Что такое эжектор

Эжектор водоструйный вакуумный. Способы установки эжекторов.

Несколько простых правил при выборе способа установки  водоструйного вакуумного эжектора:

• для получения требуемого расхода всасывания эжектором следует обеспечить достаточную разность давлений на входе и выходе эжектора (дифференциальное давление). Как правило, величина давления на выходе эжектора должна составлять не более 50% от давления на входе (зависит от типа решаемой задачи)
• расход воды через эжектор (побуждающий расход) должен быть равным или меньшим общего расхода через систему
• выбранный способ установки эжектора не должен приводить к потерям давления, которые вызовут ненормальную работу оборудования, установленного на участке трубопровода за эжектором

Рис.1. Эжектор устанавливается непосредственно на трубопровод, в котором необходимо растворить газ или осуществить дозирование жидкости. Расход воды через трубопровод ограничиваеся пропускной способностью эжектора в зависимости от давления воды на входе

Рис.2. Водоструйный вакуумный эжектор устанавливается на байпасе основного трубопровода. Перепад давления на эжекторе, необходимый для всасывания, создается при помощи крана или редуктора давления, установленного на основном трубопроводе параллельно эжектору. Установка эжектора в меньшей степени влияет на пропускную способность трубопровода по сравнению со схемой на рис.1

Рис.3. Водоструйный вакуумный эжектор устанавливается на основном трубопроводе аналогично схеме на рис.1 с той разницей, что перепад давления на эжекторе может регулироваться одновременно с общим расходом воды через систему при помощи крана на байпасе. Установка электромагнитного клапана также на байпасе позволяет дискретно управлять всасыванием эжектора: клапан открыт — всасывания нет или оно минимально, клапан закрыт — всасывание максимально

Рис.4. Эжектор устанавливается на байпасе основного трубопровода в паре с насосом, создающим давление на входе водоструйного вакуумного эжектора. Схема практически полностью развязывает работу эжектора и гидравлический режим работы основного трубопровода, в который производится дозирование

Рис.5. Эжектор устанавливается на возвратной линии насоса, повышающего давление в трубопроводе. Схема хорошо подходит для дозирования жидких реагентов (коагулянтов, флокулянтов, гипохлорита, щелочей кислот и пр.), которые отлично перемешиваются с водой при прохождении потока через вращающиеся крыльчатки насоса

Водоструйный насос (эжектор).

Струйный насос – насос трения, в котором одна жидкая среда перемещается внешним потоком другой жидкой среды.

Струйные насосы для нагнетания называются инжекторами, для отсасывания — эжекторами, для подъема – гидроэлеваторами.

Действие струйного насоса основано на непосредственной передаче кинетической энергии одним потоком (рабочим) другому, имеющему меньшую кинетическую энергию (перекачиваемому — эжектируемому). Рабочая и перекачиваемая (эжектируемая) жидкости могут быть одинаковыми и различными. Струйные насосы, в которых рабочей и эжектируемой жидкостями является вода, называются водоструйными.

Водоструйный насос можно легко получить на основе трубы Вентури, организовав поток жидкости по оси трубы с высокой скоростью. На рис. 29 приведена принципиальная схема водоструйного насоса (эжектора).

В водоструйном насосе рабочий поток с расходом Qр под большим давлением по трубопроводу 1 с соплом 2 на конце поступает в камеру всасывания 3, сообщенной всасывающим трубопроводом 7 с расходным резервуаром 8. Струя воды, вылетая из сопла 2 с большой скоростью, создает разрежение в камере всасывания 3 и соответственно во всасывающем трубопроводе 7. За счет вакуума из расходного резервуара 8 по всасывающему трубопроводу 7 подсасывается вода в количестве Q (расход эжектируемой – перекачиваемой жидкости).

Рис. 29. Схема водоструйного насоса (эжектора):

1 – трубопровод рабочей жидкости; 2 – сопло; 3 – камера всасывания;

4 – камера смешения; 5 – диффузор; 6 – напорный трубопровод

суммарного потока; 7 — всасывающий трубопровод; 8 – резервуара

расходный; — расход рабочего потока жидкости; — расход

эжектируемой (перекачиваемой) жидкости; — расход общего потока жидкости.

Из камеры смешения 4 общий поток с расходом направляется в диффузор 5, где скорость падает, и создается давление, необходимое для движения жидкости по напорному трубопроводу 6.

Струйные наосы обладают рядом существенных достоинств: простота конструкции, надежность работы, легкость изготовления, небольшие габариты и стоимость, простота эксплуатации.

Недостатком водоструйных насосов является низкий КПД ( ) и относительно большой расход рабочей жидкости , (в раза превышающий расход эжектируемой жидкости).

Карбюратор.

Карбюратором называется устройство, предназначенное для приготовления горючей смеси топлива в двигателях внутреннего сгорания путем подсоса топлива и перемешивания его с воздухом.

Схема простейшего карбюратора приведена на рис. 30. Основными элементами такого карбюратора являются: воздушный канал 1 с диффузором 9, смесительной камерой 8 и дроссельной заслонкой 7; поплавковая камера 2 с поплавком 4 и игольчатым клапаном 3; топливоподводящий трубопровод 6 с жиклером 5 и распылителем 10.

Поплавковая камера с поплавком и игольчатым клапаном обеспечивает постоянный уровень топлива на входе в жиклер, который дозирует количество топлива, поступающего через распылитель в воздушный канал карбюратора. Дроссельная заслонка регулирует количество горючей смеси, поступающей из карбюратора во впускной трубопровод и цилиндры двигателя. В воздушном канале топливо распыливается и перемешивается с воздухом.

Движение воздуха, а затем и горючей смеси через карбюратор и впускной трубопровод, осуществляется за счет перепада давлений между окружающей средой и цилиндрами двигателя, в которых поршни в процессе впуска совершают насосные хода. Наибольшее значение разрежение достигает в диффузоре ( до ), а в смесительной камере оно в раза меньше.

Рис. 32. Принципиальная схема простейшего карбюратора:

1 – воздушный канал; 2 – поплавковая камера; 3 – игольчатый канал;

4 – поплавок; 5 – жиклер топливный; 6 – топливоподводящий

трубопровод; 7 – дроссельная заслонка; 8 – смесительная камера;

9 – диффузор; 10 — распылитель топлива.

Движение топлива из поплавковой камеры и его истечение через распылитель осуществляется за счет перепада давлений в пространстве над топливом и в диффузоре. Для предотвращения вытекания топлива при неработающем двигателе и при наклонном положении карбюратора устье распылителя располагается на выше уровня топлива в поплавковой камере. Чтобы исключить влияние загрязнения воздушного фильтра двигателя на иссечение топлива через распылитель, пространство над топливом в поплавковой камере карбюратора соединяется с началом воздушного канала; такой карбюратор называется сбалансированным.

Распыливание топлива происходит из-за разности в скоростях движения воздуха и самого топлива. При разности в наступает разрушение струи, при разности в и более наступает полное распыливание.

Самостоятельное изготовление эжектора

Стоимость эжектора достаточно высока, к тому же они не всегда есть в продаже. Не сложно изготовить эжектор для насосной станции своими руками.

Рассмотрим пошаговую инструкцию самостоятельного изготовления обычного эжектора, способного облегчить подъем воды из скважин глубиной до 10 м, и применяющегося для забора воды с большей глубины.

Сделать эжектор — не сложная задача!

Потребуются следующие материалы и инструменты:

1. Тройник пол дюйма с внутренней резьбой — основная деталь;
2. Штуцер пол дюйма с отводом на 12 мм или три четверти на 8-10 мм, его будем вставлять внутрь тройника. Служит в качестве проводника воды под большим давлением. Для удлинения штуцера можно использовать трубку из хлорвинила такого же диаметра, как штуцер;
3. Переходник 20х25 мм с необходимыми углами для дальнейшего крепления на трубу или три четверти с наружной резьбой с одного конца, на другом конце — с резьбой под металлопластиковую трубу диаметром 16 мм;
4. Фитинги;
5. Уголки 90 градусов для металлопластиковых труб:

• ¾ с наружной резьбой х ½ с внутренней резьбой;
• ¾ с наружной резьбой х 26 мм с внутренней резьбой под металлопластиковую трубу;
• ½ с наружной резьбой х 16 мм с внутренней резьбой под металлопластиковую трубу;

1. Болгарка, ключи сантехнические, разводной ключ, наждачка;
2. Муфта диаметром на три четверти (или клупп, лерка) для выправления резьбы на штуцере;
3. Тиски, но можно обойтись и без них.

При глубине скважины, превышающей 10 м потребуется установка эжектора более сложной конструкции, использующегося в насосах мощностью более 1кВт.

Схема элементов самодельного эжектора

Для изготовления такого эжектора потребуются следующие детали:

1. резьбовой сгон диаметром пол дюйма;
2. десятимиллиметровое сопло;
3. тройник Е40;
4. контргайки полдюйма и на три четверти;
5. обратный клапан с фильтром грубой очистки;
6. заглушки с отверстиями и резьбой под сгоны;
7. сгон пол дюйма и три четверти;
8. отвод на 90 градусов пол дюйма;
9. сопло или сжатая медная трубка с продольными отверстиями и запаянными швами.

В первую очередь необходимо сточить шестигранник штуцера до придания ему формы конуса. Внешний диаметр резьбы штуцера должен быть на 2-3 мм больше, чем нижнее основание получившегося конуса. По длине резьба должна составлять четыре витка. Лишнюю длину срезаем.

Затем нужно выровнять резьбу, которая нарушится при обтачивании детали. Нарезаем резьбу длиннее, чтобы она заходила на конус и можно было в дальнейшем ввинтить ее с любого края в муфту или тройник.

Внутрь тройника до упора ввинчиваем штуцер. Он должен входить на 2 мм вверх в отвод тройника с боку.

На внутренней резьбе тройника должно остаться четыре витка и более для крепления на них отвода. Если витков осталось меньше, стачиваем на штуцере резьбу до достижения нужных параметров. Если резьба получилась короткая, можно добавить до требуемого размера хлорвиниловой трубочкой. Штуцер не должен выступать из тройника более, чем на 3 мм.

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.

Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.

Встроенные модели

Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.

Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.

Какие бывают насосные станции

Насосная станция представляет собой собранную в моноблок конструкцию, основной частью которой является центробежный электронасос, размещенный над баком гидроаккумулятора, ее обязательные элементы — реле давления и манометр, закрепленные на пятивходовом фитинге.

Принцип работы центробежного электронасоса состоит в подаче всасываемой жидкости в центр рабочего колеса с лопастями, которые при вращении благодаря центробежной силе выталкивают ее наружу через боковой выходной патрубок.

Стандартный центробежный насос имеет в центре гидравлического отсека входное отверстие и расположенное перпендикулярно его оси выходное в боковой части, но встречаются насосы с другой конструкцией.

Рис. 5 Встроенный эжектор — схема

Станции со встроенным эжектором

Насосные станции со встроенным эжектором имеют в своем составе центробежный электронасос, в гидравлической части которого размещен эжекторный узел. Принцип работы подобной системы довольно прост — всасываемая вода поступает на центробежное рабочее колесо, которое выбрасывает ее через боковой патрубок. Одновременно часть жидкости, которой вращение колеса придало кинетическую энергию, направляется по эжекторному каналу в форсунку и выталкивается из нее под давлением. Ускоренный за счет суженой части форсунки поток смешивается с транспортируемым, передавая ему свою энергию, и одновременно втягивая за счет пониженного давления на выходе. Таким образом, достигается существенное увеличение глубины погружения всасывающего патрубка, которая в некоторых моделях доходит до 50 метров.

Отличительной особенностью подобных насосов является входное отверстие, смещенное относительно центральной оси (в обычных центробежных электронасосах подобное расположение также не редкость), в составе насосных станций подобные агрегаты встречаются очень редко благодаря приведенным выше причинам (низкий КПД).

Рис. 6 Устройство электронасоса со встроенным эжектором

Станции с выносным эжектором

Насосная станция с выносным эжектором имеет существенное преимущество перед оборудованием со встроенным эжекторным узлом — она может работать в обычном режиме, поднимаем воду с глубины не более 9 метров, а при необходимости к ней всегда можно подключить приспособление для увеличения глубины всасывания.

Для этого в гидравлической части корпуса имеются два отверстия разных диаметров со стандартными размерами 1 1/2 и 1 дюйм, к большему подключают напорный трубопровод, а ко второму рециркуляционный, подающий воду на эжекторную форсунку. Сам эжекторный узел помещают в водозаборный источник вместе с трубопроводами. Так как без подачи жидкости в эжектор она не будет подниматься с большой глубины, перед началом работы всю систему заполняют водой.

По внешнему виду электронасосы с выносным эжектором отличаются от типовых моделей наличием двух расположенных рядом отверстий в гидравлическом отсеке корпуса. Насосная станция с внешним эжектором выпускается многими отечественными и зарубежными производителями, наибольшей известностью пользуется модель Marina от итальянской фирмы Speroni, также на рынке часто встречаются другие итальянцы: Aquatica, Quattro Elementi, отечественные Unipump.

Рис. 7 Станция с выносным эжектором и его подключение

Подключение

В случае с внутренним эжектором, если он включен в конструкцию самого насоса, монтаж системы мало чем отличается от установки безэжекторного насоса. Достаточно просто присоединить трубопровод от скважины к всасывающему входу насоса и обустроить напорную линию с сопутствующим оборудованием в виде гидроаккумулятора и автоматики, которая будет управлять работой системы.

Для насосов с внутренним эжектором, в которых он закрепляется отдельно, а также для систем с внешним эжектором добавляется два дополнительных этапа:

• Прокладывается дополнительная труба для рециркуляции от напорной линии насосной станции к входу эжектора. Подключается основная труба от него к всасу насоса.
• К всасу эжектора подключается патрубок с обратным клапаном и грубым фильтром для забора воды из скважины.

При необходимости в линию рециркуляции устанавливается вентиль для настройки. Это особенно выгодно, если уровень воды в скважине находится много выше, чем рассчитана насосная станция. Можно уменьшать напор в эжектор и тем самым поднимать напор в системе водоснабжения. У некоторых моделей имеется уже встроенный вентиль для подобной настройки. О его размещении и способе регулировки указано в инструкции к оборудованию.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Первичный запуск насосной станции рекомендуется выполнять по следующей схеме:

1. Залить воду в насос через специальное отверстие.
2. Перекрыть кран, по которому вода поступает из насосной станции в водопроводную систему.
3. Включить насос примерно на 10-20 секунд и сразу отключить.
4. Открыть кран и стравить часть воздуха из системы.
5. Повторять цикл кратковременных включений/отключений насоса в сочетании со стравливанием воздуха до тех пор, пока трубы не заполнятся водой.
6. Снова включить насос.
7. Дождаться заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.
8. Открыть любой водопроводный кран.
9. Подождать, пока вода вытечет из гидроаккумулятора, и насос включится в автоматическом режиме.

Если при пуске системы с эжектором вода не пошла, возможно, в трубы каким-то образом просачивается воздух, или же первоначальная заливка водой не была выполнена правильно. Имеет смысл проверить наличие и состояние обратного клапана. Если его нет, вода просто будет выливаться в скважину, а трубы останутся пустыми.

Эти моменты следует учесть и при использовании насосной станции с эжектором, которая запускается после длительного хранения. Обратный клапан, целостность труб и герметичность соединений лучше всего проверить сразу же.

Если эжектор нужен для улучшения напора воды в системе, а не для увеличения глубины забора воды, можно использовать описанную выше модель самодельного эжектора.

Работа и особенности блока управления

В задачу управляющей насосной станцией автоматики входит отслеживание давления в системе и включение/выключение двигателя гидронасоса по мере необходимости. Для этого блок управления включает манометр и реле. Первый контролирует текущее давление, а второе – управляет насосом.

Реле давления автоматически запускает насос станции при снижении давления до 1,4 бара, например, и выключает при достижении максимального значения, указанного производителем. Нежелательно менять заводские настройки реле, т.к. они рассчитаны на возможности запорной арматуры.

При покупке насосной станции для работы в контурах с вероятностью кратковременной работы без воды необходимо обратить вниманием на наличие устройства контролера потока. Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе

В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока

Он предназначен для предохранения двигателя от перегрева в случае отсутствия воды в водозаборе. В таких агрегатах блок управления ориентирован не на предельные значения давления, а на понижение потока.

Выбор: встроенный или внешний?

В зависимости от места установки различают выносные и встроенные эжекторы. Большой разницы в конструктивных особенностях этих устройств нет, но расположение эжектора все же влияет некоторым образом и на монтаж насосной станции, и на ее работу. Итак, встроенные эжекторы обычно помещают внутри корпуса насоса или в непосредственной близости от него.

В результате эжектор занимает минимум места, и его не придется отдельно устанавливать, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или собственно насоса. Кроме того, расположенный в корпусе эжектор надежно защищен от загрязнений. Разрежение и обратный забор воды производится прямо в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры, чтобы защитить эжектор от засорения частицами ила или песком.

Выносной эжектор для насосной станции установить сложнее, чем внутреннюю модель, но этот вариант создает гораздо меньший шумовой эффект

Однако следует помнить, что максимальную эффективность такая модель демонстрирует на небольших глубинах, до 10 метров. Насосы со встроенным эжектором рассчитаны на такие относительно неглубокие источники, их преимущество в том, что они обеспечивают отличный напор поступающей воды.

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема — повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины. Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

Выносной или внешний эжектор устанавливают на некотором расстоянии от насоса, и это расстояние может быть довольно значительным: 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель в 50 метров. Таким образом, выносной эжектор можно поместить прямо в источнике воды, например, в скважине.

Внешний эжектор не столько повышает производительность насоса, сколько призван увеличить глубину забора воды из источника, которая может достигать 20-45 м

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома. Однако этот тип устройства следует подключать к системе с помощью рециркуляционной трубы, по которой вода будет возвращаться к эжектору. Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Наличие еще одной трубы в скважине лучше предусмотреть на стадии проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет производиться забор воды для рециркуляции.

Такой бак позволяет уменьшить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив некоторое количество энергии. Стоит отметить, что эффективность работы внешнего эжектора несколько ниже, чем у встроенных в насос моделей, однако возможность значительно увеличить глубину забора заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости помещать насосную станцию непосредственно возле источника воды. Ее вполне можно установить в подвале жилого дома. Расстояние до источника может варьироваться в пределах 20-40 метров, на производительности насосного оборудования это не отразится.