Насос с выносным эжектором принцип работы. Эжектор для насосной станции

В той же статье приведен эскиз этого эжектора. Но как именно сделать его, многим оказалось непонятно.

Сразу оговорюсь, что в процессе написания этой статьи я не делал этот эжектор. В данный момент он мне не нужен, а сделать его я могу в любое время, потратив на это час-полтора.

И все же я начну немного издалека для того, чтобы вопросов осталось как можно меньше.

Названия и условные обозначения.

Побывав у родителей своей супруги в Ульяновской области, я с удивлением обнаружил, что продавцы в магазинах сантехники не всегда понимают, о чем я их прошу, хотя у себя в Питере я таких проблем не испытывал. Поэтому мне бы очень хотелось, чтобы мы с Вами говорили на одном языке и понимали друг друга, особенно в части названий и обозначений, связанных с сантехникой.

В сантехнике принято обозначать детали и резьбу на них условными обозначениями, понятными, впрочем, любому, кто говорит и пишет на русском языке. Размер же или диаметр резьбы, чаще всего, указывают в дюймах: ½, ¾, 1½. Это же указывает, что резьба на деталях не метрическая, а конусная – трубная. Буквы рядом с обозначением резьбы говорят о том, какая это резьба: внутренняя (В ) или наружная (Н ).

Например, краткое обозначение: угол ¾ Н х ½ В – означает переходной уголок (или угловой переходник), один конец которого с наружной трубной резьбой диаметром ¾ дюйма или 20 мм, а другой – с внутренней трубной резьбой диаметром ½ дюйма или 15 мм. Еще раз уточню, буква «В » в этом обозначении означает не внешнюю резьбу (внешней резьбы нет, есть наружная ), а только и только внутреннюю .

Возможно, Вам будут интересны похожие материалы::

Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Мне кажется, нет нужды повторять прописную истину о том, что насос является «сердцем» системы водоснабжения...
Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча«. Смешно иногда слушать продавцов-консультантов, когда они пытаются искренне помочь «правильно» подобрать насосную станцию. Глубина...
И снова здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Продолжим разговор о способах запустить насос или насосную станцию в первый раз или...
Резьба под обжимную гайку на МП фитингах такая же стандартная, как и всякая резьба. И этим можно и нужно пользоваться....
Доброго времени суток, уважаемые читатели «Сан Самыча». Частой проблемой при проектировании и эксплуатации системы водоснабжения дома на основе поверхностного насоса...

Отзывов (48) на «Самодельный эжектор для насосной станции.»

Здравствуйте скажите пожалуйста у меня на улице есть скважина 16м. В ней столб воды 5м. Скважина с 110 трубы, если я забью 32 трубу на такой же уровень будет ли столб воды в ней больше?

Здравствуйте, Валентин.
Ну, будет… на пару сантиметров… за счет сил поверхностного натяжения. А смысл в этом какой? Если в 110-ю трубу можно опустить насос, хотя бы «Малыша», если в средствах стеснены. То в 32-ую трубу даже обратный клапан не очень то запихнешь. Чем больше диаметр «колодца», тем проще из него достать воду. По-моему, так.

я конечно извиняюсь, но из насоса для подъёма воды, делать еще один вакуумный насос для подъёма той же воды…. это полная безсмыслица, что такое 2-3 метра воды? Это 0,002 Бара давления. Такая станция должна обеспечивать в водопроводе 2 Бара давления.

Я Вас прощаю, Сергей 🙂 . Хотя Вы написали полную глупость. Объединение нескольких типов насосов в одном корпусе, не говоря уже об объединении нескольких однотипных насосов в одном корпусе (многодисковых, полиимпеллерных), — это не бессмыслица, а реальность и обыденность наших дней.
А 2-3 метра водяного столба — это не 0,002 Бара, а 0,2-0,3 Бара, т.е. в 100 раз больше, чем Вы считаете. Так что повторите курс физики из школьной программы и не показывайте никому свою необразованность. Не надо…

Подскажите пожалуйста. У меня глубина скважины 32м, зеркало воды около 5 м от станции. Станция польская JET-100A(a) с баком 24 л. При запуске держит хорошее давление воды примерно 30 сек. Потом давление резко падает, в итоге бак на куб набирает где то за 6 часов. Знатоки говорят, что малый дебет скважины. Если это так, то можно ли его поднять. У соседей на расстоянии 50 м от моей скважины напор держится хорошо.

Здравствуйте, Андрей.
Да, возможно виноват малый дебит скважины. Впрочем, это легко проверить, измерив уровень воды (расстояние до зеркала воды) до включения насоса и сразу после. Ключевой момент здесь, как быстро после падения давления Вы сможете измерить этот уровень, потому что, обычно, в скважине даже с малым дебитом уровень восстанавливается довольно быстро.
К сожалению, как правило, дебит скважины — это её характеристика, которая почти неизменна на протяжении срока её эксплуатации, и может только падать со временем при не соблюдении «правил эксплуатации» и некоторых других обстоятельств природного характера. Дебит немного подрастает только в межсезонье, когда количество грунтовых вод увеличивается. Но это приводит к их худшей фильтрации в грунтах.
Однако, дебит скважины зависит еще и от глубины, с которой достают воду. Этим определяется так называемый динамический уровень воды в скважине, который зависит от дебита скважины (естественно), количества доставаемой воды насосом и глубиной, с которой достают эту воду. Последний момент определяется разностью давлений между столбом воды в скважине и давлением в водоносном грунте, из которого вода поступает в скважину. Таким образом, получается, что чем ниже опустится уровень (уменьшится столб воды), тем больше будет дебит скважины. Потому что давление воды в водоносном слое можно считать постоянным.
Так что единственным решением проблемы в Вашем случае будет установка погружного насоса вместо поверхностного, у которого есть ограничение по глубине доставаемой воды. Можно добавить к поверхностному насосу внешний эжектор для увеличения глубины, если его мощность позволяет это сделать и её хватит, чтобы поднять воду с большей глубины.
И в том, и в другом случае желательно найти этот самый баланс между количеством приходящей и доставаемой воды, т.е найти тот самый динамический уровень опытным путем. Если это не получится при полной нагрузке насоса, можно попробовать уменьшить расход воды через насос, прикрывая, например, кран на его напоре.

Можно ли одним(!) эжекторным насосом создавать разрежение в баке (чтобы вода кипела при 45 градусах) и перемешивать воду в этом же баке?
Спасибо.

Здравствуйте, Александр. Хм, интересный вопрос 🙂 .
Чисто теоретически такое возможно. Однако, практически, сделать это почти нереально по двум причинам:
1. Чтобы вода начала кипеть при 45 градусах Цельсия нужно создать разрежение (вакуум) в минус 0,9 атм, т.е. чтобы реальное давление в этом баке было равно 0,1 атм. Это на пределе возможностей эжекторных насосов, которые, напомню, могут поднять воду с глубины в 9,0 метров, что соответствует как раз такому разрежению. Но с повышением температуры воды её плотность падает. В результате насос, да, сможет создать такое разрежение, но с температурой воды не больше 7 градусов Цельсия. При повышении температуры воды разрежение, создаваемое насосом, будет уменьшаться.
Кроме того, при малейшем расходе воды через насос для того, чтобы организовать её перемешивание в баке, разрежение также будет уменьшаться как за счет снижения перепада давления в самом насосе, так и за счет объема поступающей в бак воды. Впрочем, этот момент можно учесть заранее и предусмотреть регулировку.
2. Вторая причина опять же связана с температурой и плотностью воды при вакууме. Даже если Вы каким-то образом умудритесь создать такую установку, в которой насос создаст необходимое для кипения разрежение и обеспечит перемешивание воды, например, при меньшем разрежении и более высокой температуре, то как только вода закипит — насос тут же перестанет нормально работать. Потому что при кипении воды её плотность резко падает. А насос, рассчитанный на одну плотность рабочей среды, среду (воду) с меньшей плотностью просто не сможет перекачивать.
В промышленности эту проблему решают разнесением бака и насоса по высоте, причем разность по высоте приличная, около 10 метров, чтобы за счет высоты столба воды обеспечить приемлемую для работы насоса плотность «кипящей» воды. Правда, и разрежение в баке там создается другими способами.

А зачем Вам «Вакуумная Деаэрационная Установка»? Или вопрос чисто «академический»? 🙂

Я токарь. По ряду причин хочу сделать эжекторный вакуумный насос, обеспечивающий разрежение 0.1 атмосфер, чтобы посмотреть, как кипит вода при 46 градусах.
У меня есть автомобильные помпы охлаждения с приводом от дрели и воздушный турбокомпрессор от грузовика.
Поисковик предлагает много чертежей при просьбе: «Эжекторный насос чертежи». Помогите выбрать самые правильные.
Производительность наименьшая. Главное — разрежение.
Заранее спасибо.

Здравствуйте, Александр.
В общем, довольно странное желание 😉 . К тому же есть более простые способы посмотреть, как кипит вода при 45 градусах (к слову, ничего необычного, кипит и кипит, пару только немного поменьше). И эжекторный насос для такого дела — не самый лучший выбор из-за сложности соблюдения зазоров при его изготовлении, а именно от них зависит способность насоса создавать максимальное для себя разрежение.
Для таких целей лучше использовать компрессор или поршневой насос. Первый — легко откачает из «смотровой» емкости лишний воздух, и с ним ничего не случится, у него работа такая — откачивать воздух. Второй — легко создает максимальные разрежения при минимальной производительности, что Вам и нужно. При этом на обеспечении его плотности «собаку съели» все, кто не понаслышке знаком с двигателями внутреннего сгорания, а именно увеличения их компрессии. Кстати, из ДВС же можно и сделать такой насос.
И немного глупый вопрос, а как Вы собираетесь это увидеть? Ведь тогда нужен бак с герметичным смотровым окном, которое выдержит этот перепад давлений.
Автомобильная помпа — не подойдет, там не те зазоры. Да и задача у неё другая: максимальная производительность при достаточном напоре, а главное, она работает с подпором на всасе, а не разрежением.
Воздушный компрессор — может быть. Все зависит от перепада давлений на нем при работе (есть турбокомпрессоры, создающие всего 3,0 атм, больше им не нужно), и опять же зазоров. Про остальные нюансы обеспечения его работы (например, смазку) вспоминать не хочется, там много всего «интересного»…
Ну, и возвращаясь к эжекторному насосу, т.е. уточню, к насосу со встроенным эжектором… Сам эжектор не является деталью с осевой симметрией, и изготовить его самостоятельно, например, из металла, довольно проблематично. Чаще всего, на производстве, его делают из пластика, т.е. штампуют-отливают из нескольких частей. Поэтому он «плохо переносит» высокую температуру воды внутри насоса. Но само разрежение в насосе создается не им, а рабочим колесом, которое тоже имеет довольно сложную конструкцию. Эжектор только «помогает» нивелировать возможную кавитацию за счет некоторой потери КПД насоса. Разрежение на всасе насоса тем больше, чем лучше (качественней) выдержаны необходимые зазоры между рабочим колесом, корпусом насоса и встроенным эжектором. Так что, не знаю…

Здравствуйте. Очень познавательная статья от человека-практика, хорошо понимающего физику. Спасибо вам. Вы бы мне очень помогли, развеив сомнения в моем конкретном случае. Повлияет ли на работу системы такая длина патрубка «всас эжектора», чтобы от эжектора до «зеркала» было 5-6 метров?

Здравствуйте, Дмитрий.
Конечно повлияет. Внешний эжектор — это все-таки не насос, а пассивное устройство повышения давления во всасывающей линии насоса за счет снижения его (насоса) производительности. Соответственно, между эжектором и насосом, т.е. в зоне действия устройства, его эффективность максимальна. А чем дальше поднимаемая вода от эжектора, тем хуже он работает.
Чисто теоретически, с помощью эжектора можно поднять воду, если между ним и водой 5-6 метров, в том случае, если на всасе эжектора будет создаваться разрежение хотя бы чуть больше этих 0,5-0,6 атм. Но нужно учитывать, что минус 0,5-0,6 атм — это почти все, что может выдать насос (минус 0,8-0,9 атм). А ведь ему еще нужно поднять воду от эжектора к себе, на что остается жалкие 0,3 атм. И даже если насос сможет это сделать, его производительность при этом будет практически нулевой. Вся энергия-работа насоса будет тратиться на циркуляцию воды через эжектор для поддержания указанных выше значений разрежения плюс преодоление гидравлического сопротивления системы.
Так что, практически, от такой конфигурации системы толку не будет. Скорей всего, насос не сможет поднять воду при таких условиях. Именно поэтому внешний эжектор для наибольшей его эффективности должен находится в воде или очень близко от неё. Если же это невозможно по каким-либо причинам, то проблему придется решать как-то по-другому.
Я, правда, так и не понял в чем заключается проблема. Было бы больше информации, возможно я смог бы помочь…

Спасибо большое за развернутый ответ. Я собираюсь бурить скважину. До воды около 10 метров. Поэтому возник у меня мелкий вопрос, почему бы не сэкономить на трудоемкости и обсадных трубах. То есть пробить «абиссинку» с расширением в верхней части скважины для введения на небольшую, но достаточную высоту эжекторного узла. Воды мне много не нужно. На прилагаемой картинке ход моих мыслей.

Приветствую, Дмитрий.
Ход Ваших мыслей правильный. И на такой глубине воды все должно сработать. Правда есть и классический способ решения такой задачи. Это кессон над скважиной. Двух метров глубины будет достаточно, чтобы поверхностный насос, установленный в нем, без проблем достал воду из скважины малого диаметра. Желательно конечно, чтобы обратный клапан все же стоял на всасывающей трубе насоса, а не на обсадной трубе скважины. В этом случае, положительный результат гарантирован. Этот вариант хорош еще и тем, что сразу получается незамерзающее место под насос.
Кстати, при реализации Вашего варианта, условия с обратным клапаном те же. Что предъявляет некоторые ограничения на внутренний диаметр скважины.

Насосные станции пользуются высоким спросом у населения при устройстве индивидуального водоснабжения благодаря своей универсальности и приемлемой стоимости, их единственным серьезным недостатком является небольшая глубина забора воды, не превышающая 9 метров. Для данной проблемы существует простое инженерное решение, основанное на физическом законе Бернулли — эжектор для насосной станции, с подобным приспособлением поверхностный электронасос способен всасывать воду из глубинных источников на расстоянии зеркала воды от поверхности земли в десятки метров.

Данное устройство при использовании с поверхностным насосом полезно в случаях, если уровень воды источника, с которым ранее работал поверхностный насос, по каким-либо причинам упал (заиливание колодца и скважины, интенсивный водозабор).

При этом следует понимать, что цена получения высокой глубины всасывания — низкий коэффициент полезного действия электронасоса, ведь часть поднятой воды отправляется обратно к всасывающему патрубку для увеличения кинетической энергии входного потока. Данный фактор сдерживает применение поверхностных эжекторных электронасосов для поднятия воды с больших глубин — для этих целей бурят скважины и используют погружные насосы, напор которых в бытовом исполнении может доходить до 200 м.

Рис. 1 Устройство и внешний вид эжектора для водяной станции

Эжектором называют устройство, в котором происходит соединение двух сред в смесительной камере, при этом одна из них движется с большой скоростью и подается через зауженное сопло, а вторая наполняет камеру естественным образом. Поток, выходящий из сопла с ускорением, передает свою кинетическую энергию перемещаемой среде, которая затем уносится от места всасывания. Также в зоне на выходе узкого участка сопла создается пониженное давление — это приводит к тому, что перемещаемая среда одновременно и подсасывается эжектором.

Перемещаемая и ускоряющая среда могут иметь разное физическое состояние, в струйных насосах через узкое сопло подается воздух или пар, которые нагревают водный поток и выталкивает его на большой скорости.

Рис. 2 Конструкция эжектора

Что такое эжектор и зачем он нужен

Конструкция эжектора не отличается высокой сложностью, его основными элементами являются:

Сопло . Представляет собой цилиндрический патрубок, имеющий на конце конусное сужение. Согласно закону Бернулли, при уменьшении сечения трубопровода давление в нем становится ниже, а скорость проходящего потока увеличивается. Таким образом, происходит движение транспортируемого потока с высоким давлением в область низкого (подсос) и одновременно выталкивание его струей воды, движущийся с большой скоростью (передача кинетической энергии).
Всасывающий патрубок . Через данный элемент эжектора в него поступает транспортируемая жидкость, обычно его диаметр превышает размеры входного патрубка сопла.
Камера смешения . В данном узле происходит столкновение двух потоков, при этом основному передается кинетическая энергия от вспомогательного.
Горловина . После смешивания двух потоков, жидкость поступает в суженую часть, где ее скорость увеличивается.
Диффузор . Элемент имеет конусообразное расширение на конце, в результате чего давление жидкости на выходе возрастает, а скорость потока снижается. Сечение диффузора рассчитано на подсоединение к нему напорного трубопровода стандартного диаметра.

Рис. 3 Центробежный насос – внутреннее устройство

Применение эжектора в бытовых насосных станциях оправдано лишь в исключительных случаях — при его использовании в зависимости от глубины погружения всасывающего патрубка КПД падает на 50 — 70%, что приводит к неоправданному перерасходу электроэнергии. Поэтому для забора воды с больших глубин все используют погружные электронасосы и бурят под них специальные скважины. Это эффективнее еще и потому, что КПД погружных насосов выше, чем поверхностных, которые тратят часть своей энергии на всасывание и подъем столба воды до рабочего колеса (соотношение 65% к 50%).

На рынке насосного оборудования все же встречаются поверхностные центробежные электронасосы со встроенными или выносными эжекторами, и чтобы ответить на вопрос, для чего нужен эжектор в насосной станции, следует рассмотреть варианты его использования:

Засушливое лето или долгое время погода без осадков. В этом случае статический уровень воды в колодце или скважине понижается, и при отметке более 9 м от поверхности обычный центробежный поверхностный насос не сможет ее поднять. В данной ситуации можно подсоединить выносной эжектор и пользоваться источником некоторое время с потерей производительности до подъема статического уровня.
Если происходит разовый интенсивный водозабор. Ситуация может возникнуть, если неглубокий источник имеет малый дебит (скорость пополнения), а необходимо поднять большой объем воды, к примеру, для бани, наполнения емкостей для полива и других хозяйственных нужд в частном доме, приводящий к падению уровня.
Эксплуатационное опускание зеркала воды в источнике. Любая скважина на песке имеет невысокий срок службы и со временем заиливается, такая же проблема возникает и у колодцев, поэтому статический уровень воды в них падает. Установка эжектора позволит поднимать воду из глубин более 9 метров до прочистки источника или решения проблем другими методами.

Рис. 4 Эжекторные насосные станции

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

Как сделать эжектор самостоятельно

Когда стандартная насосная станция при работе перестала всасывать воду из-за понижения зеркала воды, ее можно опустить, вырыв в земле яму нужной глубины — других способов увеличить глубину всасывания не существует. Изготавливать самодельный эжектор по любым чертежам, приобретать и устанавливать его бессмысленно — деталь невозможно подсоединить к корпусу, в котором имеется одно входное отверстие для напорного трубопровода вместо двух, необходимых для работы эжекторного узла.

Если была приобретена эжекторная насосная станция, а узел был утерян или сломан, можно сделать эжектор своими руками из деталей сантехнической арматуры и фитингов.

Подобная схема конструкции изображена на рис. 8, ее основными составными частями являются:

Тройник (1). Деталь служит для подсоединения входных патрубков для двух водных потоков и одновременно является камерой, в которой происходит их смешивание с передачей кинетической энергии транспортируемому. На выходе тройника, вместо диффузора, устанавливают переходную муфту для подсоединения напорного трубопровода.
Штуцер (2). Деталь заменяет форсунку в стандартной модели и предназначена для ускорения рециркуляционного водного потока. При ее монтаже выбирают длину штуцера таким образом, чтобы выходящий из него поток находился на центральной оси транспортируемого.
Углы (6, 7). Необходимы для подключения рециркуляционного трубопровода и размещения эжектора в вертикальном положении, угол 7 имеет малый внутренний диаметр в связи с тем, что обратный поток всегда подается в эжектор через трубопровод меньшего сечения, чем напорный.
Угол (5).Через эту деталь в эжектор поступает вода из источника, гайка на конце предназначена для крепления водяного фильтра.
Переходник (4). Деталь необходима для подключения напорного трубопровода, поступающего в насосную станцию.

Перед сборкой стачивают шестигранную часть штуцера до конусообразного состояния, укорачивают его до нужной длины или удлиняют обрезком хлорвиниловой трубки. После собирают всю конструкцию, вкручивая вначале штуцер, а затем остальные детали с уплотнением резьбовых соединений льном, сантехнической нитью, ФУМ лентой.

Рис. 8 Самодельный эжектор

Водяные насосные станции для индивидуального водоснабжения со встроенным или выносным эжектором для увеличения глубины всасывания, довольно редко используют в быту из-за очень низкого КПД порядка 15%. Приобретение подобных устройств целесообразно в случаях, когда уровень водного зеркала с большой вероятностью может временно опускаться ниже предельно-допустимой отметки в 9 м ввиду разных обстоятельств — больших объемов водозабора, засухи, частых заиливаний источника с понижением уровня воды.

Видео

Принцип работы эжектора

Эжекторная насосная станция Аврора, описание

Практически везде к дому можно подключить автономное водоснабжение. Однако основной проблемой является глубина грунтовых вод. Если вода в подготовленной скважине стоит на уровне 5-7 метров, тогда особых проблем можно не ожидать, ведь тогда можно использовать практически любой тип насоса, который подходит по мощности и производительности. Если же вода находится намного глубже, тогда на помощь приходит эжектор для насосных станций.

Эжектор для насосных станций

Для чего нужен эжектор?

Для поднятия воды с большой глубины требуется погружной насос или увеличение массы и габаритов оборудования, отчего оно становится малоэффективным и потребляет большое количество электроэнергии . Чтобы не допустить таких проблем, нужно прибегнуть к помощи дополнительного устройства, которое сможет подтолкнуть воду к поверхности, облегчая ее подъем. Для этого и используется эжектор.

Принцип действия

По конструкции это простое устройство. Он состоит из основных компонентов, которым являются:

Сопло,
Смеситель,
Всасывающая камера,
Диффузор.

Сопло - это патрубок, сужающийся к концу . Жидкость, идущая из сопла, быстро ускоряется и вырывается из него на высокой скорости. Бернулли вывел формулу, согласно которой, поток жидкости на большой скорости не оказывает большого давления на окружающую среду. Из сопла вода проходит в смеситель, создавая немалое разряжение по своим границам.

По сути, эжектор работает таким образом, когда кинетическая энергия переходит от среды с большей скоростью к среде с меньшей скоростью. Как происходит его взаимодействие с насосной станцией?

Трубопровод, идущий от скважины к насосу, включает в свой состав эжектор. Вода, которая поднимается на поверхность, идет обратно в скважину к эжектору, при этом образуется линия рециркуляции . Она с огромной скоростью выталкивается из сопла, забирая с собой новую порцию жидкости из скважины, чем обеспечивается дополнительное разряжение в трубопроводе. В результате насос для обеспечения подъема жидкости с большой глубины тратит меньше энергии.

На линии рециркуляции установлен вентиль, который помогает регулировать объем жидкости, поступающий обратно в систему ее забора, чем настраивается эффективность всей системы.

Избыток воды, который остался незадействованным в рециркуляции, доставляется к потребителю, этим определяется продуктивность всей станции. Поэтому можно использовать двигатель с меньшими показателями мощности и менее массивной насосной частью, тем самым можно проследить ее увеличение срока службы, а также уменьшение потребления энергии.

Благодаря эжектору облегчается запуск системы . Небольшой объем жидкости создает в трубопроводе разряжение и инициирует первоначальный ее забор для предотвращения продолжительной работы насоса вхолостую.

Оборудование насосной станции эжектором происходит двумя способами. Он является внутренним, когда ее конструкция подразумевает его присутствие. Второй метод основывается на отдельном внешнем узле. Насосная станция с тем или другим способом компоновки выбирается с учетом предъявляемых требований.

Встроенный эжектор

Данный тип позволяет осуществить взятие воды для рециркуляции и создать напор в эжекторе посредством самого насоса. Такая конструкция выглядит не столь массивной.

Насос со встроенным эжектором почти нечувствителен к добавкам из песка и ила. Фильтрация воды необязательна.

Данное оборудование нужно для обеспечения черпания воды с глубины до 8 метров . Оно создает достаточный напор воды для полива большого хозяйства. Среди недостатков встроенного в насосную станцию эжектора можно назвать повышенный уровень шума при работе. Поэтому его лучше устанавливать в отдельном подсобном помещении.

Для того чтобы обеспечить систему рециркуляции должным образом выбирают электромотор с высокой мощностью. Это подходит для ситуаций со скважиной, глубина которой до 10 метров. Если глубина больше, тогда насосные станции с эжектором не имеют альтернатив за исключением погружного устройства. Но для того чтобы настроить его работу, нужно обустроить скважину с большим диаметром.

Если устройство насосной станции не включает эжектор, тогда нужен дополнительный бак для поступления туда воды. В нем возникает требуемый напор и дополнительное разряжение для снятия некоторой нагрузки насоса. Эжектор соединяется с погружаемой частью трубопровода. Чтобы он начал работать прокладывают две трубы в скважину, отчего возникают некоторые требования к допустимому диаметру.

Насосные станции с выносным эжектором снижают КПД системы до 30-35%, но зато позволяют извлекать воду из глубоких источников до 50 метров. Плюсом является и приглушенный уровень шума работающей насосной станции. Благодаря этому ее можно устанавливать непосредственно в доме. Без снижения эффективной работы расстояние от скважины может быть до 20-40 метров . Данные характеристики являются определяющими в выборе насосной станции с внешним прибором. Оборудование находится в одном подготовленном месте дома, благодаря чему становится продолжительным срок его службы, а также осуществление профилактических работ и настройки системы.

Подключение

Монтаж насосной системы с внутренним эжектором почти ничем не отличается от установки безынжекторного насоса. Нужно произвести соединение трубопровода от источника к всасывающему входу прибора, а также обустроить напорную линию с необходимым оборудованием, в частности, гидроаккумулятором и автоматикой, которая станет управлять работой всей системы.

Для насосных станций с внутренним эжектором, закрепляющимся отдельно, а также для устройств, где присутствует внешний эжектор прибавляется два дополнительных этапа:

Требуется прокладка дополнительной трубы для рециркуляции, ее протягивают от напорной линии насоса к эжектору. От него подключается основная труба к всасу насосу.
Имеющий обратный клапан и грубый фильтр патрубок для поднятия воды из источника подключаются к всасу эжектора.

Если требуется, то в линию рециркуляции монтируется для настройки вентиль. Это является выгодным в случае расположения уровня воды в скважине существенно выше, чем рассчитана насосная станция. Напор воды в эжектор можно уменьшить, за счет чего увеличится ее подача в системе водоснабжения. Некоторые модели снабжены встроенным вентилем для такой настройки. В инструкции к оборудованию указывается его размещение и регулировка.

Изготовление эжектора своими руками

Чтобы сделать прибор самостоятельно вам потребуются следующие детали:

Тройник выступит в качестве основы для устройства.
Штуцер станет проводником потока с высоким давлением.
С помощью муфт и отводов будет производиться сборка эжектора и его подключение к системе.

Вышеперечисленные детали для сборки прибора своими руками собираются в определенном порядке:

Резьбовые соединения устанавливают на полимерный уплотнитель . Если вместо труб выступает погонаж из полиэтилена, то в качестве цанговых фитингов под металлопластик используют обжимные элементы, которые рассчитаны на обратную усадку полиэтилена. Трубы из сшитого полиэтилена могут гнуться в любом направлении, благодаря чему на уголках можно сэкономить.

После сборки эжектора требуется произвести его подсоединение к насосной станции для дома. Если устройство будет подключено вне колодца, тогда насосная станция с внутренним прибором, если же эжектор опустится в шахту под воду, тогда оборудование с внешним агрегатом.

Тогда в последнем случае к собранному устройству нужно будет подключать три трубы:

Первая труба должна целиком скрываться в воде, две другие выходят из нее на поверхность.

Эжектор - это незаменимый прибор для создания хорошего напора воды, а также для защиты от работы вхолостую подающего оборудования. Его можно купить вместе с насосной станцией или собрать своими руками. Он будет на протяжении длительного времени эффективно работать, обеспечивая даже из глубокого источника бесперебойную подачу воды.

Эжектор – что это такое и как это работает? Точный ответ на этот вопрос знает любой инженер гидравлик, понимающий суть превращения энергии подмешиваемой струи в давление в трубопроводе. Непосвященным в тонкости инженерного дела потребителям воды из скважины достаточно понимания того факта, что этот узел напорного оборудования позволяет насосу качать воду с глубин более 15-20 метров. Но если вы хотите собрать эжектор своими руками, усовершенствовав свой насос, то вам понадобится понимание сути этого прибора фактически на инженерном уровне. И эта статья поможем вам разобраться с тем, что представляет собой эжектор, как он работает и как собрать подобный узел своими силами.

Что такое эжектор и как он работает?

С точки зрения физики процесса эжектор – это типичный выбрасыватель, нагнетающий давление в канале трубопровода. Он работает в паре с отсасывающим насосом, отбирающим воду из скважины или колодца.

Суть работы данного узла заключается во вбрасывании в трубопровод или рабочую камеру насоса струи жидкости, разгоняемой до высокой скорости. Причем разгон осуществляется за счет прохождения по плавно сужающемуся участку. Благодаря разнице скоростей движения основного потока и подмешиваемой струи в камере узла создается область разрежения, повышающего силу всасывания в трубопроводе.

По этому принципу работает и эжектор воздушный, и выбрасыватель жидкостной среды, и газо-жидкостной узел. В физике механику работы подобных узлов описывает закон Бернулли, сформулированный в 18 веке. Однако первый рабочий эжектор удалось собрать только в 19 веке, а точнее в 1858 году.

Эжекторный насос – принцип действия и ожидаемая выгода

Современные выбрасыватели разгоняют давление в трубопроводе, потребляя около 12 процентов объема прокачиваемого потока. То есть, если по трубе пойдет 1000 литров в час, то для эффективной работы эжектора потребуется выброс на уровне 120 л/час.

В насосе поддерживается следующий принцип работы эжектора:

В трубу за насосом врезают отвод.
Воду с этого отвода подают на циркуляционный патрубок эжектора.
Всасывающий патрубок эжектора соединяют с трубой, опущенной в колодец, а напорный патрубок – с входом в рабочую камеру насоса.
На опущенную в колодец трубу обязательно монтируют обратный клапан, блокирующий движение воды вниз.
Подаваемый на циркуляционный патрубок поток движется с большой скоростью, создавая разрежение в зоне всасывания эжектора. Под действием этого разрежения увеличивается сила всасывания (подъема воды) и давление в трубопроводе, подключаемом к насосу.

Оснащаемый эжектором насос начинает отбирать воду из колодца глубиной более 7-8 метров. Без выбрасывателя этот процесс невозможен в принципе. Лишенный данного узла агрегат отсасывающего типа способен поднимать воду только в глубины 5-7 метров. А эжекторный насос качает воду даже с глубины 45 метров. При этом эффективность работы такого напорного оборудования зависит от разновидностей примененных выбрасывателей.

Разновидности эжекторов – классификация по месторасположению

Эжектор, принцип действия которого мы описали выше, монтируется только на поверхностные насосы. Причем существует две схемы монтажа:

Внутреннее размещение – это когда выбрасыватель встраивается в кожух насоса или где-то поблизости.
Внешнее размещение – в этом случае выбрасыватель монтируется в колодце, куда помимо основного трубопровода проводится еще и циркуляционная ветка.

Внутренний эжектор для насоса дает 100% гарантии безопасной эксплуатации выбрасывателя. В этом случае он защищен от заиливания и механических повреждений. Кроме того, внутренний монтаж сокращает длину циркуляционного трубопровода. Самый большой недостаток данной схемы – незначительный прирост глубины всасывания. Внутренний эжектор – что это такое, и какие дает выгоды, мы уже объяснили выше – позволяет поверхностному насосу качать воду только с глубины 9-10 метров. Ни о каких 15-40 метрах тут можно и не мечтать. А еще вас будет преследовать шум биения воды, распространяемый корпусом встроенного оборудования.

Внешний эжектор для обещает такие выгоды, как практически бесшумную работу (источник биения находится в скважине) и генерацию значительного разрежения, достаточного для подъема воды из скважины глубиной до 45 метров. К досадным недостаткам данной схемы относятся, во-первых, падение эффективности работы напорного оборудования примерно на треть, во-вторых, необходимость монтажа первичных фильтров, регулирующих частоту потока (такой узел боится заиливания).

Однако если вы собрались конструировать эжектор своими руками, то наиболее доступным вариантом будет именно внешний узел. Именно его мы и рассмотрим ниже по тексту.

Самостоятельное изготовление: пошаговая инструкция

Если вы решили сделать эжектор своими руками – чертежи вам не понадобятся, поскольку упрощенную модель внешнего узла можно собрать из стандартных тройников, штуцеров и фитингов и уголков для водопровода. Причем в качестве рабочих инструментов можно будет использовать только два разводных ключа, а из расходных материалов вам пригодится только ФУМ-лента.

Полный список деталей для самодельного выбрасывателя выглядит следующим образом:

Штуцер с наружной резьбой и ершиком для монтажа шлангов. Он сыграет роль сопла, из которого выбрасывается высокоскоростной поток воды.
Тройник с внутренней резьбой, диаметр которой должен совпадать с наружной нарезкой штуцера. Этот элемент будет использоваться как корпус.
Три уголка с резьбовыми и цанговыми торцами. С их помощью можно упорядочить прокладку циркуляционного, всасывающего и напорного трубопроводов.
Два или три цанговых или обжимных фитинга, с помощью которых обеспечивают подключение трубопроводов. Причем последний вариант требует использования дополнительного инструмента – обжимного ключа

Сам процесс сборки начинается с подготовки штуцера. С него стачивают шестигранник, выступающий над резьбовым торцом. Далее обработанный штуцер вкручивают в тройник со стороны сквозного канала, получая основу для циркуляционного патрубка. При этом торец с ершиком (штуцера) не должен выходить за границы тройника. Если это произошло, то его придется спилить.

Для завершения монтажа циркуляционного патрубка в тройник, вслед за штуцером, вкручивают сгон уголка с резьбовыми торцами, после чего на свободную часть данного элемента накручивают еще один уголок, получая U-образную петлю с окончанием-фитингом. Именно к этому фитингу будет крепиться циркуляционная труба от насоса.

Следующий шаг – подготовка напорного торца. Для этого в свободный сквозной торец тройника (он расположен над обустроенным циркуляционным отводом) вкручивают фитинг с наружным резьбовым окончанием и цангой. К этой цанге будет крепиться труба от эжектора в насос.

Последний этап – обустройство всасывающего торца. В этом случае мы просто вкручиваем в боковой отвод тройника фитинг-уголок с наружной резьбой и цанговым зажимом на другом торце. Причем цанга должна смотреть вниз, в сторону циркуляционного патрубка. И к этому фитингу будет крепиться всасывающая труба, уложенная до дна колодца.

Секреты успеха – как повысить эффективность самодельной конструкции

Во-первых, диаметр циркуляционной трубы должен быть в два раза меньше габаритов напорной и всасывающей линии. Благодаря этому поток получит высокую скорость еще на подходе к штуцеру, заменившему сопло.

Во-вторых, всасывающую трубу лучше не опускать к самому дну колодца – она должна располагаться на хотя бы метровом удалении. А еще лучше – на расстоянии 1, 5 метра от дна. Так можно избежать заиливания.

В-третьих, на торец всасывающей трубы нужно навернуть обратный клапан, отсекающий слив воды вниз, а за клапаном будет нелишним поставить грубый сетчатый фильтр. Благодаря этому повышается КПД эжекторов и уменьшается риск заиливания конструкции.

Для подачи воды из колодцев чаше всего применяются центробежные поверхностные насосы, реже их используют для подачи воды из скважины. Применение данного типа насосов имеет ограничение, которое заключается в неспособности поднять воду с глубины более 8 м, если зеркало воды в колодце находится ниже 8 м, то поднять воду обычным насосом не получится. Для того чтобы насос поднял воду с большей глубины в систему нужно включить дополнительное устройство, которое называется эжектор. Не всегда его можно найти в продаже, да и цены кусаются, а сделать эжектор для насосной станции своими руками из подручных материалов вполне реально. Он не будет, конечно, настолько эффективным как эжектор промышленного изготовления, но гарантировано добавит около 5 м до недостающей глубины.

Как работает эжектор

Принцип работы эжектора основан на движении воды в трубе, которая, попадая, в плавно сужающуюся часть эжектора увеличивает свою скорость, вследствие чего образуется зона с пониженным давлением, куда подсасывается вода извне. Выносной эжектор насосной станции работает за счет подачи воды по рециркуляционному трубопроводу, поток, попадая в сужающуюся часть, увеличивает скорость, образуя зону с пониженным давлением, куда для компенсации низкого давления, начинает всасываться вода извне. Другими словами, эжектор подталкивает воду на высоту, с которой насос может ее уже самостоятельно всасывать.

Эффективность работы эжектора характеризуется коэффициентом эжекции, который показывает количество отсасываемой воды на единицу количества рециркуляционной воды. В нашем случае коэффициент эжекции по воде равен 0,12, то есть при расходе воды в эжекторе 1000 л/час эжектор будет засасывать около 120 л/час.

Конструкция эжектора (вариант 1)

Самый простой эжектор можно собрать на основе тройника и штуцера – эти детали буду выполнять функцию трубки Вентури в очень упрощенном варианте. Фасонные элементы для эжектора могут применяться из различного материала (металл, пластик). В данном случае конструкция эжектора собрана из латунного тройника и цанговых фитингов для металлопластиковых труб.

Диаметр фасонных элементов для конструкции эжектора принимается в зависимости от производительности насосной станции и диаметра всасывающего и рециркуляционного трубопровода, диаметр всасывающего трубопровода не может быть меньше 25 мм. В нашей конструкции будет использован тройник диаметром 20 мм с подключением к нему всасывающего трубопровода 26 мм и рециркуляционного 12,5 мм.

Тройник ½" мм.
Штуцер ½" мм и с отводом 12 мм.
Переходник 20×25 мм.
Угол 90º (наружный/внутренний) для металлопластиковой трубы ½"×16 мм.
Угол 90º (наружный/внутренний) для металлопластиковой трубы ¾"×26 мм.
Угол 90º (наружный/внутренний) ¾"×½".

Трудность в этой конструкции может составить штуцер, его придется немного доработать, а именно обточить шестигранник до конусообразного состояния.

Нижнее основание образовавшегося конуса должно иметь диаметр на несколько миллиметров меньше, чем внешний диаметр резьбы штуцера, также нужно укоротить его резьбу, чтобы осталось максимум четыре витка. С помощью плашки нужно прогнать резьбу и нарезать еще несколько витков на полученном конусе.

Теперь можно собрать эжектор. Для этого штуцер (2) вкручиваем узкой частью вовнутрь тройника (1) так, чтобы штуцер заходил на 1–2 мм за верхний край бокового отвода тройника, и чтобы оставалось не менее четырех витков на внутренней резьбе тройника, для того чтобы можно было вкрутить отвод (6). Если оставшейся свободной резьбы тройника будет не хватать, нужно будет еще сточить резьбы штуцера, в случае нехватки длины штуцера на него можно надеть кусочек трубочки. К отводу (5) через которого будет происходить всасывание воды, нужно присоединить обязательно обратный клапан, чтобы при запуске системы вода не выливалась из всасывающего и рециркуляционного водопровода, иначе система не запустится. Также нужно уплотнить все резьбовые соединения с помощью любого герметика.

Такой эжектор не будет иметь высокого коэффициента эжекции из-за несовершенства конструкции трубки Вентури, поэтому его можно применять для подъема воды с глубины не более 10 м.

Вариант 2

Есть еще вариант, как сделать эжектор, такая конструкция более эффективная в виду более совершенной трубки Вентури, она более сложная в изготовлении, но коэффициент эжекции будет выше, чем в предыдущей модели.

Тройник Æ 40 мм.
Отвод 90º 1/2" мм.
Сгон 1/2" мм.
Сгон 3/4" мм.
Контргайка 1/2" мм.
Контргайка 3/4" мм.
Заглушка.
Обратный клапан.
Штуцер 1/2" мм.
Штуцер 3/4" мм.
Сопло 10 мм.
Резьбовой сгон 1/2" мм.

Делается такой эжектор из стальных фасонных частей. В качестве сопла (11) можно использовать медную трубку, сделать в ней продольные разрезы, сжать, а швы запаять. В заглушках (7) нужно сделать отверстия подходящего диаметра и нарезать резьбу, чтобы вкрутить сгоны (3 и 4) и зафиксировать контргайками. Сопло нужно будет зафиксировать в сгоне с помощью пайки.

Особенности монтажа и эксплуатации

Работа эжектора будет эффективна только на мощных насосах , не менее 1 кВт с высокой производительностью, и глубиной установкой эжектора не более 20 м, установка глубже резко снижает КПД эжектора. Чтобы при работе насоса с выносным эжектором не было сбоев, размещать подводящие трубы к эжектору нужно строго вертикально. Обязательно перед насосом должен стоять фильтр грубой очистки, так как такие насосы очень уязвимы к воздействию абразивных частиц, которые могут вывести насос из строя . Перед насосом, на рециркуляционном трубопроводе, нужно обязательно ставить кран, чтобы можно было регулировать количество обратной воды, тем самым регулируя эффективность всасывания эжектора.