Шламовый погружной насос – конструктивные элементы и характеристики
Для возможности перекачивания плотных гидросмесей с присутствием абразивов и твердых примесей производители выпускают специальные насосы, называемые шламовыми. Их используют в более сложных условиях, чем дренажное и фекальное насосное оборудование. Шламовые установки имеют более жесткую и тяжелую конструкцию, за счет чего увеличивается и их цена. Для перемещения гидросмесей изготавливают горизонтальные и вертикальные (полупогружные), а также погружные насосы.
Что представляют собой погружные насосы шламового типа
Шламовые насосы относятся к центробежному оборудованию, выполненному в более прочном варианте. Они имеют усиленный корпус с надежными стенками и деталями, контактирующими непосредственно со шламом, а также дополнительную защиту конструктивных элементов и рабочего колеса в виде броневого диска.Основным предназначением шламовых насосов, в отличие от установок, работающих с чистой водой, является откачка жидкой среды разной плотности, загрязненной:
- глиной;
- гравием;
- песчаным шламом;
- порошкообразными субстанциями;
- нерастворимыми минеральными отложениями;
- твердыми примесями различного происхождения;
- илистым осадком;
- биосмесями;
- разбуренной породой.
Кроме этого, оборудование используют для гидравлического перемещения твердых частиц на определенное расстояние или высоту, а также для отбора конечного продукта, полученного в результате какого-либо технологического процесса.
Шламовые насосы нашли свое применение во многих отраслях, в том числе:
- металлургической;
- горнодобывающей;
- целлюлозно-бумажной;
- строительной;
- нефтегазовой и т.д.
Погружной шламовый насос при работе полностью погружается в шламовую смесь, поэтому выкачивает жидкость с минимальным уровнем шума, чего не скажешь о горизонтальных установках. Он имеет компактные размеры благодаря тому, что двигатель и гидравлическая часть находятся в едином корпусе на более близком расстоянии, чем в конструкциях полупогружных насосов.
Погружные агрегаты не нуждаются в устройстве рамных оснований, что допускает их использование в более стесненных условиях и дает возможность простого переноса на новое место установки.
Насосное оборудование, предназначенное для перекачивания шлама, выполняется полностью из металла или с резиновым покрытием, обеспечивающим дополнительную защиту деталей от ударов твердых частиц и бесшумность рабочего процесса. «Резиновое» исполнение шламового насоса продляет срок службы оборудования, но его нельзя использовать для гидросмесей, в составе которых присутствуют крупные включения (более 6,5мм) и частицы с острыми углами. Не рекомендуется их использовать и в агрессивных, по отношению к резине, средах, а также при высоких температурных режимах.
Основные характеристики шламовых насосов
Особенность работы шламового насосного оборудования подразумевает наличие дополнительных технических характеристик, не имеющих отношения к насосам, откачивающим чистую воду. Кроме показателей мощности, высоты напора и производительности, влияющих на цену установок, большое значение при выборе шламового насоса уделяется размерам, форме и количеству твердых включений, присутствующих в гидросмесях.
В зависимости от формы и разновидности шлама, частицы в жидкости ведут себя по-разному. Данное обстоятельство в некоторой степени оказывает влияние на работу насосного агрегата. Шлам бывает оседающим и неоседающим, образующим с водой три вида смеси:
- однородную – частицы находятся в равномерно распределенном взвешенном состоянии;
- псевдо-однородную – концентрация частиц увеличивается ближе ко дну, но полностью они не оседают;
- разнородную – частицы практически моментально отделяются и оседают.
Высокая скорость перекачивания обеспечивается при однородной, но не слишком плотной консистенции гидросмеси, содержащей мелкие включения типа песка. Но чем крупнее будут частицы и плотнее жидкость, тем медленнее окажется скорость перемещения или откачки шлама.
В зависимости от модели шламового насоса, его допускается использовать для перекачивания жидких смесей:
- плотностью до 2500кг/м3;
- с твердыми включениями или растворенными частицами, составляющими до 70 процентов от общей массы гидросмеси;
- в температурном режиме +5…+80 градусов по Цельсию;
- с присутствием в составе твердых фракций размером до 120мм.
Конструктивные элементы
Шламовые насосы работают в сложных условиях, поэтому к их изготовлению предъявляются определенные требования, особенно к погружным моделям. Их цена зависит от многих факторов, но в первую очередь к ним относится качество материала, используемого для изготовления рабочих узлов, а также технические характеристики оборудования.
Двигатель
Конструкция погружных насосов предполагает надежную изоляцию и эффективное охлаждение установленных на них двигателей, отличающихся от стандартных моторов бОльшим диаметром ротора и меньшими по размеру стенками статора. Подобное решение позволяет направлять увеличенный объем тепла на статор, передавая его охлаждающей среде. В этом случае охлаждение двигателя и поддержка рабочих температур на необходимом уровне происходит гораздо эффективнее.
В зависимости от температуры откачиваемых гидросмесей, нормальная работа погружных насосов обеспечивается тремя способами охлаждения:
- посредством откачиваемой среды, если ее температура не превышает 40 градусов;
- с помощью специальных кожухов с циркулирующей в них охлаждающей жидкостью;
- путем внешней подачи охладителя к кожуху.
Изоляция обмотки статора для погружных насосных установок производится более надежными способами, нежели для работающих в «сухом» режиме. Высокий уровень защиты от возникновения коротких замыканий обеспечивает струйная пропитка, отличающаяся лучшей степенью заполняемости пустот.
Вал и подшипники
Конструкция вала шламового погружного насоса отличается своей прочностью, по сравнению с оборудованием, используемым для работы с незагрязненными водами. Долгий срок эксплуатации рассматриваемых насосов обеспечивается минимальным расстоянием между рабочим колесом и нижним подшипником. В данном случае:
- увеличивается период службы подшипников и уплотнений;
- устраняются возможные прогибы вала при работе в сложных условиях;
- уменьшается уровень вибрации;
- максимально снижаются шумовые эффекты.
Выдержать дополнительные осевые и боковые нагрузки помогают двухрядные шариковые подшипники. В процессе изготовления их обрабатывают высококачественной смазкой, не нуждающейся в обновлении.
Цена шламовых насосов увеличивается в результате добавления в их конструкцию усиленных рабочих деталей и защитных элементов. Данный момент необходимо учитывать при выборе оборудования.
Уплотнения
Для погружных шламовых насосов уплотнения являются важной составляющей частью, к которой предъявляются особые требования по герметичности и износоустойчивости. Уплотнительные кольца разрабатываются с учетом наличия в перекачиваемой гидросмеси абразивных частиц, а пружины и стопорные кольца, относящиеся к уплотнительным узлам, предусматривают защиту от:
- засорения;
- износа;
- коррозии.
Неправильная центровка уплотнительных колец приводит к их быстрому износу, а недостаточная защита поверхностей узла уплотнения – к повреждениям в процессе эксплуатации.
Рабочее колесо
Традиционная форма рабочего колеса центробежных насосов, выпускаемых для работы с незасоренной водой, при откачке гидросмесей с твердыми включениями приводит к резкому снижению производительности оборудования и уменьшению его КПД. Производители, улучшая свою продукцию, смогли максимально исключить отделение от жидкости твердых включений и обеспечить однородное распределение между лопастями шламовой смеси.
Изменение угла расположения лопастей рабочего колеса позволило твердым частицам при работе насоса передвигаться вблизи стенок рабочей камеры практически параллельно их поверхностям. В результате сила удара жестких включений значительно снизилась, что повлияло на увеличение износостойкости шламового насоса.
Дополнительные элементы
Для приведения абразивов во взвешенное состояние перед всасыванием, шламовые насосы нередко комплектуют агитаторами (смесителями). Данное приспособление:
- облегчает работу оборудования;
- обеспечивает более тщательную зачистку скважины или днища отстойника от ненужных отложений.
Агитатор используется в случае высокого содержания твердых включений или при их разнородном составе, когда большая часть частиц располагается на дне. Некоторые модели погружных насосов оборудуются боковыми смесителями, предназначающимися для повторного перемешивания воды с абразивами.
Для наземных шламовых установок агитаторы и смесители не используются.
Защитные функции
Системы защиты для погружного оборудования, вовремя обнаруживающие негерметичность уплотнения и предотвращающие перегрев насосов, важны настолько, что обращать внимание на их присутствие следует не в последнюю очередь. В первом случае над уплотнением устанавливается датчик, предупреждающий о попадании внутрь масляной камеры воды. В некоторых моделях состояние масла проверяется через винты, расположенные на боковой стороне насосного агрегата.
Функция поплавковых датчиков состоит в отключении оборудования в случае обнаружения жидкости в корпусе статора. А датчик, встроенный между уплотнительным узлом и подшипником, сигнализирует о раннем обнаружении протечек в инспекционной камере, которую также можно обследовать через удобно расположенный специальный винт.
Защитить шламовый насос от перегрева помогут установленные в обмотке статора термодатчики, вовремя реагирующие на повышение критической температуры. Они предотвращают преждевременный выход из строя оборудования из-за сгоревшего двигателя.
Каждая модель погружного насоса, предназначенного для перекачки шламовых смесей, может быть укомплектована разными защитными элементами и приспособлениями. Чем больше их будет установлено в конструкции насосной установки, тем выше окажется не только цена насоса, но и гарантия его безотказной работы на протяжении долгого времени.
Химические насосы используются в разных хозяйственных отраслях. Одни из них предназначены для промышленности, другие с успехом применяют в бытовых условиях. Оборудование отличается износоустойчивостью и прочностью, позволяющей перекачивать нейтральные и агрессивные жидкости, высокотемпературные составы и летучие смеси.
Септики, установленные на территориях частных домовладений, необходимо периодически очищать от стоков. Откачку производят при помощи дренажных насосов, которые приспособлены для работы с жидкостями, в составе которых находятся твердые специфические включения. Сегодня на рынке представлено несколько видов подходящих устройств.
Одним из преимуществ погружных насосов является их способность работать в водной среде на достаточной глубине. Они компактны, имеют сравнительно небольшой вес и удобны в эксплуатации. Единственный их недостаток – сложность в обслуживании. Чтобы отремонтировать насос, его необходимо сначала извлечь из скважины, а затем установить обратно.