Водоструйный насос какое давление

Струйные насосы: устройство, применение, принцип работы

Перекачивающее различные жидкости и вещества оборудование представлено на рынке в разных версиях. Разработчики стремятся оптимизироваться конструкции с целью обеспечения высокой производительности и соответствующей мощности. Однако, по мере увеличения эффективности, наблюдается обратный процесс быстрого износа рабочих элементов при эксплуатации. В свою очередь, струйные насосы избавлены от таких недостатков, поскольку не имеют рабочих компонентов, которые бы подвергались интенсивным нагрузкам. Для понимания других особенностей и достоинств агрегатов такого типа следует подробнее рассмотреть их конструкцию.

Устройство насоса

В устройстве не предусматривается наличие вращающихся элементов, а конструкционные детали и узлы ориентированы на обеспечение работу функциональных жидкостей. В состав насоса входят четыре компонента, среди которых всасывающая камера, сопло, резервуар смешения и диффузор. Также устройство струйного насоса может предусматривать комплектацию специальными насадками, предназначенными для подачи рабочих жидкостей. Одна модель агрегата может дополняться разными по характеристикам суживающими элементами. Конструкция представлена в разных модификациях и в зависимости от вида применяемого гидравлического носителя. В частности, существуют аппараты для работы с жидкими средами, газообразными веществами и гидросмесями.

Преимущества насосов

В первую очередь сам принцип инжекторного и эжекторного перемещения жидкости является оптимальным для обслуживания самых разных объектов. Он предусматривает использование компактного оборудования, требующего также подключения малогабаритной инфраструктуры. То есть водойструйными станциями можно оснащать и малые, и крупные предприятия без риска значительного сокращения полезной площади. Также поскольку водоструйный насос не имеет в конструкции вращающихся и трущихся деталей, отмечается и его физическая надежность. Агрегат может долгое время эксплуатироваться под большими нагрузками, не требуя специального обслуживания. Сокращение ресурса может иметь место только при работе с агрессивными средами, но производители на этот случай обеспечивают конструкцию специальными защитными материалами.

Как работают струйные насосы?

Действуют такие аппараты на основе принципа передачи кинетической энергии. Силовой заряд транслируется от потоков функциональных жидкостей к перекачиваемому носителю. Важно отметить, что в процессе выполнения передачи не задействуются механические приспособления и промежуточные узлы. Высокая силовая отдача обеспечивается благодаря скорости, с которой рабочая жидкость выпускается из сопла под действием давления. Ввиду отсутствия движущихся компонентов возрастает роль вакуумных камер, которыми оснащается струйный насос. Принцип работы агрегата предусматривает образование свободного пространства в резервуаре, куда и всасывается жидкость. То есть носитель из приемной камеры по всасывающим каналам направляется в резервуар, а затем в отделение смешивания. В процессе слияния функциональной жидкости и носителя происходит обмен энергией, в результате которого сила потока ослабевает. Конечным пунктом в простейших системах выступает емкость сбора, в которую носитель поступает с уменьшенной скоростью, но с сохраненным напором.

Принцип работы

Практически все водоструйные агрегаты работают на принципе кинетической энергии, которая формируется в процессе выхода воды из суженного сопла. В ходе эксплуатации такие системы обеспечивают так называемое сухое всасывание, при котором создается глубокий вакуум. Важно отметить и фактор давления, без которого невозможна эксплуатация струйного насоса. Принцип работы в контексте воздействия давления определяется разными условиями прохождения жидкости на узких и широких участках трубы. Когда жидкость переходит из зауженного отрезка трубы к широкому — давление повышается, и наоборот. В некотором роде при таких перемещениях создается эффект пружины, выталкивающий воду в рабочем контуре.

Зависимость давления в трубе от скорости объясняет закон Бернулли. Согласно его формулировке, струйные насосы черпают энергию от искусственного сужения труб в соплах и на отдельных технических участках, что позволяет корректировать и давление в рабочей среде, и показатели скорости течения.

Рабочие характеристики

Обычно такие агрегаты, в которых реализуются щадящие, с точки зрения износа конструкции, жидкости, не отличаются высокими эксплуатационными показателями. Отчасти пример струйных насосов это подтверждает, но в некоторых сегментах применения его возможностей вполне хватает. К примеру, производительность аппаратов может достигать 30 л/c. Данный показатель относится к профессиональной технике, а упрощенные конструкции в среднем обеспечивают 15-17 л/c. Что касается высоты подъема, то работа струйного насоса рассчитывается на диапазон 8-15 м, хотя некоторые модификации для специализированного назначения могут обеспечивать и 20-метровый подъем. Но в этом случае заметно снижается производительность и коэффициент полезного действия, поэтому для подобных нужд чаще используют альтернативные конструкции насосов.

Разновидности насосов

Как отмечалось выше, конструкции различаются по типу обслуживаемой жидкости. Теперь стоит их рассмотреть подробнее. Наиболее популярные модели работают с водными носителями и смесями, которые не оказывают разрушающего воздействия на коммуникационную инфраструктуру агрегата. Такие устройства называются эжекторами и действуют по принципу откачки и подсоса в разных камерах. Распространены и струйные насосы, функция которых ориентирована на обслуживание агрессивных сред. Это эрлифты, применяемые в скважинах и коммуникационных системах, обеспечивающих передачу химически активных смесей и жидкостей с наличием твердых частиц. Менее популярны, но в некоторых случаях незаменимы инжекторы. Это аппараты, которые также работают с жидкостями, но функциональной средой в данном случае выступает пар.

Сферы применения

Разнообразие конструкционных вариантов обусловило и соответствующее распространение насосов такого типа. В частности, их используют в химической промышленности для перекачки кислот, щелочей, нефтесодержащих носителей, солевых смесей и мазута. Технологи в этой отрасли высоко ценят механическую выносливость и стойкость, которой отличается струйный насос. Применение таких агрегатов в бытовой сфере главным образом ориентировано на подъем воды из скважин. Некоторые модификации вполне подходят для образования артезианских источников. Также высокие характеристики стойкости к температурам позволяют задействовать такое оборудование в системах отопления. Для канализаций такое решение тоже выгодно, поскольку насос эффективно справляется с удалениями осадков в виде ила и песка.

Чем отличается инжектор от эжектора

Струйный гидравлический насос — аппарат, основанный на принципе обмена механической энергией между потоками с высоким и низким давлением. Совместим с жидкими, газообразными, сыпучими веществами. Если насос что-то закачивает или распыляет, то это инжектор. Если же прибор что-либо откачивает, то это эжектор.

Конструкция гидравлического агрегата проста. В самом облегченном виде она состоит из двух скрепленных трубок, в ней нет движущихся деталей, электрооборудования. Это упрощает обслуживание и повышает надежность.

Устройство эжектора

Эжектор — устройство, передающее кинетическую энергию среды с большей скоростью к среде с меньшей при их соединении. Вместе с вакуумным насосом аппарат увеличивает напор всасываемой жидкости. Нередко его применяют как смеситель на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях.

Работа эжекторного насоса основана на принципе Бернулли. Упрощая, его можно сформулировать так: давление течения с меньшей скоростью движения выше, а с высокой, наоборот, ниже. То есть поток с высоким давлением в трубе вызывает всасывание потока в патрубке с низким.

Эжекторное приспособление состоит из следующих элементов:

1. трубы с сужающимся соплом, куда поступает эжектирующая субстанция;
2. патрубка, куда всасывается эжектируемая жидкость-/газ;
3. камеры, где они смешиваются;
4. узкого цилиндрического горла;
5. более широкого диффузора;
6. выходной трубки, соединяющейся с главным трубопроводом.

Схема работы выносного эжектора

1. Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
2. В патрубке резко падает давление. Как только скорость движения пассивной среды достигает определенной отметки, в камере формируется вакуум. То есть давление становится ниже атмосферного. Это ведет к засасыванию жидкости-/пара из патрубка.
3. Эжектируемая и эжектриующая среды встречаются в камере, где обмениваются кинетической энергией. При поступлении в диффузор она превращается в потенциальную энергию сжатия. Под её действием вещество поступает в выходную трубку.

Принцип работы инжектора

Назначение инжектора — сжатие газов, паров, жидкостей, их нагнетание (распыление) в другие узлы. Устройство является стандартным линейным ускорителем, который вводит заряженные частицы в центральные узлы машины. Заметим, что водяное давление в инжекторном агрегате может быть выше, чем в эжекторном. Агрегатные состояния используемых веществ бывают:

1. равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
2. разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
3. изменяющейся фазности (пар-жидкость, жидкость-пар).

Соответственно, инжектор используют в составе различной аппаратуры. Его применяют в горной промышленности, на электростанциях, в машиностроении; в качестве составной части котельного оборудования — в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.

Схема работы инжектора

Как пример, рассмотрим особенности действия инжектора парового котла. Она основан на его способности создавать более высокое давление, чем у рабочего пара. Кинетическая энергия последнего преобразуется в давление воды, которая поступает в котел. В своей сути инжекторная схема отличается от эжекторной только наличием игольчатого вентиля с рукояткой. Он предназначен для регулирования расхода и подачи жидких, парообразных веществ.

1. Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
2. Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
3. Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
4. Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
5. Это помогает ему преодолеть сопротивление клапана (выходной трубки), проходя через который он поступает в котел.

Конструкция инжектора (форсунки) в автомобильных двигателях отличается большей сложностью, включает движущиеся элементы.

В чем разница

Таким образом, эжектор и инжектор — подвиды струйного насоса. Их отличает:

1. Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
2. Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
3. Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.

Преимущества и недостатки струйных агрегатов

Среди основных достоинств таких агрегатов выделяют простую и надежную конструкцию, долговечность в эксплуатации, надежность и отсутствие чувствительности к агрессивным средам. В немалой степени данные преимущества обусловлены тем, что струйные насосы избавлены от наличия движущихся деталей, которые в других насосах быстро изнашиваются. К слову, эта же конструкционная особенность позволяет выполнять насосы в небольших размерах, что сказывается и на минимизации расходов в обслуживании. Но есть и недостатки у таких аппаратов, в числе которых выделяют необходимость специальной подготовки рабочих жидкостей и невысокие показатели производительности.

Водоструйный вакуумный насос — простой, но эффективный лабораторный прибор

Вакуумные насосы широко применяются в лабораторной практике для откачки газов, воздуха, паров, для фильтрации под вакуумом, для создания линий вакуума в лабораторных установках.

Для различных задач требуется создание разной степени разряжения (остаточного давления). Современные масляные и мембранные насосы позволяют добиваться давления до 10-10 мм рт.ст., но для стандартных лабораторных задач такие давления требуются редко. Чаще всего бывает вполне достаточно давления 30 … 10 мм рт.см. Такую степень разрежения способен обеспечить самый простой вид вакуумных насосов — водоструйный вакуумный лабораторный насос.

Принцип действия водоструйного насоса

Принцип действия водоструйного насоса — создание разряжения за счет протекающей через трубки струи воды. Давление воды обеспечивает водопровод, никаких дополнительных установок не требуется.

В насосе диаметр трубки, по которой поступает вода из водопроводного крана, постепенно сужается. Это приводит к уменьшению давления воды, но резкому увеличению скорости движения струи. Вырываясь из сопла утончающейся трубки в ограниченное пространство с низким давлением, вода движется с большой скоростью и захватывает воздух из бокового отвода насоса.

Степень остаточного давления, которое может обеспечить водоструйный насос, вычисляется давлением паров воды при определенной температуре. Так, при температуре воды +30 °С давление можно понизить до 31,8 мм рт.ст., а при температуре воды +10 °С — до 9,2 мм рт.ст. Таким образом, чем более холодная вода будет поступать в водоструйный насос, тем большего разрежения удастся достичь.

Как действует простой водоструйный насос

Есть несколько конструкций водоструйных насосов. Самые простые из них делаются из стекла и прикрепляются к водопроводному крану через толстую резиновую трубку, которую прочно укрепляют на водопроводном кране и на верхнем конце насоса. К боковому отводу с помощью прочной резиновой трубки подсоединяют сосуд, в котором требуется создать пониженное давление. Лучше всего это делать через промежуточную двух-трехгорлую склянку, которая защитит сосуд с разрежением от попадания воды из насоса при случайном отключении или падении давления воды в кране.

Какие бывают водоструйные насосы

Водоструйные насосы изготавливают из стекла, пластика и металла. Пластиковые и металлические вакуумные насосы не только прочнее, надежнее и долговечнее. Чаще всего они оснащаются дополнительными приспособлениями, делающими процесс установки и эксплуатации проще и удобнее. К таким приспособлениям относятся: накидная гайка с прокладкой для соединения с водопроводным краном; вентиль для отключения насоса; предохранительный клапан, заменяющий промежуточную склянку; манометр или вакуумометр; трехходовый кран для отключения сосуда с разрежением от промежуточной склянки.

Следует отметить важное преимущество стеклянных вакуумных водоструйных насосов — нейтральность стекла к большинству химических веществ, что делает его востребованным в задачах, когда необходимо откачивать агрессивные газы, воздействующие на элементы конструкции металлического или пластикового насоса.

В магазине Prime Chemicals Group вы можете купить вакуумный насос в Москве и области недорого. В продаже есть вакуумный лабораторный насос из стекла, и полипропиленовый вакуумный насос, цена которого тоже доступная. У нас большой ассортимент оборудования для лабораторий.

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

Источник