Które pompy wodne nie wymagają zalewania? Przewodnik po samozasysaniu i zanurzeniu

W momencie włączenia nowej pompy każda ukryta wada montażowa staje się widoczna. Powietrze uwięzione w przewodzie ssącym, pusta obudowa pompy lub nieszczelny zawór stopowy uniemożliwią zwykłej pompie odśrodkowej przemieszczanie jakiejkolwiek wody. Dlatego operatorzy instalacji, planiści nawadniania i inżynierowie zajmujący się konserwacją stale zadają to samo praktyczne pytanie: jaki typ pompy wodnej nie wymaga zalewania?

Bezpośrednią odpowiedzią jest to, że trzy rodziny pomp są w stanie wytworzyć przepływ bez ręcznego wstępnego napełniania przewodu ssawnego: samozasysające pompy odśrodkowe, pompy wyporowe i pompy głębinowe. Czwarta kategoria, pionowe pompy z długim wałem, również pozwala uniknąć zalewania, ponieważ jej wirnik jest zainstalowany poniżej poziomu cieczy. Konstrukcje te różnią się zasadniczo sposobem usuwania powietrza ze ścieżki ssania, a każda z nich ma określone mocne strony i ograniczenia, które wpływają na wybór w świecie rzeczywistym.

Szybka odpowiedź: Pompy, które nie wymagają zalewania

Co oznacza zalewanie i dlaczego większość pomp go potrzebuje

Zalewanie to proces napełniania korpusu pompy i rury ssawnej pompowaną cieczą przed uruchomieniem pompy. Standardowa pompa odśrodkowa obraca wirnik, a wytwarzane przez nią ciśnienie jest proporcjonalne do gęstości płynu wewnątrz obudowy. Powietrze ma gęstość około 1,2 kg na metr sześcienny, a woda około 1000 kg na metr sześcienny. Kiedy standardowa pompa uruchamia się z powietrzem w obudowie, wirnik po prostu obraca się w gazie o małej gęstości i prawie nie wytwarza ssania. Ciśnienie atmosferyczne nie jest w stanie wypchnąć wody do rury ssącej, a pompa zapewnia zerowy przepływ.

Z tego powodu w konwencjonalnych instalacjach z pompą odśrodkową potrzebny jest zawór stopowy na końcu rury ssącej, zbiornik zalewowy lub procedura napełniania ręcznego. Po każdym zatrzymaniu pompy i opróżnieniu przewodu ssawnego operator musi ponownie zalać pompę przed następnym uruchomieniem. W zastosowaniach, w których oczekuje się automatycznego włączania i wyłączania pompy, takich jak stacje odwadniające i systemy irygacyjne, ręczny krok niweczy cały cel automatyzacji. Pompy omówione w tym artykule eliminują ten krok na różne sposoby, a zrozumienie tych mechanizmów jest kluczem do wyboru właściwego.

Samozasysające pompy odśrodkowe: najczęściej stosowana odpowiedź

Samozasysająca pompa odśrodkowa z zewnątrz wygląda podobnie do standardowej pompy odśrodkowej, ale jej obudowa została zaprojektowana tak, aby pomieścić stały zbiornik cieczy. Po uruchomieniu pompy wirnik zapewnia recyrkulację zatrzymanej cieczy. Powietrze z rury ssawnej miesza się z cieczą obiegową, unosi się do komory separacyjnej i jest odprowadzane na zewnątrz pompy. Po krótkim czasie, zwykle krótszym niż dwie minuty przy umiarkowanym wznoszeniu, powietrze jest całkowicie usuwane i pompa działa jak zwykła pompa odśrodkowa.

Ponieważ obudowa zatrzymuje ciecz po wyłączeniu, pompy te mogą przy następnym uruchomieniu poradzić sobie z rurą ssącą, która jest pusta lub pełna powietrza. To zachowanie sprawia, że dobrze się do tego nadają samozasysające zastosowania do drenażu odśrodkowego , gdzie źródło wody może zniknąć i pojawić się ponownie podczas pracy. Głównym ograniczeniem jest praktyczna wysokość ssania: ciśnienie atmosferyczne ogranicza teoretyczne maksimum do około 10 metrów, a niezawodną pracę ciągłą zwykle osiąga się na wysokości 6 do 8 metrów.

Dla użytkowników przemysłowych na szczególną uwagę zasługuje bezuszczelkowa pompa samozasysająca serii WFB, ponieważ usuwa ona nie tylko problem zalewania, ale także uszczelnienia mechanicznego. Konstrukcja pozbawiona uszczelek nie wykorzystuje uszczelnienia dynamicznego pomiędzy wałem a obudową, co zapobiega awariom uszczelnień, które są częstym źródłem wycieków w zwykłych pompach. Ścieki zawierające ciała stałe, chemikalia i inne trudne media można oczyszczać bez stałego ryzyka zużycia uszczelek.

Bezuszczelkowa pompa samozasysająca do trudnych cieczy i ciał stałych Pompa ta usuwa dynamiczne uszczelnienie mechaniczne pomiędzy wałem a obudową, eliminując typowe źródło wycieków. Jego odporna na zużycie, samozasysająca konstrukcja radzi sobie ze ściekami zawierającymi ciała stałe i chemikalia, co czyni go niezawodną opcją dla branż zajmujących się awariami uszczelek i trudnymi mediami. Zobacz produkt →

W seriach GJB i GZB zastosowano udoskonalenia zorientowane na wydajność, takie jak zoptymalizowana konstrukcja hydrauliczna i kompaktowe wymiary, które zmniejszają zużycie energii podczas normalnej pracy. Pompy te są często używane do nawadniania, przemysłowej wody obiegowej i odprowadzania wody awaryjnej.

Pompy wyporowe: z zasady nie wymagają zalewania

Pompy wyporowe w ogóle nie wykorzystują siły odśrodkowej. Tworzą przepływ, rozszerzając komorę w celu wciągnięcia cieczy, zamykając komorę, a następnie ściskając ją w celu wypchnięcia cieczy. Rozszerzanie się komory bezpośrednio obniża ciśnienie wewnątrz, co oznacza, że ​​pompy te mogą usuwać powietrze z przewodu ssącego i tłoczyć ciecz do góry bez zewnętrznego zalewania.

Najpopularniejsze typy wyporu bez zalewania to:

• Pompy membranowe, które wykorzystują elastyczną membranę napędzaną powietrzem lub energią elektryczną i mogą osiągać wysokość ssania od 8 do 9 metrów.
• Pompy zębate i krzywkowe, które tłoczą lepkie ciecze, takie jak oleje, syropy i polimery, i zwykle osiągają wysokość ssania od 6 do 7,5 metra.
• Pompy perystaltyczne, które ściskają wąż lub rurkę i są samozasysające nawet przy dużej zawartości cząstek stałych.

Pompy wyporowe mają dwie praktyczne uwagi. Po pierwsze, większość nie może wysychać przez dłuższy czas; pompowana przez nie ciecz zapewnia smarowanie i chłodzenie części wewnętrznych. Po drugie, ze względu na mechaniczny mechanizm zasysania, w przypadku zablokowania filtra ssącego może dojść do zablokowania ciał stałych lub oparów. Jednakże w przypadku cieczy czystych, lepkich lub wrażliwych na ścinanie zapewniają one pracę rzeczywiście pozbawioną zalewania, której pompy odśrodkowe nie są w stanie dorównać.

Pompy głębinowe: bez przewodu ssawnego i zalewania

Pompy zanurzeniowe rozwiązują problem zalewania poprzez zanurzenie ich bezpośrednio w cieczy. Silnik i pompa są zbudowane jako jedna szczelna jednostka, a ciecz wpływa przez sito wlotowe u dołu lub z boku. Ponieważ pompa znajduje się już pod powierzchnią cieczy, do podniesienia wody nie jest potrzebna próżnia. Wirnik po prostu wypycha ciecz do rury tłocznej.

Konstrukcja ta jest szczególnie praktyczna w przypadku gospodarki ściekowej i przeciwpowodziowej. Zatapialne pompy ściekowe serii WQ stosowane w kanalizacji komunalnej i ściekach przemysłowych mogą przepuszczać ciała stałe bez zatykania i są uruchamiane i zatrzymywane automatycznie za pomocą wyłączników pływakowych. Dopóki poziom wody utrzymuje się powyżej minimalnej głębokości zanurzenia, każdy start jest w rzeczywistości startem przygotowanym.

Zatapialna pompa ściekowa WQ do odprowadzania ścieków komunalnych i przemysłowych Ta pompa głębinowa integruje silnik i pompę w jednym urządzeniu, przepuszczając ciała stałe i długie włókna bez zatykania. Przełączniki pływakowe umożliwiają automatyczne uruchamianie i zatrzymywanie, dzięki czemu są praktyczne w przypadku ścieków, wody deszczowej i ścieków przemysłowych, gdzie zanurzenie zapewnia natychmiastowe zalanie. Zobacz produkt →

Pompy głębinowe mają ograniczenia operacyjne. Trudno jest je sprawdzić bez wyjmowania ich ze studzienki, dlatego ważne jest uszczelnienie kabli i monitorowanie wilgoci. Mają także minimalny poziom operacyjny; w bardzo płytkiej wodzie lepszym wyborem może być pionowa pompa z długim wałem lub pompa samozasysająca.

Pionowe pompy z długim wałem: nie wymagają zalewania w przypadku głębokich wykopów

Pionowe pompy z długim wałem są częstym widokiem w głębokich wykopach, stacjach ujęcia wody i obiektach przeciwpowodziowych. Końcówka hydrauliczna wraz z wirnikiem jest zainstalowana na dnie studzienki, poniżej poziomu cieczy. Długi wał przenosi moc z silnika zamontowanego na płycie nośnej na poziomie gruntu. Ponieważ wirnik jest już zanurzony, pompy te uruchamiają się bez zalewania.

Pionowa pompa głębinowa SCY i pionowa pompa z długim wałem SLC firmy Double-wheel odzwierciedlają dwa rozwiązania: SCY ma krótki silnik głębinowy odpowiedni do zbiorników, podczas gdy SLC wykorzystuje długi wał do pokonywania dużych odległości. Obie konstrukcje znajdują zastosowanie w przybrzeżnych stacjach odprowadzania wody deszczowej, instalacjach wody obiegowej i studzienkach przemysłowych. Ich główną zaletą w porównaniu z pompami głębinowymi jest to, że silnik jest dostępny od góry, co ułatwia kontrolę i konserwację łożysk.

Pionowe pompy z długim wałem wymagają dokładnego wyosiowania podczas montażu, a łożyska wału wymagają smarowania. Po zainstalowaniu są wysoce niezawodne przy ciągłej pracy w głębokich wykopach, gdzie pompa samozasysająca nie jest w stanie osiągnąć wymaganej wysokości ssania.

Porównanie w skrócie

Poniższa tabela podsumowuje zachowanie zalewania i typowy zakres pracy każdego typu pompy bez zalewania, wraz z sytuacjami, w których każdy projekt jest najbardziej odpowiedni.

Jak wybrać odpowiednią pompę bez zalewania

Wybór jednego z czterech typów zależy mniej od zalewania, a bardziej od płynu, geometrii instalacji i sposobu działania. Poniższe wytyczne dotyczą typowych sytuacji, w których niezbędna jest praca bez zalewania.

Wysokowydajna automatyczna pompa samozasysająca o kompaktowej konstrukcji pionowej Pompa ta ma stałą konstrukcję typu wiertniczego, zajmującą niewiele miejsca i prostą konserwację. Inteligentne automatyczne urządzenie sterujące zwiększa jego wydajność, a króciec ssący można elastycznie ustawiać. Idealny do instalacji, w których przestrzeń jest ograniczona lub sprzęt do podnoszenia jest niedostępny. Zobacz produkt →

Instalacja i uruchomienie: co się zmienia bez gruntowania

Usunięcie etapu gruntowania nie eliminuje konieczności stosowania dobrej praktyki instalacyjnej. W przypadku samozasysającej pompy odśrodkowej, przed pierwszym uruchomieniem należy jednorazowo napełnić obudowę cieczą. Rura ssąca powinna być możliwie najkrótsza i prosta, z lekkim nachyleniem w górę, aby uniknąć kieszeni powietrznych, a wszystkie połączenia gwintowe należy uszczelnić taśmą PTFE lub płynnym uszczelniaczem do gwintów. Jeśli przewód ssący będzie nieszczelny, powietrze będzie przedostawać się w sposób ciągły, a pompa straci siłę zasysania.

Rozmiar rur jest tak samo ważny jak uszczelnienie. W przypadku pompy o wydajności 50 m3/h należy zastosować rurę ssącą o średnicy co najmniej DN100 i utrzymywać prędkość poniżej 2 m/s. Każde zagięcie zwiększa równoważną długość rury i zwiększa ryzyko gromadzenia się powietrza w wysokich punktach. Częstym błędem jest użycie elastycznego węża ssącego o tej samej średnicy co wlot pompy; elastyczny wąż często zapada się pod wpływem próżni i wydłuża czas zalewania.

W przypadku pomp głębinowych kontrole instalacji koncentrują się na wejściu kabla, minimalnej głębokości zanurzenia i zasięgu wyłącznika pływakowego. Pompa nie może stać bezpośrednio na dnie osadnika, ponieważ ciała stałe mogą zablokować sito wlotowe. Zwykle rozwiązuje to mały łańcuszek pionowy lub wiszący.

Pompy wyporowe wymagają zaworu nadmiarowego po stronie tłocznej, ponieważ podciśnienie mechaniczne może wytworzyć bardzo wysokie ciśnienie, jeśli przewód tłoczny jest zablokowany. Manometr po stronie ssącej jest przydatny do monitorowania rzeczywistej wysokości ssania.

Czas potrzebny do ustalenia przepływu zależy od wysokości ssania, średnicy i długości rury ssącej oraz szczelności instalacji. Czynniki kontrolujące czas zalewania wody omówiono bardziej szczegółowo w naszym artykule artykuł techniczny na temat czynników czasu zalewania .

Względy efektywności i kosztów energii

Operatorzy często martwią się, że pompy samozasysające są mniej wydajne niż standardowe pompy odśrodkowe. Zastrzeżenie dotyczy fazy zalewania: podczas kilku sekund lub minut, gdy pompa usuwa powietrze, część recyrkulującej cieczy stanowi stratę energii. Po zakończeniu zalewania różnica wydajności jest niewielka, zwykle mieszcząca się w granicach kilku punktów procentowych w porównaniu ze standardową pompą odśrodkową o tej samej średnicy wirnika.

Porównanie zmienia się, gdy weźmie się pod uwagę całą instalację. W standardowej pompie odśrodkowej z zaworem stopowym występuje ciągły spadek ciśnienia na zaworze stopowym i dodatkowa strata, jeśli rura ssawna jest długa. Rozważmy pompę o mocy 7,5 kW pracującą 4000 godzin rocznie. Zawór stopowy może zużywać od 1,5% do 3% całkowitego ciśnienia, co w przypadku silnika tej wielkości oznacza utratę około 110 do 220 kWh rocznie. Przy typowych cenach energii elektrycznej dla przemysłu jest to mierzalny koszt roczny. Pompa samozasysająca z otwartym przewodem ssącym całkowicie pozwala uniknąć tej straty, kompensując niewielki spadek wydajności komory recyrkulacyjnej.

W pompach zatapialnych i pionowych z długim wałem nie występują straty siły ssania, ponieważ wirnik jest zanurzony. Ich sprawność silnika jest porównywalna z innymi konstrukcjami. W przypadku długich godzin pracy przy stałym przepływie pionowa pompa z długim wałem często okazuje się najbardziej energooszczędnym sposobem tłoczenia wody z głębokiego wykopu.

Różnice w konserwacji pomiędzy typami pomp bez zalewania

Każdy projekt bez gruntowania ma inny profil konserwacji, co powinno mieć wpływ na decyzję o zakupie, gdy dostęp serwisowy jest utrudniony.

Samozasysające pompy odśrodkowe są najłatwiejsze w obsłudze dla większości użytkowników przemysłowych. Nie ma konieczności sprawdzania zaworu stopowego, co eliminuje jedną z najczęstszych przyczyn powolnego przepływu i utraty zalewania w konwencjonalnych instalacjach. W konstrukcji bez uszczelnień WFB nie ma konieczności wymiany uszczelnienia mechanicznego, dlatego najczęściej zużywającym się elementem jest po prostu wirnik i wykładzina obudowy podlegająca działaniu ściernemu.

Pompy głębinowe wymagają rzadszej konserwacji, ponieważ silnik jest chłodzony otaczającą cieczą, ale gdy konieczna jest obsługa serwisowa, pompę należy wyjąć ze studzienki. Czujniki wilgoci wewnątrz obudowy silnika ostrzegają o uszkodzeniu izolacji, a sprawdzenie kabla i wyłącznika pływakowego powinno stanowić część planowej kontroli.

Pompy wyporowe wymagają rutynowej kontroli membran, zaworów zwrotnych i uszczelek. Membrana, która pęknie, zaleje stronę powietrzną pompy pneumatycznej i spowoduje utratę wydajności. Pompy perystaltyczne wymagają okresowej wymiany węża, co jest zadaniem krótkim i niedrogim.

Dzięki tym projektom można uniknąć typowych usterek związanych z zalewaniem

Specyficzną zaletę pompy niewymagającej zalewania można zmierzyć na podstawie liczby usterek, którym zapobiega w przypadku konwencjonalnej instalacji pompy.

Pierwszym z nich jest wiązanie powietrza. Standardowa pompa odśrodkowa, której przewód ssący zawiera uwięzione powietrze, będzie się obracać bez poruszania się cieczy, a wirnik może przegrzać niewielką objętość cieczy w obudowie, aż zacznie migać w parę. Jeśli pompa będzie zmuszona kontynuować pracę w tym stanie, uszczelnienie mechaniczne ulegnie w krótkim czasie uszkodzeniu. Pompy samozasysające i wyporowe automatycznie odprowadzają powietrze, dzięki czemu nie dochodzi do wiązania powietrza.

Drugą częstą usterką jest utrata zalewania na skutek nieszczelnego zaworu stopowego. Za każdym razem, gdy standardowa pompa zatrzymuje się, zawór stopowy musi utrzymać słup cieczy w rurze ssawnej. Piasek, kamień i zanieczyszczenia uniemożliwiają osadzenie zaworu; ciecz spłynie z powrotem i przy następnym uruchomieniu wymagane będzie ponowne zalanie. Pompy samozasysające po prostu zalewają się ponownie i kontynuują pracę.

Trzecim jest uszkodzenie uszczelnienia wału spowodowane pracą na sucho. W standardowej pompie suchy start powoduje szybkie przegrzanie powierzchni uszczelniających, powodując odkształcenia i wycieki. Ponieważ pompa bez uszczelnień WFB nie posiada uszczelnienia mechanicznego, całkowicie eliminuje ten rodzaj awarii.

Często zadawane pytania

Podjęcie ostatecznej decyzji

Wybór pompy niewymagającej zalewania rozpoczyna się od określenia warunków ssania. Jeśli poziom wody znajduje się poniżej pompy i znajduje się w odległości od 6 do 8 metrów, najprostszym rozwiązaniem jest samozasysająca pompa odśrodkowa, szczególnie gdy płyn zawiera ciała stałe, a instalacja znajduje się nad ziemią. Jeśli płyn jest lepki lub wymaga dokładnego dozowania, wybierz pompę wyporową. Jeśli pompę można zanurzyć, pompa głębinowa całkowicie eliminuje problem zalewania. W przypadku głębokich wykopów, gdzie silnik musi być dostępny, sprawdzoną opcją jest pionowa pompa z długim wałem.

Fabryka pomp dwukołowych produkuje bezuszczelkowe pompy samozasysające WFB, wysokowydajne pompy samozasysające GJB i GZB, pionowe pompy z długim wałem SCY i SLC oraz zatapialne pompy ściekowe WQ, z których wszystkie uruchamiają się bez zalewania, jeśli są zainstalowane zgodnie z wymaganiami. Prześlij przepływ, wysokość podnoszenia, wysokość ssania i właściwości płynu naszemu zespołowi inżynieryjnemu, a oni dopasują projekt bez gruntowania do warunków w Twojej lokalizacji.