Ktoré vodné čerpadlá nepotrebujú naplnenie? Samonasávacia a ponorná príručka

Vo chvíli, keď sa zapne nové čerpadlo, je viditeľná každá skrytá chyba inštalácie. Vzduch zachytený v sacom potrubí, prázdna skriňa čerpadla alebo netesný nožný ventil zabránia bežnému odstredivému čerpadlu v pohybe vody. Preto si prevádzkovatelia zariadení, plánovači zavlažovania a údržbári stále kladú rovnakú praktickú otázku: aký typ vodného čerpadla nevyžaduje nasávanie?

Priama odpoveď je, že tri skupiny čerpadiel sú schopné produkovať prietok bez manuálneho predplnenia sacieho potrubia: samonasávacie odstredivé čerpadlá, objemové čerpadlá a ponorné čerpadlá. Štvrtá kategória, vertikálne čerpadlo s dlhým hriadeľom, sa tiež vyhýba nasávaniu, pretože jeho obežné koleso je inštalované pod hladinou kvapaliny. Tieto konštrukcie sa zásadne líšia v tom, ako odstraňujú vzduch z nasávacej dráhy, a každá z nich má špecifické silné stránky a limity, ktoré ovplyvňujú výber v reálnom svete.

Rýchla odpoveď: Čerpadlá, ktoré nevyžadujú naplnenie

Čo znamená plnenie a prečo ho väčšina čerpadiel potrebuje

Plnenie je proces plnenia telesa čerpadla a sacieho potrubia čerpanou kvapalinou pred spustením čerpadla. Štandardné odstredivé čerpadlo otáča obežné koleso a tlak, ktorý vytvára, je úmerný hustote kvapaliny vo vnútri krytu. Vzduch má hustotu približne 1,2 kg na meter kubický, zatiaľ čo voda je asi 1 000 kg na meter kubický. Keď sa štandardné čerpadlo spustí so vzduchom v plášti, obežné koleso sa jednoducho roztočí v plyne s nízkou hustotou a nevytvára takmer žiadne sanie. Atmosférický tlak nemôže vytlačiť vodu do sacieho potrubia a čerpadlo dodáva nulový prietok.

To je dôvod, prečo konvenčné inštalácie odstredivých čerpadiel potrebujú pätný ventil na konci sacieho potrubia, plniacu nádobu alebo ručný postup plnenia. Zakaždým, keď sa čerpadlo zastaví a sacie potrubie sa vypustí, musí operátor pred ďalším spustením znovu naplniť. V aplikáciách, kde sa očakáva automatické spustenie a zastavenie čerpadla, ako sú drenážne stanice a zavlažovacie systémy, tento manuálny krok bráni celému účelu automatizácie. Čerpadlá diskutované v tomto článku eliminujú tento krok rôznymi spôsobmi a pochopenie týchto mechanizmov je kľúčom k výberu toho správneho.

Samonasávacie odstredivé čerpadlá: Najpoužívanejšia odpoveď

Samonasávacie odstredivé čerpadlo vyzerá zvonka podobne ako štandardné odstredivé čerpadlo, ale jeho plášť je navrhnutý tak, aby udržal stály zásobník kvapaliny. Keď sa čerpadlo spustí, obežné koleso recirkuluje túto zadržanú kvapalinu. Vzduch zo sacieho potrubia sa mieša s recirkulačnou kvapalinou, stúpa do separačnej komory a je vypúšťaný von z čerpadla. Po krátkom čase, zvyčajne menej ako dve minúty pri miernom zdvihu, sa vzduch úplne odstráni a čerpadlo funguje ako obyčajné odstredivé čerpadlo.

Pretože plášť zadržiava kvapalinu po vypnutí, tieto čerpadlá dokážu zvládnuť sacie potrubie, ktoré je pri ďalšom spustení prázdne alebo plné vzduchu. Toto správanie ich robí vhodnými samonasávacie odstredivé drenážne aplikácie , kde môže počas prevádzky zdroj vody zmiznúť a znovu sa objaviť. Hlavným limitom je praktická sacia výška: atmosférický tlak obmedzuje teoretické maximum na približne 10 metrov a spoľahlivá nepretržitá prevádzka sa bežne dosahuje vo vzdialenosti 6 až 8 metrov.

Pre priemyselných používateľov si bezuhlové samonasávacie čerpadlo série WFB zaslúži osobitnú pozornosť, pretože odstraňuje nielen problém s nasávaním, ale aj mechanické tesnenie. Konštrukcia bez tesnenia nepoužíva dynamické tesnenie medzi hriadeľom a plášťom, čo zabraňuje poruchám tesnenia, ktoré sú bežným zdrojom netesností pri bežných čerpadlách. Odpadová voda s obsahom pevných látok, chemikálií a iných ťažkých médií môže byť spracovaná bez neustáleho rizika opotrebovania tesnenia.

Samonasávacie čerpadlo bez tesnenia na tvrdé kvapaliny a pevné látky Toto čerpadlo odstraňuje dynamickú mechanickú upchávku medzi hriadeľom a skriňou, čím eliminuje bežný zdroj úniku. Jeho samonasávacia konštrukcia odolná voči opotrebovaniu zvláda odpadovú vodu s pevnými látkami a chemikáliami, vďaka čomu je spoľahlivou voľbou pre priemyselné odvetvia, ktoré sa zaoberajú poruchami tesnení a ťažkými médiami. Zobraziť produkt →

Séria GJB a GZB pridávajú vylepšenia zamerané na efektivitu, ako je optimalizovaný hydraulický dizajn a kompaktný pôdorys, ktoré znižujú spotrebu energie počas bežnej prevádzky. Tieto čerpadlá sa často používajú na zavlažovanie, priemyselnú cirkuláciu vody a núdzové odvodnenie.

Objemové čerpadlá: Principiálne bez nasávania

Objemové čerpadlá vôbec nepoužívajú odstredivú silu. Vytvárajú tok roztiahnutím komory na nasávanie kvapaliny, uzavretím komory a následným stlačením, aby sa kvapalina vytlačila von. Expanzia komory znižuje tlak priamo vo vnútri, čo znamená, že tieto čerpadlá môžu odsávať vzduch zo sacieho potrubia a ťahať kvapalinu nahor bez akéhokoľvek vonkajšieho nasávania.

Najbežnejšie objemové typy bez rozprašovania sú:

• Membránové čerpadlá, ktoré využívajú pružnú membránu poháňanú vzduchom alebo elektrinou a môžu dosiahnuť saciu výšku 8 až 9 metrov.
• Zubové a lamelové čerpadlá, ktoré pohybujú viskózne kvapaliny, ako sú oleje, sirupy a polyméry, a zvyčajne dosahujú 6 až 7,5 metra sacieho zdvihu.
• Peristaltické čerpadlá, ktoré stláčajú hadicu alebo hadičku a sú samonasávacie aj pri vysokom obsahu pevných látok.

Objemové čerpadlá majú dve praktické upozornenia. Po prvé, väčšina nemôže bežať nasucho po dlhšiu dobu; kvapalina, ktorú čerpajú, zabezpečuje mazanie a chladenie vnútorných častí. Po druhé, v dôsledku ich mechanického vákuového mechanizmu môže dôjsť k zablokovaniu pevných látok alebo pár, ak je sací filter zablokovaný. Pre čisté, viskózne alebo strihovo citlivé kvapaliny však ponúkajú skutočne beztlakovú prevádzku, ktorej sa odstredivé čerpadlá nevyrovnajú.

Ponorné čerpadlá: Žiadne sacie vedenie, žiadne nasávanie

Ponorné čerpadlá riešia problém s nasávaním tým, že sa spúšťajú priamo do kvapaliny. Motor a čerpadlo sú konštruované ako jedna utesnená jednotka a kvapalina vstupuje cez vstupné sito na dne alebo na boku. Pretože čerpadlo je už pod hladinou kvapaliny, nie je potrebný žiadny podtlak na zdvihnutie vody. Obežné koleso jednoducho tlačí kvapalinu do výtlačného potrubia.

Tento dizajn je obzvlášť praktický pri kontrole odpadových vôd a záplav. Ponorné čerpadlá na odpadovú vodu série WQ používané v komunálnych kanalizačných a priemyselných systémoch odpadových vôd môžu prepúšťať pevné častice bez upchávania a sú spúšťané a zastavované automaticky pomocou plavákových spínačov. Pokiaľ hladina vody zostáva nad minimálnou hĺbkou ponorenia, každé spustenie je v skutočnosti prvoplánovým štartom.

WQ ponorné kalové čerpadlo pre komunálnu a priemyselnú kanalizáciu Toto ponorné čerpadlo integruje motor a čerpadlo do jednej jednotky, pričom prepúšťa pevné látky a dlhé vlákna bez upchávania. Plavákové spínače umožňujú automatické spustenie a zastavenie, čo je praktické pre odpadovú vodu, dažďovú vodu a priemyselné odpadové vody, kde ponorenie zaisťuje okamžité nasávanie. Zobraziť produkt →

Ponorné čerpadlá majú prevádzkové obmedzenia. Je ťažké ich skontrolovať bez toho, aby ste ich zdvihli z jamy, takže utesnenie káblov a monitorovanie vlhkosti sú dôležité. Majú tiež minimálnu prevádzkovú úroveň; vo veľmi plytkej vode môže byť lepšou voľbou vertikálne dlhé čerpadlo alebo samonasávacie čerpadlo.

Vertikálne čerpadlá s dlhým hriadeľom: Bez nasávania pre hlboké jamy

Vertikálne čerpadlá s dlhým hriadeľom sú bežným javom v hlbokých jamách, čerpacích staniciach vody a zariadeniach na ochranu pred povodňami. Hydraulický koniec vrátane obežného kolesa je inštalovaný na dne jamy, pod hladinou kvapaliny. Dlhý hriadeľ prenáša energiu z motora namontovaného na nosnej doske na úrovni zeme. Pretože obežné koleso je už ponorené, tieto čerpadlá sa spúšťajú bez nasávania.

Vertikálne ponorné čerpadlo SCY a vertikálne čerpadlo s dlhým hriadeľom SLC od spoločnosti Double-wheel odrážajú dve usporiadania: SCY má krátke usporiadanie ponorného motora vhodné pre nádrže, zatiaľ čo SLC používa dlhý hriadeľ na preklenutie hlbokých vzdialeností. Obe konštrukcie sa používajú v pobrežných odvodňovacích staniciach dažďovej vody, cirkulačných vodných systémoch a priemyselných žumpách. Ich hlavnou výhodou oproti ponorným čerpadlám je, že motor zostáva prístupný v hornej časti, čo uľahčuje kontrolu a údržbu ložísk.

Vertikálne čerpadlá s dlhým hriadeľom vyžadujú starostlivé zarovnanie počas inštalácie a ložiská hriadeľa potrebujú mazanie. Po inštalácii sú vysoko spoľahlivé pre nepretržitú prevádzku v hlbokých jamách, kde samonasávacie čerpadlo nemôže dosiahnuť požadovaný sací zdvih.

Porovnanie na prvý pohľad

Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje správanie pri nasávaní a typický prevádzkový rozsah každého typu čerpadla bez nasávania spolu so situáciami, kedy je každý návrh najvhodnejší.

Ako vybrať správne čerpadlo bez nasávania

Výber zo štyroch typov závisí menej od plnenia a viac od kvapaliny, geometrie inštalácie a prevádzkového vzoru. Nasledujúce pokyny pokrývajú bežné situácie, v ktorých je nevyhnutná prevádzka bez nasávania.

Vysokoúčinné automatické samonasávacie čerpadlo s kompaktným vertikálnym dizajnom Toto čerpadlo má vertikálnu pevnú konštrukciu typu derrick s malým pôdorysom a jednoduchou údržbou. Inteligentné automatické ovládacie zariadenie zvyšuje jeho účinnosť, zatiaľ čo sací otvor sa dá flexibilne umiestniť. Ideálne pre inštalácie, kde je obmedzený priestor alebo nie je k dispozícii zdvíhacie zariadenie. Zobraziť produkt →

Inštalácia a spustenie: Čo sa zmení bez naplnenia

Odstránenie základného náteru neodstraňuje potrebu správnej montážnej praxe. Pri samonasávacom odstredivom čerpadle musí byť plášť pred prvým spustením raz naplnený kvapalinou. Sacie potrubie by malo byť čo najkratšie a rovné, s miernym sklonom nahor, aby sa predišlo vzduchovým bublinám, a všetky závitové spoje musia byť utesnené PTFE páskou alebo tekutým závitovým tmelom. Ak nasávacie potrubie uniká, vzduch bude nepretržite vnikať a čerpadlo stratí nasávanie.

Dimenzovanie potrubia je rovnako dôležité ako tesnenie. Pre čerpadlo s výkonom 50 m3/h použite sacie potrubie minimálne DN100 a udržujte rýchlosť pod 2 m/s. Každý ohyb pridáva rovnakú dĺžku potrubia a zvyšuje riziko akumulácie vzduchu vo vysokých miestach. Častou chybou je použitie flexibilnej sacej hadice rovnakého priemeru ako vstup čerpadla; flexibilná hadica sa pod vákuom často zrúti a predlžuje čas nasávania.

Pri ponorných čerpadlách sa kontroly inštalácie zameriavajú na káblový vstup, minimálnu hĺbku ponoru a rozsah plavákového spínača. Čerpadlo nesmie spočívať priamo na dne kalovej jamy, pretože pevné látky môžu blokovať vstupné sito. Väčšinou to vyrieši malá stúpačka alebo závesná retiazka.

Objemové čerpadlá potrebujú poistný ventil na výtlačnej strane, pretože mechanické vákuum môže vytvárať veľmi vysoký tlak, ak je výtlačné potrubie zablokované. Vákuomer na sacej strane je užitočný na sledovanie skutočného sacieho zdvihu.

Čas potrebný na vytvorenie prietoku závisí od sacej výšky, priemeru a dĺžky sacieho potrubia a vzduchotesnosti inštalácie. Faktory, ktoré riadia čas nasávania vody, sú podrobnejšie diskutované v našom článku technický článok o faktoroch priming time .

Úvahy o účinnosti a nákladoch na energiu

Prevádzkovatelia sa často obávajú, že samonasávacie čerpadlá sú menej účinné ako štandardné odstredivé čerpadlá. Obava platí pre fázu napúšťania: počas niekoľkých sekúnd alebo minút, keď čerpadlo odčerpáva vzduch, časť recirkulujúcej kvapaliny predstavuje plytvanie energiou. Po dokončení nasávania je medzera účinnosti malá, zvyčajne v rámci niekoľkých percentuálnych bodov štandardného odstredivého čerpadla s rovnakým priemerom obežného kolesa.

Porovnanie sa zmení po zvážení kompletnej inštalácie. Štandardné odstredivé čerpadlo s pätným ventilom zažíva nepretržitý pokles tlaku na pätnom ventile a dodatočnú stratu, ak je sacie potrubie dlhé. Zvážte čerpadlo s výkonom 7,5 kW, ktoré pracuje 4 000 hodín ročne. Pätný ventil môže spotrebovať 1,5 % až 3 % celkovej dopravnej výšky, čo sa premietne do straty približne 110 až 220 kWh ročne pri tejto veľkosti motora. Pri typických priemyselných cenách elektriny sú to merateľné ročné náklady. Samonasávacie čerpadlo s otvoreným sacím potrubím sa tejto strate úplne vyhýba, čím kompenzuje malé zníženie účinnosti recirkulačnej komory.

Ponorné a vertikálne čerpadlá s dlhým hriadeľom nemajú žiadne straty sacím zdvihom, pretože obežné koleso je ponorené. Ich účinnosť motora je porovnateľná s inými konštrukciami. Pre dlhé prevádzkové hodiny pri konštantnom prietoku sa vertikálne čerpadlo s dlhým hriadeľom často ukazuje ako energeticky najefektívnejší spôsob čerpania vody z hlbokej jamy.

Údržba Rozdiely medzi typmi čerpadiel bez plnenia

Každý dizajn bez nasávania má iný profil údržby, čo by malo ovplyvniť rozhodnutie o kúpe, keď je prístup k servisu ťažký.

Samonasávacie odstredivé čerpadlá sú najjednoduchšie na údržbu pre väčšinu priemyselných používateľov. Neexistuje žiadny nožný ventil na kontrolu, čo odstraňuje jednu z najčastejších príčin pomalého prietoku a straty nasávania v konvenčných inštaláciách. V konštrukcii WFB bez tesnenia nie je potrebné vymeniť žiadne mechanické tesnenie, takže najbežnejším predmetom opotrebovania je jednoducho obežné koleso a obloženie plášťa v abrazívnom zaťažení.

Ponorné čerpadlá vyžadujú menej častú údržbu, pretože motor je chladený okolitou kvapalinou, ale keď je potrebný servis, čerpadlo sa musí zdvihnúť z nádrže. Detektory vlhkosti vo vnútri krytu motora upozorňujú na poruchu izolácie a kontrola kábla a plavákového spínača by mala byť súčasťou plánovanej kontroly.

Objemové čerpadlá potrebujú rutinnú kontrolu membrán, spätných ventilov a tesnení. Membrána, ktorá praskne, zaplaví vzduchovú stranu vzduchom ovládaného čerpadla a spôsobí stratu výkonu. Peristaltické čerpadlá vyžadujú pravidelnú výmenu hadice, čo je krátka a nenákladná úloha.

Bežné poruchy súvisiace so základným náterom, ktorým sa tieto návrhy vyhýbajú

Špecifická výhoda čerpadla bez nasávania môže byť meraná poruchami, ktorým predchádza v konvenčnej inštalácii čerpadla.

Prvým je vzduchová väzba. Štandardné odstredivé čerpadlo, ktorého sacie potrubie obsahuje zachytený vzduch, sa bude otáčať bez pohybu kvapaliny a obežné koleso môže prehriať malý objem kvapaliny v plášti, až kým sa nezmení na paru. Ak je čerpadlo nútené pokračovať v prevádzke v tomto stave, mechanická upchávka v krátkom čase zlyhá. Samonasávacie a objemové čerpadlá odvádzajú vzduch automaticky, takže nedochádza k viazaniu vzduchu.

Druhou častou poruchou je strata plniaceho tlaku cez netesný nožný ventil. Zakaždým, keď sa štandardné čerpadlo zastaví, musí pätný ventil držať stĺpec kvapaliny v sacom potrubí. Piesok, vodný kameň a nečistoty bránia tomu, aby sa ventil usadil; kvapalina vytečie späť a ďalší štart vyžaduje opätovné naplnenie. Samonasávacie čerpadlá sa jednoducho znovu naplnia a bežia ďalej.

Tretím je poškodenie hriadeľovej upchávky chodom nasucho. V štandardnom čerpadle sa pri suchom štarte rýchlo prehrievajú tesniace plochy, čo spôsobuje deformáciu a netesnosti. Keďže čerpadlo WFB bez tesnenia nemá žiadne mechanické tesnenie, úplne odstraňuje tento poruchový režim.

Často kladené otázky

Prijímanie konečného rozhodnutia

Výber čerpadla, ktoré nevyžaduje nasávanie, začína definovaním podmienok nasávania. Ak je hladina vody pod čerpadlom a do 6 až 8 metrov, samonasávacie odstredivé čerpadlo je najpriamejším riešením, najmä ak kvapalina obsahuje pevné látky a inštalácia je nad zemou. Ak je kvapalina viskózna alebo potrebuje presné dávkovanie, vyberte objemové čerpadlo. Ak je možné čerpadlo ponoriť, ponorné čerpadlo úplne odstráni otázku plnenia. Pre hlboké jamy, kde musí zostať motor prístupný, je osvedčenou možnosťou vertikálne čerpadlo s dlhým hriadeľom.

Továreň na dvojkolesové čerpadlá vyrába samonasávacie čerpadlá WFB, vysokoúčinné samonasávacie čerpadlá GJB a GZB, vertikálne čerpadlá s dlhým hriadeľom SCY a SLC a ponorné čerpadlá na odpadovú vodu WQ, ktoré sa všetky pri inštalácii podľa prevádzkových požiadaviek spúšťajú bez nasávania. Odošlite svoj prietok, výšku, saciu výšku a vlastnosti kvapalín nášmu technickému tímu a oni prispôsobia dizajn bez náplne podmienkam vašej lokality.