов:

Водолей – используется в скважинах с диаметром прохода не менее 100 мм. Выпускается в двух модификациях – НВП 0,32-32 и НВП 0,32-63. Производительность – около 0,32 x 10 -3м 3/с, напор – до 63 метров, масса – 12 и 17 кг.
Беламос – выпускаются бытовые модели серий 3SPи SP. Все они имеют корпус из нержавеющей стали. Насосы серии 3SP предназначены для подачи воды из скважин с внутренним диаметром от 80 мм. Номинальный напор до 40 метров, производительность до 1,5 м³/ч, длина кабеля не менее 15 м. Насосы серии SP предназначены для индивидуального водоснабжения дач и загородных домов. Диаметр скважины не менее 4 дюймов. Производительность 1,7-1,8 м³/ч, напор 95-150 метров, длина силового кабеля 20 м.
Unipump ECO VINT выпускаются 3 модификаций. Один из лучших водяных насосов для частного дома – автономного водоснабжения, полива огорода и дачного участка. Предназначен для скважин с диаметром не менее 85 мм. Напор до 90 метров, производительность до 33 л/мин, комплектуется кабелем длиной 20 метров. Подача воды осуществляется за счет вращения рабочего винта в резиновой обойме. Отсутствие ведомого винта упрощает обслуживание насоса и повышает его надежность и долговечность.
Sprut ZGD предназначен для перекачки сравнительно чистой воды. Корпус насоса выполнен из чугуна, Шнек и ведущий вал из нержавеющей стали. Торцевые уплотнения из керамографита, мощность двигателя 750 Вт, производительность – 3,6 м³/ч. В комплекте с гидроаккумулятором ZGD используется в качестве надежной насосной станции для бесперебойного снабжения водой потребителей.

Преимущества погружных шнековых насосов:

простая и удобная конструкция, позволяющая легко производить обслуживание и ремонт;
возможность проведения ремонта в полевых условиях, без использования специального инструмента и оснастки;
использование стандартизированных самозажимных муфт, которые позволяют легко производить демонтаж и монтаж сальников и торцевых уплотнений;
обекаемый корпус позволяет поворачивать всасывающий патрубок на 90°;
использование электрических двигателей, не создающих вибраций, что значительно уменьшает генерацию акустических волн и понижает шум от работы насоса;
использование передовых технологий обработки, которые позволяют снизить себестоимость деталей насоса без потери потребительских свойств;
возможность перекачивать воду с различными загрязнениями (песок, грязь, взвеси) без ухудшения рабочих характеристик, например погружной грязевой насос для скважин;
высокая надежность и долговечность.

Винтовой (шнековый) насос для скважины и его применение

Магия центробежной силы

Принцип работы