ОГЛАВЛЕНИЕ
В современной действительности каждый десятый россиянин имеет земельный участок со скважиной. Кто-то эксплуатирует ее только в летний период на полив огорода, а некоторые используют воду из скважин всесезонно. В большинстве случаев большинство пользователей скважин не задумываются о моделях насосов. Идут на рынок и покупают любой насос, который им предложат. Конечно, если Вам повезло и попали специалисты, тогда Ваш насос будет подобран корректно и прослужит не один год, да и скважину убережет. Другое дело покупать в магазине, в таких коалициях практически всегда имеются специалисты, способные идеально подобрать насос для скважины и пойти на уступки. Конечно, если Вы пользуетесь скважиной не первый год, все эти этапы наверняка уже пройдены и мысль о подборе насоса уходит на второй план. Однако, такой подход является самой большой ошибкой. Когда насос выходит из строя, отработав положенный срок, большинство пользователей скважин просто идут и покупают похожий насос, не задумываясь о последствиях, а также не редкость, когда встречаются случаи покупки насоса только по его глубине погружения. Такой принцип подхода конечно же не критичен, но может привести к неожиданным последствиям. Например, скважина начнет быстро выкачиваться или наоборот будет нехватка производительности.
Все это не скажется на самочувствии скважины, но может доставить неудобство в эксплуатации. Всегда сохраняйте документы на насос и скважину, а также берите с собой идя покупать насос !!!
Итак. В чем же отличие насосов? ВИКО готовы Вас просветить. На самом деле различий очень много, но основные принципы одинаковы. Это мы и обсудим в этой статье.
Парадоксы эксплуатации скважины
Перед тем, как рассмотреть принципы работы насосов давайте вспомним основные тонкости эксплуатации скважин.
Каждая скважина содержит обсадную трубу. Обсадная труба никогда, не погружается до дна скважины. Это делается для наиболее качественного пополнения скважины грунтовыми водами.
Существуют скважины, где часть обсадки составляет скальная порода. В таких скважинах обсаживают до максимально возможной глубины в скальной породе. Если же она не поддается бурению, обсадку делают до скальной породы.
После бурения скважину необходимо промыть (прокачать). Как правило прокачкой занимаются сами бурильные организации. Прокачку обычно осуществляют вибрационным насосом, или же скважинным, постоянно взбалтывая крупные частицы в воде, образуя взвесь.
Бурильная организация должна выдать паспорт на скважину, в котором указывается: дебет скважины, диаметр обсадной трубы, глубина скважины, глубина обсадки, зеркало в метрах (глубина до столба воды от поверхности грунта). Однако, встречаются случаи когда таких паспортов не дают. Либо не все параметры указаны (например зеркало). Зеркало воды - считается достоверным, если столб воды стоит более 3-5 суток. В связи с этим не все бурильные компании вносят эту информацию (лучше измерить самому перед покупкой насоса).
Запечатывать скважину рекомендуется только на 4-7 сутки. Дело в том, что если Вам повезло и скважина попала в хороший водоносный слой. После бурения скважина прокачается, но основной столб воды образуется лишь на 3-4 сутки. Большинство любителей приобретают сразу же герметичный оголовок на скважину. Устанавливают после прокачки на следующий день, а как удивляются на 2-3 сутки, когда проснувшись утром видят столб из обсадной трубы на своем участке. И таких случаев много. А весь секрет таится в том, что за это время грунтовые воды образовали водоносные протоки и вода пошла вверх, а скважина закупорена!!! Что происходит? Результатом нарастания давления, грунтовые воды выдавливают всю обсадную трубу наружу.
Если Вам повезло попасть в такой водоносный слой. Ждите пока вода прекратит течь. А течь она может даже до 30 дней.
Герметичный оголовок необходим каждой скважине. Назначение этого устройства в повышении срока службы скважины. Устройства данного вида способствуют повышению дебета скважин. Принцип работы скважинного оголовка (герметичного оголовка) в создании вакуума (разряжения) внутри обсадной трубы в процессе потребления пользователем воды. Образованная разряженная область увеличивает скорость пополнения скважины, работая как насос. В результате дебет увеличивается на 10-15%, а водоносные протоки будут периодически прочищаться.
Насос в скважину всегда опускается не до дна скважины, а до конца обсадной трубы. Хотя можно опустить и до дна скважины. Однако, этого делать не рекомендуется, ввиду возможности застревания насоса при необходимости его изъять. Связано это с тем, что расстояния между стенками трубы и насосом обычно не превышают 1-3см. Также близкое расположение насоса у дна скважины приведет к постепенному его засорению песком и другими примесями в процессе эксплуатации.
Все вибрационные насосы разрушают скважину.
Если в скважине вода с большим количеством примесей песка или извести, то выходом из такой ситуации станет нейлоновый чулок (обычный женский чулок) и подъем насоса на пару метров выше. Насос помещается в чулок и приподнимается на 1-3м выше старого уровня. Такая уловка позволит защитить Ваш насос от быстрой поломки и уменьшит количество примесей в фильтрах. Единственное чулок необходимо растянуть так чтобы насос легко качал. Дешевле поменять чулок, чем насос ;)
Вспомнив, основные концепции эксплуатации скважин, мы с уверенностью переходим на разновидности насосов, которые часто применяются в скважинах.
Вибрационные насосы
Вибрационные насосы самый простой и распространенный способ подачи воды из колодцев, резервуаров и других сред с жидкостью. Принцип такого агрегата основан на поршневой колонке, однако, приводом поршня здесь служит электромагнит. Конструкция устройства следующая:
1. Силовой элемент насоса. Представляет собой электромагнит, который состоит из П-образного сердечника. Сердечник магнита набран из пластин электротехнической стали и намотан обмоткой, с покрытием изолирующим лаком. Сердечник залит эпоксидной смолой с кварцевым песком и находится в силовой части насоса. Магнит фиксируется смолой, которая к тому же изолирует обмотки, препятствуя их соприкосновению с водой, песок же необходим для улучшения отвода тепла.
2. Вибратор состоит из второй части магнита П-образной формы, на котором закреплен шток. С обратной стороны штока закреплен амортизатор – резиновая шайба. От качества амортизатора зависит производительность и экономичность всего агрегата. За амортизатором находится пластиковая дистанционная муфта, опирающаяся на него, данная муфта изолирует камеру насоса, в которую набирается вода, от электрической части. Внутри муфты находится диафрагма, которая направляет и фиксирует шток.
3. Нагнетающая камера для воды, которая в дальнейшем выдавливается из этой камеры в трубопровод по каналам 11.
4. Всасывающая камера. Сюда поступает вода из источника.
5. Амортизатор, который иногда бывает защищен металлическим кольцом.
6. Шайбы. Если добавлять и уменьшать количество шайб, можно регулировать ход поршня, а соответственно и производительность.
7. Шток. Бывают модели вибрационных насосов, в которых шток чуть длиннее и выступает во всасывающую камеру. В этой камере внутри отлиты ушки в виде направляющего кольца, по которому ходит шток. Такая конструкция несколько увеличивает производительность насоса, так как движение штока ограничено и его смещения в поперечном направлении сведены к минимуму.
8. Обратные клапаны. В данном случае представляют собой резиновые вставки-грибки. Через обратный клапан вода поступает внутрь всасывающей камеры, но не выходит обратно, так как при сдавливании поршнем клапан закрывается. Очень важно, чтобы обратный клапан был эластичен и в хорошем состоянии, так как в противном случае или при загрязнении мусором он не будет плотно закрываться при сдавливании поршнем, и часть воды будет уходить обратно в источник.
9. Гайка, закрепляющая и фиксирующая поршень.
10. Резиновый поршень является самой главной рабочей деталью, чаще всего выходящей из строя. Грязная вода его быстро разрушает.
11. Каналы для отвода воды в трубопровод. При повышении давления в нагнетающей камере вода выдавливается по каналам в трубопровод.
Из всех деталей износу подлежит резиновый поршень и обратные клапаны, если вода грязная. Остальные элементы и детали достаточно долговечны, хотя излишние вибрации могут значительно ускорить выход их из строя.
Вибрационные насосы - категорически запрещены для эксплуатации скважин. Связано это с тем, что конструкция такого насоса предусматривает перекачку жидкости используя принцип мембраны-поршня. Так в чем же проблема? А проблема в том, что обсадная труба - это некий резонатор хорошо распространяющий вибрацию волн высокой частоты. Когда такой насос работает, электромагнит создает вибрацию с частотой 50Гц, мембрана колеблется и перекачивает воду. Мембрана, благодаря своей конструкции двойного конуса создает побочные волны в более высоком спектре, а так как энергия на перекачку затрачена большая, то и скачки вибраций возникают критические для стенок трубы. В результате так как вода упругая среда, то и волны в трубе-резонаторе распространяются дальше. Переданная вибрация, распространяясь в трубе, порождает спектр гармоник разрушительных для стенок грунта. В итоге грунт начинает дробиться и постепенно осыпаться. Такое воздействие приносит постепенно песок, грунт, мелкие другие частицы, а водоносный слой в нижней части скважины начинает постепенно заиливаться и забиваться. Хорошо, если эксплуатация в таком режиме была не более 1 года, а если более? Встречаются случаи, когда водоносный слой заиливается и скважина практически перестает пополняться. Что делать в таких случаях? Необходимо вызвать бурильную организацию для оказания платной услуги прочистки скважины, а если такая услуга не поможет, то придется бурить скважину, а это уже затратно. Лучше специального насоса для скважин нет.... Сократите свои финансовые затраты и возьмите специализированный насос!!!
Винтовые насосы
Винтовые насосы (шнековый насос) являются лидером среди недорогих насосов для скважин. По конструкции они также просты, как и вибрационные насосы. Но преимущественно отличаются не только отсутствием разрушительной вибрации рабочей части насоса, а главным плюсом является стойкость к крупным частицам (песку и д.р.). Насосы данной категории принадлежат к компактным 3 дюймовым (78 мм) производительным и тихим скважинным насосам. Ценовая категория таких насосов примерно в 1,8-2,2 раза больше вибрационных насосов (вибрационный дешевле на 2000-3000руб). Зато Вы получаете полноценный насос для скважины. Самые распространенные представители насосов UNIPUMP это ECO VINT1, ECO VINT2, ECO VINT3. Насосы выполняются в герметичном корпусе, двигатель маслонаполненный, с малой потребляемой мощность от 350Вт до 1кВт. Срок эксплуатации насоса рассчитан на 5 лет (ограничен маслом в двигателе), но может прослужить и дольше до 10 лет. Все зависит от жесткости и количества взвеси абразивных частиц в воде. Этот класс насосов наиболее устойчив к песку и извести, а также предназначены для перекачивания вязких жидкостей.
Например насосы центробежного типа менее устойчивы к абразивным частицам.
По сравнению с вибрационными насосами, представители данного вида имеют большую производительность и высоту подъема. Благодаря конструкции шнека, достигается высокая плотность перекачиваемых среду камер, что повышает выдаваемое давление в десятки раз. Однако, конструкция винта не позволяет перекачивать жидкость с большой производительностью. Производительность винтовых насосов колеблется в пределах от 1,1 куб.м./час до 1,3-1,5 куб.м./час. Конечно же если сравнивать с тем же вибрационным - такой насос куда надежнее и производительнее.
Например насос UNIPUMP ECO VINT 1 способен создать столб воды до 45 метров и выдать до 1200 литров в час. Такие характеристики идеально подходят для полива огорода или обеспечения небольшого дома с двумя точками одновременного потребления. А также благодаря низкой производительности и высокой высоте подъема вполне подходит для скважин с малым дебетом или скважин после эксплуатации с вибрационными насосами.
Давайте рассмотрим конструкцию насоса подробнее:
1-Ротор, 2-Статор, 3-Вал ротора, 4-Соединительная шпилька, 5-Входящий патрубок, 6-Нагнетающий патрубок, 7-Эластичная муфта, 8-Электродвигатель, 9-Станина, 10-Рабочая камера
Насос содержит эластичную рабочую камеру цилиндрической или конической формы и винтовой пары: статичного статора с винтовыми канавками и одного или нескольких подвижных металлических винтовых роторов, приводимых в движение электродвигателем.
Принцип действия винтовых насосов прост: жидкая масса поступает в статор и проталкивается вперед к напорному отверстию вдоль оси винта по канавкам, образуемым планетарным движением ротора. Движение жидкости назад к всасывающему отверстию исключает замкнутое пространство, создаваемое винтовыми выступами. Винтовые насосы различаются типами конструкции. Конструкции с одним ротором называют одновинтовыми. Наиболее распространены двух и трех винтовые насосы. Также шнековый насос могут отличать компактное исполнение, широкая загрузочная воронка, особое исполнение для эксплуатации в тяжелых условиях. Винтовые агрегаты в этом отношении являются лучшим решением, так как могут подавать потребителю воду с содержанием твердых включений до 100 г/м3, а этого вполне достаточно.
Центробежные насосы
Центробежные насосы являются следующим этапом развития насосов для скважин. Главное отличие представлено в большей производительности, что позволяет увеличить количество потребителей. Это повлекло изменения в конструкции насоса. Вынужденной мерой стало незначительное увеличение размеров насоса до 3,5 дюймов (90 мм), добавление встроенного обратного клапана в выпускном патрубке, увеличение мощности и оборотов двигателя, а также падение высоты подъема. Следствием таких изменений стало увеличение себестоимости оборудования. Это повлекло поиск компромиссов для удешевления данного вида насосов. Решение отразилось в кассетной сборке насосных модулей с крыльчаткой и повлекло разделение насосов на два типа:
- центробежные с полимерной крыльчаткой для бытовых нужд с малым содержанием абразивных примесей (эконом)
- центробежные насосы со стальной крыльчаткой для бытовых нужд от среднего и выше содержания абразивных частиц (премиум)
Принцип работы остался прежним и основан на использовании центробежной силы при вращении крыльчатки специальной формы. К слову: "Крыльчатки современных насосов имеют такую плотность и прочность, что способны абразивную взвесь превратить в муку." Так как все опирается на конструкцию авиационной турбины. Использование технологий авиации продвинуло изготовление центробежных насосов для скважин, они стали мощнее и дешевле, а значит более доступны на рынке потребителей.
Например, представитель центробежных насосов AQUATECH SP 3,5 4-35 способен создать столб воды до 33 метров и выдать до 4800 литров в час. Соответственно мощность его двигателя выше. Насосная часть выполнена из нержавеющей стали, что позволяет использовать насос с наличием абразивных включений до 220 г/м3. Что касается ценовой категории, то разница составит примерно в 1,4 раза больше стоимости винтового насоса (ECO VINT 1). Однако, в отличии от винтового этот насос можно погружать в столб воды до 80 метров, в то время как, винтовые насосы рассчитаны на столб воды до 20 метров.