Винтовой скважинный насос
В последнее время в системах водоснабжения со скважинным водозабором стали использоваться винтовые насосы (ВН).
Винтовой насос, гидравлическая машина, рабочим органом которой является винт: служит для подачи жидкости, в том числе с повышенной вязкостью. Винтовой насос представляет собой разновидность роторных насосов, называется также червячным. В корпусе винтового насоса имеется ведущий и один или два ведомых винта. При вращении винтов места их зацепления перемещаются вдоль оси - замкнутый между витками объём жидкости вытесняется. Жидкости сообщается главным образом потенциальная энергия, благодаря чему в ней значительно возрастает давление.
Особенность их применения обусловлена способностью перекачивать жидкости с большим (до 50%) содержанием песка. Насосы данного типа первоначально применялись для добычи нефти, содержащей большое количество абразивных примесей и сопутствующих газов. В индивидуальном и коммунальном водоснабжении эти насосы могут применяться для восстановления скважин и постоянной работы при высоком содержании в перекачиваемой воде абразивных частиц. В этих случаях их применение достаточно эффективно, но не надо забывать, что КПД винтовых насосов составляет 50-70% (это значительно меньше, чем у насосов других типов). Они обладают небольшой производительностью, и использование их в системах водоснабжения требует обязательной фильтрации перед последующим использованием воды.
Содержание |
Конструкция винтового насоса
Насосы данного вида являются объемными, состоящими из двух компонентов - ротора и статора. Ротор, являясь единственной движущейся деталью насоса, имеет форму наружной спирали с числом заходов n и обычно изготавливается из высокопрочной стали. Статор, представляющий собой внутреннюю спираль с числом витков n+1, состоит из стального кожуха-трубы, жестко соединенного со стенками трубы эластомерным элементом. Ротор имеет на один заход меньше, чем статор. Когда они собраны вместе, группа двояковыпуклых полостей, спирально огибающая ротор снаружи, тянется вдоль винтовой линии насоса. Каждая полость герметично отделена от расположенных рядом полостей с помощью уплотнительных линий, которые образуются вдоль линии контакта между ротором и статором.
Принцип действия насоса
1 - 370 Вт;
2 - 500 Вт;
3 - 750 Вт;
4 - 750 Вт
5 - 1100 Вт
При вращении ротора происходят постоянные открытие и закрытие полостей и их перемещение от приема к подаче насоса. Площадь полости между ротором и статором остается неизменный на любом сечении по всей длине насоса, что обеспечивает равномерный поток. Основным фактором, определяющим долговечность работы насоса, является степень компрессионной подгонки между статором и ротором винтового насоса. Слабый прижим этих деталей приводит к снижению подачи, сильный - к значительному уменьшению долговечности статора. Процесс разработки конструкции ВН включает выбор уровня компрессионной подгонки, который обеспечит оптимальную производительность насоса и долговечность статора в конкретных условиях эксплуатации.
Момент насоса состоит из гидравлического момента и момента трения. Момент трения необходим для преодоления компрессионного подгона между ротором и статором. Он зависит от степени компрессионной подгонки, эластомерного элемента статора, покрытия ротора, смазывающих свойств жидкости, вязкости жидкости, объемной производительности насоса, его длины и обычно составляет 10-30% гидравлического момента. Уровень гидравлического момента прямо пропорционален величине объемной производительности насоса и уровню давления в насосе.
Эластомерные элементы
Статоры большинства винтовых насосов изготавливают с использованием бутадиен-нитрильного каучука (NBR) из-за его прекрасных физических свойств и устойчивости к воздействию перекачиваемой жидкости. Бутадиен-нитрильный каучук производится путем сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом (ACN). Состав эластомерного элемента включает полимер на основе нитрила, упрочняющие материалы, вулканизирующие добавки, ускорители вулканизации и пластификаторы.
Большинство производителей предлагают проведение испытания на совместимость, обеспечивающего правильный выбор эластомерного элемента и подгонки ротора и статора для конкретных условий эксплуатации.
Перекачиваемые жидкости
Насосы, выполненные из заготовок (чугуна и стали), обычно используются для таких сред, как:
- Смазочные масла
- Нефтяное топливо (остаточное и дистиллятное)
- Жидкие нефтепродукты
- Битум/асфальт
- Растворители
- Растительные масла
- Клей, лак, смолы, краски, полимеры
Винтовые насосы на заказ – обычно из нержавеющей стали или бронзы, используются для применений с мягким воздействием коррозии.
- Пальмовые масла
- Жирные кислоты
- Вода (пресная или морская)
- Некоторые кислоты
