Камлок — быстроразъёмное соединение для рукавов и труб: половинки сцепляются рычагами за секунды и без инструмента. Поэтому его любят на откачке воды, где насос и рукава часто переставляют. Соединение состоит из «мамы» — муфты с двумя рычагами — и «папы» — адаптера с кольцевой канавкой. Рычаги поджимают адаптер к уплотнению в муфте, и стык держит давление.

Типы соединений камлок

Любая «мама» соединяется с любым «папой» того же размера. Поэтому на рукав обычно ставят C или E, а на патрубок насоса — деталь с ответной резьбой.

Размеры, материалы и уплотнения камлок

• Размеры — в дюймах, от 1/2″ до 6″. Для насосов чаще всего нужны 2″, 3″ и 4″, то есть 50, 80 и 100 мм.
• Алюминий — лёгкий, для воды и стройки.
• Нержавеющая сталь — для агрессивной воды и пищевых задач.
• Полипропилен — для химии, но с меньшим допустимым давлением.
• Уплотнение — NBR для воды и нефтепродуктов, EPDM для воды и слабых растворов, FKM для химически активных сред.

Рабочее давление указывает производитель фитинга, и оно падает с ростом диаметра. Сравните его с напором насоса: 10 м напора — это примерно 1 бар, подробнее — в статье о метре водяного столба.

Как подобрать камлок для насоса

1. Узнайте размер и тип патрубка насоса: резьба или штуцер. Размеры патрубков Grindex собраны в статье о шланге для дренажного насоса.
2. На резьбовой патрубок подберите деталь с ответной резьбой: A или D на наружную резьбу, B или F на внутреннюю.
3. На рукав поставьте муфту C или адаптер E со штуцером под хомут того же диаметра.
4. Проверьте материал и уплотнение по среде и давление — по напору насоса.

Сужать линию на соединении нельзя: камлок меньшего размера добавит потерь и снизит подачу. Как соединить разные диаметры, объясняет статья о переходнике для шланга насоса. Для постоянной жёсткой линии вместо камлока ставят фланец насоса с ответным фланцем на трубе.

Камлок: правила безопасной работы

• перед отсоединением остановите насос и сбросьте давление в рукаве;
• закрывайте оба рычага до упора, а на ответственных линиях используйте рычаги с фиксаторами;
• меняйте уплотнение, если соединение подтекает или уплотнение затвердело;
• не соединяйте детали разных стандартов, даже если они похожи по размеру.

Частые вопросы

Чем камлок отличается от пожарной головки? Пожарные рукава соединяют головками ГР, которые сцепляются поворотом. Камлок защёлкивается рычагами, и обе половинки у него разные — «мама» и «папа».

Можно ли ставить камлок на всасывающую линию? Да, если уплотнение целое: подсос воздуха через стык сорвёт всасывание у поверхностного насоса.

Какой камлок нужен на рукав 50 мм? Размер 2″: муфта C или адаптер E со штуцером 50 мм.

Нужно ли обжимать рукав на штуцере? Обычно хватает двух хомутов, а для высокого давления рукав обжимают гильзой — см. статью о переходнике для шланга насоса.

Вывод: камлок ускоряет сборку напорной линии: «мама» с рычагами сцепляется с «папой» того же размера. Тип подбирают по патрубку насоса и рукаву, материал и уплотнение — по среде, а давление — по напору насоса. Размер соединения не должен быть меньше патрубка. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Гидромеханизация — это разработка, перемещение и укладка грунта с помощью воды. Грунт размывают струёй или засасывают со дна, и он в виде пульпы идёт по трубе к месту укладки. Так добывают песок, намывают территории, углубляют водоёмы и чистят отстойники. Главные машины гидромеханизации — гидромонитор, земснаряд и грунтовый насос.

Гидромонитор и земснаряд

• Гидромонитор — ствол с соплом, из которого бьёт мощная струя воды. Она размывает забой на суше, а пульпа стекает в зумпф, откуда её забирает грунтовый насос.
• Земснаряд — плавучая установка. Разрыхлитель на всасывающем наконечнике рыхлит донный грунт, а грунтовый насос засасывает его и гонит по плавучему пульпопроводу.
• Пескосос — так обычно называют небольшой земснаряд или насос для подъёма песка со дна.

Подробно о земснарядах и дноуглублении — в статье о насосе для дноуглубления.

Намыв песка и карта намыва

Пульпу подают на карту намыва — площадку, огороженную валами. Песок оседает и слой за слоем поднимает поверхность. Осветлённая вода уходит через сбросные колодцы обратно в водоём. Так намывают основания под дороги и площадки, а также складируют добытый песок. Для намыва важно, на какую дальность и высоту насос подаст пульпу, поэтому напор считают по всей длине пульпопровода.

Гидромеханизация: производительность по грунту и по пульпе

Насос характеризуют кубометрами пульпы в час, а заказчику нужны кубометры грунта. Между ними стоит объёмная доля грунта в пульпе. При гидромеханизации она обычно 10–20 %. Например, при подаче 500 м³/ч пульпы и доле грунта 15 % за час переносится около 75 м³ грунта. Как считать долю твёрдого и плотность смеси, объясняет статья о плотности пульпы.

Гидромеханизация: какие насосы нужны

На крупных земснарядах и гидромониторных установках стоят горизонтальные грунтовые насосы с износостойкой проточной частью. Для небольших работ — очистки прудов, отстойников, каналов, добычи песка из обводнённого карьера — используют погружной шламовый насос с агитатором. Его опускают с понтона или стрелы экскаватора прямо в грунт, и всасывающая линия ему не нужна. Чем грунтовый насос отличается от грязевого и шламового, объясняет статья о грунтовом насосе. Трубы для намыва и их износ разбирает статья о пульпопроводе.

Гидромеханизация: где применяют

• добыча песка и песчано-гравийной смеси со дна водоёмов и из обводнённых карьеров;
• намыв территорий, оснований дорог и дамб;
• дноуглубление рек, каналов и прудов, добыча сапропеля;
• очистка отстойников, прудов-накопителей и шламонакопителей;
• россыпная золотодобыча — см. статью о насосе для россыпной добычи.

Частые вопросы

Чем гидромеханизация выгоднее экскаватора? Одна система разрабатывает, перемещает и укладывает грунт, без самосвалов и дорог. Особенно это выгодно под водой и на больших расстояниях.

Можно ли добыть песок со дна без земснаряда? На небольших объёмах — да: погружным шламовым насосом с агитатором с понтона или стрелы экскаватора.

Какой напор нужен насосу для намыва? Высота подъёма плюс потери по всей длине пульпопровода с поправкой на плотность пульпы. Длинные линии иногда делят на ступени с перекачкой.

Что такое гидронамыв? Это тот же намыв грунта: укладка песка из пульпы на карту намыва.

Вывод: гидромеханизация разрабатывает и перемещает грунт водой: гидромонитор размывает забой, земснаряд забирает грунт со дна, а пульпа идёт по трубе на карту намыва. Производительность считают по грунту через долю твёрдого в пульпе. Для небольших объёмов вместо земснаряда хватает погружного шламового насоса с агитатором. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Плотность пульпы — масса кубометра смеси воды и твёрдых частиц. У воды она 1 т/м³, у песчаной пульпы обычно 1,1–1,5 т/м³. От неё зависят мощность двигателя, давление в линии и то, сколько твёрдого насос перенесёт за смену. Поэтому шламовый или грунтовый насос подбирают не только по подаче и напору, но и по плотности пульпы.

Консистенция пульпы и доля твёрдого

• Т:Ж — отношение массы твёрдого к массе воды. Т:Ж = 1:2 значит, что на 1 т песка приходится 2 т воды.
• Массовая доля твёрдого Cw — масса твёрдого, делённая на массу всей пульпы. При Т:Ж = 1:2 это 1 / 3, или 33 %.
• Объёмная доля Cv — какую часть объёма занимают частицы. Она меньше массовой, потому что частицы тяжелее воды.

Консистенцию пульпы в горном деле чаще задают через Т:Ж, а в гидромеханизации — через объёмную долю грунта.

Как рассчитать плотность пульпы

ρп = 1 / (Cw / ρт + (1 − Cw) / ρж), где ρт — плотность частиц, ρж — плотность воды, Cw — массовая доля твёрдого.

Для кварцевого песка ρт ≈ 2,65 т/м³. Тогда плотность пульпы получается такой:

Объёмную долю находят так: Cv = Cw · ρп / ρт. Например, при Т:Ж = 1:2 частицы занимают около 16 % объёма.

Как замерить плотность пульпы на объекте

Проще всего взвесить литр пульпы: масса в килограммах равна плотности в тоннах на кубометр. Пробу берут из потока, а не со дна ёмкости, и сразу взвешивают, пока частицы не осели. По плотности обратно находят долю твёрдого: Cw = ρт · (ρп − ρж) / (ρп · (ρт − ρж)). Например, литр песчаной пульпы весит 1,3 кг — значит, твёрдого в ней около 37 % по массе.

Плотность пульпы и мощность насоса

Мощность насоса пропорциональна плотности перекачиваемой среды. Поэтому на пульпе плотностью 1,3 т/м³ двигателю нужно примерно на 30 % больше мощности, чем на воде при тех же подаче и напоре. Напор в метрах столба пульпы у насоса почти не меняется, а давление в линии растёт вместе с плотностью. Кроме того, твёрдые частицы немного снижают напор и КПД — поправку для своей машины даёт производитель. Почему шламовый насос на пульпе берёт больший ток, объясняет статья о шахтном насосе на 380 В. Для питания гидроциклона плотность учитывают и в давлении на входе — см. статью о гидроциклоне.

Пульпопровод: чтобы пульпа не осела

В пульпопроводе скорость должна быть выше критической, иначе частицы оседают на дно трубы. Для оценки часто используют формулу Дюранда: Vкр = F · √(2 · g · D · (ρт / ρж − 1)), где D — диаметр трубы, а коэффициент F для песка обычно около 1–1,4. Для трубы 100 мм это примерно 1,8–2,5 м/с. Слишком высокая скорость тоже вредна: трубы быстрее истираются. Подробнее о напорной линии — в статье о насосе для откачки пульпы. Как подобрать трубы и продлить срок службы линии, объясняет статья о пульпопроводе.

Частые вопросы

Какая плотность пульпы считается высокой? Для песчаной пульпы — от 1,4–1,5 т/м³. Такую смесь перекачивают шламовыми насосами с запасом мощности.

Можно ли перекачивать густую пульпу дренажным насосом? Нет. Дренажный насос быстро износится и перегрузится. Для пульпы нужны шламовые насосы — см. обзор шламовых насосов Grindex.

Что такое вязкость пульпы? Сопротивление смеси течению. У песчаной пульпы она близка к воде, а у глинистой высокой концентрации резко растёт, и потери в трубе увеличиваются.

Как получить пульпу нужной плотности? Регулируют подачу воды или взмучивание осадка агитатором — см. статью о насосе с агитатором.

Вывод: плотность пульпы считают по доле твёрдого и плотности частиц или замеряют взвешиванием литра пробы. От неё зависят мощность двигателя, давление в линии и производительность по твёрдому. Насос подбирают с запасом по мощности, а пульпопровод — по критической скорости. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Конденсатор для насоса нужен однофазному двигателю: без него магнитное поле не вращается, и ротор не может тронуться с места. Конденсатор сдвигает ток во вспомогательной обмотке, и двигатель получает пусковой момент. У трёхфазных насосов конденсатора нет: вращающееся поле им даёт сама сеть. Если конденсатор высох или пробит, однофазный насос гудит, но не запускается или быстро перегревается.

Пусковой и рабочий конденсатор насоса

• Рабочий включён постоянно, пока двигатель работает. Он плёночный, рассчитан на длительную работу и стоит почти у всех однофазных двигателей с конденсатором.
• Пусковой подключается только на время разгона и затем отключается реле или центробежным выключателем. Его ёмкость больше, а длительную работу он не выдерживает.

У одних насосов конденсатор стоит внутри корпуса, у других — в выносной коробке или в пульте управления. Где он у конкретной модели, показывает руководство. Что проверять у однофазного насоса регулярно, описано в статье об обслуживании однофазного насоса.

Как подобрать конденсатор для насоса при замене

1. Возьмите ёмкость с шильдика насоса или с маркировки старого конденсатора, в микрофарадах.
2. Номинальное напряжение берите не ниже, чем у старого, обычно 400–450 В переменного тока.
3. Тип — такой же: рабочий на место рабочего, пусковой на место пускового.
4. Проверьте размеры и крепление: новый конденсатор должен встать на своё место и не мешать проводке.

Ёмкость «с запасом» ставить нельзя. Если она больше нужной, ток во вспомогательной обмотке растёт, и двигатель греется. Если меньше, падает пусковой момент.

Признаки, что конденсатор для насоса неисправен

• насос гудит, но колесо не крутится, хотя проворачивается рукой;
• насос запускается только после толчка или со второго раза;
• двигатель быстро греется и отключается термозащитой;
• корпус конденсатора вздулся, треснул или потёк.

Как проверить ёмкость мультиметром, объясняет статья о том, как проверить насос мультиметром. Перед проверкой конденсатор разряжают: даже отключённый от сети, он держит заряд. Если с конденсатором всё в порядке, а насос всё равно гудит, причины ищут в колесе и питании — см. статью «Насос гудит, но не качает».

Трёхфазный насос через конденсатор: почему не стоит

Трёхфазный двигатель можно запустить от однофазной сети через конденсаторы. Однако он теряет заметную часть мощности, хуже запускается под нагрузкой и греется. Для погружного насоса это прямой путь к перегреву. Поэтому трёхфазный насос подключают к трёхфазной сети или через частотный преобразователь с однофазным входом, если двигатель это допускает. Подробнее — в статье «Однофазный или трёхфазный насос».

Частые вопросы

Можно ли поставить конденсатор большей ёмкости? Нет. Двигатель будет перегреваться. Ёмкость должна совпадать с указанной на шильдике.

Какое напряжение должно быть у конденсатора для насоса на 220 В? Обычно 400–450 В переменного тока, но не ниже, чем у заводского конденсатора.

Есть ли конденсатор у насосов Grindex? У трёхфазных моделей его нет. Однофазные модели — Primo, Micro, Milli, Mini, Solid и однофазные исполнения Minex и Salvador — работают от 230 В. Где у них конденсатор и как его проверять, показывает руководство модели.

Сколько служит конденсатор? Срок зависит от нагрева и частоты пусков. Частые пуски и перегрев сокращают его быстрее всего.

Вывод: конденсатор для насоса нужен однофазному двигателю для пуска и работы. При замене берут ту же ёмкость и тип и напряжение не ниже заводского. Гудение без вращения и перегрев — частые признаки неисправного конденсатора, но проверять его нужно прибором. Однофазные модели Grindex описаны в статье об однофазных насосах Primo. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Самовсасывающий насос — это поверхностный насос, который сам откачивает воздух из всасывающей линии и начинает качать воду без заливки всей трубы. Достаточно один раз залить водой его корпус. Насос стоит на берегу или на краю котлована, а в воду опускают только всасывающий рукав. Однако поднять воду он может лишь с ограниченной глубины, а утечка воздуха во всасывающей линии останавливает подачу.

Как работает самовсасывающий насос

В корпусе насоса после остановки остаётся вода. При пуске колесо перемешивает её с воздухом из всасывающей трубы. Смесь уходит в камеру над колесом, где воздух отделяется и выходит в напорную линию, а вода возвращается к колесу. Так насос постепенно откачивает воздух, и вода поднимается по всасывающей трубе. Чем длиннее и шире эта труба, тем дольше идёт самовсасывание — обычно от десятков секунд до нескольких минут.

Высота всасывания: главный предел

Воду во всасывающую трубу загоняет атмосферное давление. Теоретически оно поднимает воду примерно на 10 м, а на практике самовсасывающий насос берёт воду с глубины 7–8 м и меньше. Часть высоты съедают потери во всасывающей линии и запас от кавитации. Для горячей воды высота всасывания ещё ниже. Подробно этот предел разобран в статье о кавитационном запасе насоса. У погружного насоса такого предела нет: он стоит в воде и только выталкивает её наверх.

Самовсасывающий насос для грязной воды

Для грязной воды выпускают самовсасывающие насосы с открытым колесом и широким проходом. Они пропускают песок и частицы в несколько сантиметров, а корпус у них открывается для чистки. Такие насосы часто стоят в мотопомпах с бензиновым или дизельным двигателем. Однако песок изнашивает и их, а на глинистой воде всасывающий рукав забивается. Сравнение с погружным вариантом — в статье «Мотопомпа или погружной насос».

Самовсасывающий или погружной насос

Подробное сравнение классов — в статье «Погружной или поверхностный насос».

Когда выбирать самовсасывающий насос, а когда погружной

• Самовсасывающий — неглубокий водоём, частые перестановки, нужен доступ к насосу без подъёма.
• Погружной — котлован или колодец глубже 6–7 м, песок и ил, длительная работа, автоматика по уровню.
• Погружной — когда насос должен работать без присмотра: у него нет всасывающей линии, которая может потерять герметичность.

Grindex выпускает погружные насосы — дренажные, грязевые и шламовые. Как они устроены, объясняет статья «Как работает погружной насос».

Частые вопросы

Почему самовсасывающий насос не качает? Чаще всего в корпусе нет воды, во всасывающую линию подсасывается воздух или высота всасывания слишком большая.

Нужен ли самовсасывающему насосу обратный клапан на всасывании? Он не обязателен, но ускоряет повторный пуск: вода не уходит из трубы после остановки.

Можно ли самовсасывающим насосом откачать колодец глубиной 10 м? Обычно нет: это больше практического предела всасывания. Для такой глубины нужен погружной насос.

Самовсасывающий насос и мотопомпа — одно и то же? Мотопомпа — самовсасывающий насос с двигателем внутреннего сгорания. Самовсасывающие насосы бывают и электрическими.

Вывод: самовсасывающий насос удобен на мелких водоёмах и там, где его часто переставляют. Однако он берёт воду с глубины не больше 7–8 м и зависит от герметичности всасывающей линии. Для глубоких котлованов, колодцев, воды с песком и работы без присмотра выгоднее погружной насос. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Датчик уровня воды сообщает автоматике, где сейчас вода: достигла ли она нужной отметки или какой у неё уровень в каждый момент. По этому сигналу насос включается, выключается или подаёт аварийный сигнал. Датчики различаются принципом работы, и от него зависит, как они переносят грязную воду, пену и осадок. Ниже — основные виды и правила выбора. Как передать показания уровня на телефон или в диспетчерскую, разобрано в статье о диспетчеризации насосной станции.

Датчик уровня воды: дискретный или непрерывный

Дискретный датчик срабатывает на одной отметке: вода выше или ниже. Чтобы задать уровни включения, отключения и аварии, ставят несколько таких датчиков. Непрерывный датчик выдаёт уровень целиком, обычно сигналом 4–20 мА. Тогда все отметки задают в контроллере и меняют без спуска в колодец. Как уровни превращаются в команды насосу, объясняет статья о реле уровня воды.

Виды датчиков уровня воды

Гидростатический датчик уровня

Датчик опускают на дно, и он меряет давление воды над собой. Каждые 10 см воды дают примерно 1 кПа, поэтому давление легко пересчитать в уровень. Датчик не боится пены и мусора на поверхности и работает в воде с илом. Однако его мембрану нужно периодически чистить, а кабель у него с трубкой для выравнивания давления. Поэтому кабель нельзя пережимать. Перевод давления в метры объясняет статья о метре водяного столба.

Электродный и ультразвуковой датчик уровня воды

Электродный датчик срабатывает, когда вода замыкает цепь между электродами. Он дешёвый и надёжный в чистой воде, но в грязной электроды обрастают и дают ложный сигнал. Ультразвуковой датчик ставят над водой, и он ничего не касается. Зато пена, пар и стенки узкого колодца сбивают его показания. Для приямков с грязной водой он подходит хуже, чем гидростатический.

Какой датчик уровня воды нужен насосу

• Дренажный насос в приямке — встроенный или выносной поплавок, см. статью о дренажном насосе с поплавком.
• КНС и ливневая станция — набор поплавков или гидростатический датчик с контроллером, см. статью о расчёте КНС.
• Ёмкость с чистой водой — поплавок на штанге или электроды.
• Защита от сухого хода — отдельный датчик нижнего уровня, см. статью о реле сухого хода.

Аварийный датчик верхнего уровня ставят отдельно от рабочих. Если основной датчик откажет, он всё равно включит сигнализацию.

Частые вопросы

Чем датчик уровня воды отличается от реле уровня? Датчик меряет уровень, а реле по его сигналу включает и выключает насос. Иногда оба собраны в одном корпусе, как в поплавковом выключателе.

Что такое датчик затопления? Это аварийный датчик на полу или в приямке. Он срабатывает при появлении воды и подаёт сигнал. Насос он обычно не включает.

Какой датчик выбрать для грязной воды? Поплавок на кабеле или гидростатический датчик. Электроды и штанги в грязной воде быстро обрастают.

Нужен ли датчик, если у насоса встроенный поплавок? Для рабочего режима — нет. Однако аварийный датчик верхнего уровня всё равно полезен.

Вывод: датчик уровня воды бывает дискретным — поплавки и электроды — или непрерывным — гидростатический и ультразвуковой. Для грязной воды в приямках и КНС надёжнее поплавки на кабеле и гидростатический датчик. Аварийный датчик ставят отдельно от рабочих. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Расчёт КНС начинают с притока: сколько стоков или воды приходит в станцию в самый напряжённый час. От притока зависят подача насосов, объём приёмного резервуара и число насосов. Затем считают напор по трассе и настраивают уровни. Ниже порядок расчёта с примером. Он подходит и для ливневой или дренажной насосной станции, но окончательный проект делает проектировщик по действующим сводам правил. Как управлять рабочим и резервным насосами, разобрано в статье о шкафе управления двумя насосами.

Расчёт КНС: какие данные нужны

• Приток — средний и максимальный часовой, м³/ч.
• Состав среды — хозяйственные стоки, ливневая или дренажная вода, песок. Если песка много, перед станцией ставят пескоуловитель.
• Трасса — отметки дна резервуара и точки сброса, длина и диаметр напорного трубопровода.
• Надёжность — можно ли допустить перерыв в работе станции.

Для хозяйственно-бытовых стоков нужны фекальные насосы с большим проходом или измельчителем. Дренажные насосы, в том числе Grindex, ставят на ливневые и дренажные станции. Разница объяснена в статье «Дренажный или фекальный насос».

Расчёт КНС: подача и напор

Подачу рабочего насоса берут не меньше максимального часового притока. Если приток пиковый, иногда рассчитывают на совместную работу двух насосов. Напор складывают из высоты подъёма от нижнего уровня в резервуаре до точки сброса и потерь в напорном трубопроводе. Скорость в напорной линии держат такой, чтобы осадок не оседал, обычно не ниже 0,7–1 м/с. Как посчитать потери, объясняет статья о потерях напора в трубопроводе.

Расчёт КНС: объём приёмного резервуара

Резервуар должен быть таким, чтобы насос не включался слишком часто. Регулирующий объём между уровнями включения и отключения считают по формуле:

V = Q · T / 4, где Q — подача насоса, T = 3600 / Z — время цикла, Z — допустимое число пусков в час.

Пример. Насос подаёт 36 м³/ч, по паспорту допускается 10 пусков в час. Тогда T = 360 с, а V = 0,01 м³/с · 360 / 4 = 0,9 м³. К этому объёму добавляют мёртвый объём ниже уровня отключения и запас до аварийного уровня. Кроме того, своды правил задают минимальный объём резервуара для разных станций — его проверяют отдельно. Откуда берётся число пусков, объясняет статья о режиме работы насоса.

Сколько насосов нужно в КНС

Минимальная схема — один рабочий и один резервный насос одинаковой подачи. При большом или сильно меняющемся притоке ставят два-три рабочих насоса и резерв. Число резервных насосов зависит от категории надёжности станции и задаётся сводом правил. Резерв нужен и при плановом обслуживании: пока один насос поднят, второй продолжает работу. Схемы совместной работы описаны в статье о параллельной работе насосов.

Чередование насосов в КНС

Контроллер по очереди назначает рабочим то один, то другой насос. Так наработка распределяется поровну, а резервный насос не простаивает годами и не закисает. Если приток растёт и уровень доходит до второй отметки, включается второй насос. При отказе рабочего насоса автоматика сразу запускает резервный и подаёт аварийный сигнал.

Шкаф управления КНС и датчики уровня

• автоматы и пускатели или устройства плавного пуска для каждого насоса;
• тепловая защита и вход для термоконтактов двигателей;
• контроллер уровня с чередованием и включением второго насоса;
• аварийная сигнализация и, при необходимости, GSM-модуль.

Уровни задают поплавками или датчиком. Обычно ставят четыре поплавка: отключение, включение первого насоса, включение второго и авария. Гидростатический датчик на дне заменяет весь набор и показывает уровень непрерывно. Сравнение датчиков — в статье о датчике уровня воды, а удалённый контроль — в статье о дистанционном управлении насосом.

Частые вопросы

Можно ли поставить дренажный насос в канализационную КНС? Для хозяйственно-бытовых стоков — нет: волокна наматываются на колесо. Для ливневых и дренажных станций — да.

Что будет, если резервуар слишком мал? Насос будет включаться чаще допустимого и перегреваться. Лечится увеличением объёма, раздвижкой уровней или частотным преобразователем.

Нужен ли расчёт КНС для частного дома? Для готовой пластиковой станции его делает производитель станции. Самостоятельно проверяют напор до точки сброса и питание.

Как выбрать насос для ливневой станции? По пиковому притоку дождевой воды и напору — см. статью о насосе для ливневой канализации.

Вывод: расчёт КНС идёт от пикового притока к подаче и напору насосов, затем к объёму приёмного резервуара по числу пусков и к схеме с резервом и чередованием. Уровни задают поплавками или гидростатическим датчиком, а шкаф управления собирает защиты и сигнализацию. Что такое КНС и из чего она состоит, объясняет статья «КНС: канализационная насосная станция». Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Электродвигатель погружного насоса — это асинхронный двигатель в герметичном корпусе, который работает под водой вместе с гидравликой. От него зависят ресурс насоса и большинство тяжёлых отказов. Вода в обмотке, перегрев и пробой изоляции выводят насос из строя быстрее, чем износ колеса. Поэтому важно понимать, как двигатель защищён от воды и тепла и что можно проверить на объекте. Как действовать, если вода уже попала в мотор, — статья о воде в двигателе насоса.

Как устроен электродвигатель погружного насоса

• Статор с обмоткой — неподвижная часть, в которой ток создаёт вращающееся магнитное поле.
• Ротор — короткозамкнутый, сидит на одном валу с рабочим колесом.
• Подшипники держат вал сверху и снизу.
• Торцевые уплотнения и масляная камера отделяют двигатель от перекачиваемой воды.
• Кабельный ввод — герметичный проход кабеля в корпус.

Частота вращения зависит от числа полюсов. У двухполюсных двигателей Grindex по паспортам 2715–2965 об/мин, у четырёхполюсных — 1350–1480 об/мин. Тихоходные двигатели стоят, например, на шламовых Bravo и на Senior. Общее устройство насоса объясняет статья «Как работает погружной насос».

Двигатель дренажного насоса: как он охлаждается

Тепло от обмотки уходит через корпус в воду вокруг насоса. Поэтому двигатель дренажного насоса работает под водой, а на воздухе быстро перегревается. Паспорт задаёт, на какую глубину насос должен быть погружён и какой может быть температура воды. Если насос должен работать при частичном погружении, нужна рубашка охлаждения. Причины перегрева двигателя разбирает статья о том, почему греется насос.

Обмотка насоса и класс изоляции

Обмотку статора наматывают медным проводом в лаковой изоляции. Класс изоляции показывает, какую температуру она выдерживает: F — до 155 °C, H — до 180 °C. Класс ищут на шильдике — см. статью о маркировке насоса. Состояние обмотки проверяют двумя замерами. Мультиметр показывает сопротивление обмоток и обрыв. Мегаомметр показывает сопротивление изоляции, то есть есть ли в двигателе влага. Порядок замеров — в статьях о том, как проверить насос мультиметром, и о сопротивлении изоляции насоса.

Термозащита насоса: термоконтакты в обмотке

Многие погружные двигатели имеют термоконтакты прямо в обмотке. При перегреве они размыкаются и отключают насос. Если к ним идут отдельные жилы кабеля, их подключают в цепь управления пускателя. Например, у Grindex Bravo 600 по паспорту кабель 4×6 мм² + 2×1,5 мм²: две тонкие жилы обычно идут на термоконтроль. Термозащита насоса не заменяет тепловое реле в шкафу: реле следит за током, а термоконтакты — за фактической температурой обмотки. Как они работают вместе, объясняет статья о тепловом реле для насоса. Чем термоконтакт отличается от PTC-термистора и как работает датчик протечки, разобрано в статье о датчике протечки насоса.

Кабельный ввод насоса и герметичность: где электродвигатель погружного насоса пропускает воду

Самое уязвимое место двигателя — не корпус, а кабель. Если оболочка кабеля порвётся, вода пойдёт внутри кабеля по жилам и попадёт в двигатель даже при целом вводе. Поэтому насос не поднимают за кабель, а повреждённый кабель не заматывают изолентой. Вторая линия защиты — уплотнения вала. Вода или эмульсия в масляной камере означают, что уплотнение пропускает. Это видно при проверке масла — см. статью о масле для погружного насоса. Как правильно удлинить кабель, объясняет статья о том, как нарастить кабель погружного насоса.

Электродвигатель погружного насоса: перемотка или замена

Если обмотка сгорела, двигатель перематывают или меняют статор целиком. При перемотке важно сохранить класс изоляции и заново проверить герметичность. Иначе двигатель быстро сгорит снова. Но сначала ищут причину: сухой ход, перекос фаз, влага или перегрузка. Иначе новая обмотка повторит судьбу старой — подробнее в статье о том, почему сгорает насос.

Частые вопросы

Какой двигатель у дренажного насоса Grindex? Асинхронный. Однофазные двигатели на 230 В стоят на малых моделях — Micro, Milli, Mini, Primo и Solid. Кроме того, однофазное исполнение есть у Minex и Salvador, а большинство остальных моделей — трёхфазные на 400 В.

Почему упало сопротивление изоляции? В двигатель или кабель попала влага. Насос не включают, а ищут источник воды и сушат двигатель в сервисе.

Можно ли запустить погружной насос на воздухе? Только коротким пуском на несколько секунд, например для проверки направления вращения. Дольше двигатель без воды перегреется.

Что такое двигатель с сухим статором? Это двигатель, в полости которого воздух, а не масло или вода. Масло при этом заливают только в камеру между уплотнениями.

Вывод: электродвигатель погружного насоса охлаждается водой. От воды внутри его берегут уплотнения, масляная камера и кабельный ввод, а от перегрева — термоконтакты и тепловое реле. Чаще всего двигатель губят вода через повреждённый кабель, сухой ход и перегрузка. Поэтому изоляцию и масло проверяют регулярно, а кабель берегут. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Работа насоса на закрытую задвижку — это режим с нулевой подачей. Колесо вращается и создаёт наибольший напор, но вода никуда не уходит. Вся мощность двигателя превращается в тепло внутри корпуса. Поэтому короткий пуск на закрытую задвижку многие центробежные насосы переносят, а долгую работу — нет. Ниже разобрано, где проходят безопасные границы и почему насос лучше держать около его расчётной точки.

Работа насоса на закрытую задвижку: что происходит

• Напор становится наибольшим — это левая точка кривой насоса при нулевой подаче.
• Мощность у насосов с радиальным колесом падает до минимума, но не до нуля.
• Вода в корпусе нагревается, потому что потока, который уносит тепло, нет.
• Нагрузки на вал и подшипники растут, появляются вибрация и шум.

Погружной насос охлаждается средой вокруг корпуса. Однако при нулевой подаче внутри гидравлики вода не меняется и греется быстро. Кроме того, у насосов с рубашкой охлаждения поток через рубашку тоже останавливается. Подробнее — в статье о рубашке охлаждения.

Пуск насоса на закрытую задвижку: когда работа допустима

У центробежного насоса с радиальным колесом мощность при нулевой подаче наименьшая. Поэтому крупные насосы иногда пускают на закрытую задвижку и открывают её сразу после разгона. Так снижают нагрузку на сеть и плавно заполняют линию. У осевых насосов всё наоборот: мощность при нулевой подаче наибольшая, и на закрытую задвижку их не пускают. Чем они отличаются от центробежных, объясняет статья о лопастных насосах.

У погружных дренажных насосов с рукавом задвижку при пуске обычно держат открытой. Мягкий пуск здесь дают плавный пуск или частотный преобразователь. Резко закрывать задвижку на работающем насосе нельзя: в длинной линии это вызывает гидроудар.

Рабочий диапазон и рабочая зона насоса

Не вся кривая насоса годится для долгой работы. Слева, на малых подачах, в колесе возникает обратный ток: растут вибрация и нагрев. Справа, на больших подачах, перегружается двигатель, и появляется риск кавитации. Рабочая зона лежит вокруг точки наибольшего КПД. Часто ориентируются на 70–120 % от подачи в этой точке, но точные границы даёт производитель. Как найти, где насос работает сейчас, объясняет статья о рабочей точке насоса.

Номинальная подача насоса

Номинальная подача — это подача в расчётной точке, где насос должен работать. Обычно она близка к точке наибольшего КПД. Её не путают с максимальной подачей из паспорта. Максимум насос даёт только при нулевом напоре, когда воду никуда не поднимают. Разница подробно разобрана в статье о производительности насоса.

Минимальная подача насоса: чем опасна работа на закрытую задвижку

Ниже минимальной подачи насос нельзя держать долго. Её значение задаёт производитель. Если объекту нужно меньше воды, есть три пути. Во-первых, работа по уровню: насос включается, откачивает приямок с полной подачей и выключается. Во-вторых, байпас, который возвращает часть воды обратно. В-третьих, насос меньшего размера. Способы сравнивает статья о регулировании подачи насоса.

Помпаж насоса

Помпаж — неустойчивая работа, при которой подача и напор колеблются. Он возможен у насосов с «горбатой» кривой в зоне малых подач, особенно если в линии есть воздух. Насос то подаёт воду, то почти останавливает поток, и линия дёргается. Лечится это выводом насоса в рабочую зону и удалением воздуха из линии. Похожие рывки бывают и от подсоса воздуха — см. статью о том, почему насос качает воздух.

Частые вопросы

Сколько насос может работать на закрытую задвижку? Обычно речь идёт о секундах или немногих минутах, а точный предел даёт руководство. Погружной насос в таком режиме лучше не оставлять совсем.

Что будет, если закрыть задвижку на работающем насосе? Напор вырастет до наибольшего, а ток у насоса с радиальным колесом снизится. Затем вода в корпусе начнёт греться. При резком закрытии в длинной линии возможен гидроудар.

Почему насос вибрирует на малой подаче? В колесе возникает обратный ток, и нагрузка на вал становится неравномерной — см. статью о вибрации насоса.

Опасна ли работа насоса на закрытую задвижку для двигателя? Для двигателя с радиальным колесом перегрузки нет. Опасность в нагреве воды, уплотнений и подшипников.

Вывод: работа насоса на закрытую задвижку допустима только коротко, например при пуске крупного центробежного насоса. Долго насос должен работать в рабочем диапазоне около точки наибольшего КПД и не ниже минимальной подачи. Если воды нужно меньше, насос переводят на работу по уровню или подбирают меньший. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Эрлифт — это водоподъёмник без насоса в воде. Сжатый воздух подают в нижнюю часть трубы, и смесь воды с пузырьками поднимается вверх. В воде нет ни двигателя, ни рабочего колеса, поэтому песок и ил эрлифту почти не вредят. Зато КПД у него низкий, а высота подъёма ограничена. Рядом с ним часто упоминают гидроэлеватор — струйный насос, который работает от потока воды под напором.

Как работает эрлифт

Труба стоит в воде, а внизу к ней подведён воздух от компрессора. Смесь воды и пузырьков легче, чем вода снаружи трубы. Поэтому наружная вода давит сильнее и выталкивает смесь вверх. Чем глубже стоит форсунка, тем выше эрлифт поднимет воду. Обычно глубина погружения форсунки должна быть больше высоты подъёма над уровнем воды. Иначе эрлифт работает рывками или не работает вовсе.

Компрессор подбирают по давлению и расходу воздуха. Давление должно быть больше давления воды на глубине форсунки: примерно 0,1 бар на каждый метр погружения, плюс запас на потери. Перевод метров в бары объясняет статья о метре водяного столба.

Эрлифт: плюсы и минусы

• Плюсы. Нет движущихся частей в воде, нечему изнашиваться. Эрлифт не боится песка и не забивается мелким мусором.
• Минусы. КПД в разы ниже, чем у погружного насоса. Нужны компрессор и глубокое погружение, а высота подъёма невелика.

Где применяют эрлифт

• прокачка и очистка скважин от песка после бурения;
• подъём донного осадка из колодцев и резервуаров;
• удаление песка из песколовок на очистных сооружениях;
• перекачка воды с илом на небольшую высоту.

В обсадную трубу скважины погружной насос Grindex не проходит. Поэтому для прокачки скважины эрлифт — один из обычных способов. Подробнее — в статье о дренажном насосе для колодца и скважины.

Гидроэлеватор — струйный насос: как работает

Гидроэлеватор — это струйный насос. Рабочую воду под напором подают в сопло, и струя создаёт разрежение в камере вокруг него. Туда подсасывается вода с песком или пульпа, а затем смесь уходит в диффузор и дальше по трубе. Для рабочей воды нужен отдельный насос. Гидроэлеваторы применяют в гидромеханизации и для откачки песка из колодцев. На том же принципе работают эжекторные установки водопонижения — см. статью об эжекторном водопонижении.

Эрлифт, гидроэлеватор или погружной насос

Если воду с песком или илом нужно откачать из приямка или отстойника, погружной насос обычно проще и экономичнее. Для этого есть грязевые и шламовые насосы — см. статьи о насосе для откачки песка и ила и о грунтовом насосе.

Частые вопросы

Почему эрлифт не качает? Чаще всего форсунка погружена слишком мелко или компрессору не хватает давления. Ещё одна причина — утечка воздуха в подводящей линии.

Чем эрлифт отличается от гидроэлеватора? Эрлифт поднимает воду воздухом, а гидроэлеватор — струёй воды под напором.

Можно ли эрлифтом поднять песок? Да, мелкий песок эрлифт поднимает хорошо. Однако при большой высоте подъёма расход воздуха быстро растёт.

Что выбрать для откачки ила из отстойника? Обычно погружной грязевой или шламовый насос с агитатором — см. статью о насосе для отстойника.

Вывод: эрлифт поднимает воду сжатым воздухом и не боится песка, но работает только при глубоком погружении и тратит много энергии. Гидроэлеватор делает то же струёй воды. Для откачки воды с песком и илом из приямков и отстойников выгоднее погружной грязевой или шламовый насос. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.