Устройство грязевого насоса: узлы, принцип работы и отличия от дренажного

Грязевой насос стоит между двумя соседями. Дренажный рассчитан на воду с мелкой взвесью, шламовый — на плотную абразивную пульпу. Грязевой берёт то, что посередине: воду с песком, илом, глиной, листьями и строительным мусором. Отсюда и его устройство — всё в нём подчинено одной задаче: пропустить твёрдое насквозь и не остановиться. Ниже — из чего он состоит, как работает и чем отличается от соседей по классу.

Из чего состоит грязевой насос

Погружной насос для грязной воды собран вокруг вертикального вала. Сверху находится двигатель, снизу — проточная часть, а между ними проходит граница, которую держит уплотнение. Узлов немного, но у каждого своя роль.

• Рабочее колесо. Открытое или полуоткрытое, с широкими каналами между лопатками. Оно хуже закрытого по КПД, зато пропускает крупные частицы и не забивается волокном. Сравнение конструкций — в статье о типах рабочих колёс.
• Корпус-улитка. Собирает поток с колеса и превращает скорость в напор. У грязевых машин он толстостенный и рассчитан на удары камней и песка.
• Всасывающая сетка или решётка. Задаёт, какой максимальный кусок пройдёт в насос. Её просвет и есть паспортный «проход частиц».
• Вал и подшипники. Передают момент от двигателя. Подшипники стоят в сухой части, перекачиваемая среда до них не доходит.
• Торцевое уплотнение. Главный узел живучести: отделяет мокрую часть от двигателя. Как правило, двойное, в масляной камере. Когда его меняют — в материале о замене сальника и уплотнений.
• Двигатель. Закрытого исполнения, со встроенной термозащитой. Охлаждается средой снаружи, а у части моделей — рубашкой охлаждения, которая позволяет работать при частичном погружении.
• Кабельный ввод и кабель. Герметичный ввод не пускает воду по жилам внутрь двигателя. Поднимать насос за кабель нельзя — только за ручку или трос.

Принцип работы насоса для грязной воды

Принцип работы насоса для грязной воды такой же, как у любой центробежной машины, — разница в том, что проходит через проточную часть. Цикл повторяется непрерывно:

1. вода с включениями заходит через сетку снизу или сбоку корпуса;
2. колесо захватывает смесь и разгоняет её от центра к краю;
3. улитка собирает поток и переводит скорость в давление;
4. смесь уходит в напорный патрубок и дальше по рукаву или трубе.

Всасывающей линии у погружной машины нет — она стоит прямо в воде. Поэтому её не нужно заливать перед пуском, и она не теряет воду на подсосе воздуха, как поверхностный насос. Общая гидравлика погружных машин подробно разобрана в статье о том, как работает погружной насос.

Важная деталь: твёрдое проходит через колесо, а не задерживается перед ним. Поэтому грязевой насос не фильтрует воду, а переносит грязь вместе с ней. Если частицы крупнее прохода, их останавливает сетка — и это уже не работа насоса, а сигнал, что машина подобрана мельче задачи.

Чем устройство грязевого насоса отличается от дренажного и шламового

Все три класса внешне похожи, но устроены под разную среду. Разница видна по колесу, проходу частиц и частоте вращения.

Проходы в таблице взяты из сводной таблицы моделей Grindex. Шламовые машины работают на пониженных оборотах: окружная скорость колеса меньше, абразив стачивает его медленнее. Грязевой насос этого запаса не имеет, поэтому на густой пульпе изнашивается быстро. Как выбрать между классами, разобрано в статьях «Дренажный или грязевой насос» и «Грязевой или шламовый насос», а устройство соседа по абразиву — в статье об устройстве шламового насоса.

Устройство на примере грязевой серии Grindex

У Grindex грязевая серия состоит из четырёх моделей. Все они устроены по одной схеме, а различаются размером колеса, проходом частиц и мощностью. Значения в таблице — паспортные максимумы с карточек моделей.

По таблице хорошо видно, как устройство определяет характеристику. У Senior самый широкий проход и большая подача, но напор всего 8 метров: широкие каналы колеса пропускают крупное, зато хуже создают давление. Sandy при той же массе устроен иначе: в исполнении H он поднимает воду на 39 метров, но пропускает частицы до 32 мм, а в исполнении N проход шире, подача больше, напор ниже. Это и есть главный компромисс грязевого насоса — между проходом и напором. Подробно о серии — в обзоре грязевых насосов Grindex.

Паспортные напор и подача — концы кривой: максимальный напор достигается при нулевой подаче, максимальная подача — при нулевом напоре. Реальная рабочая точка лежит между ними, поэтому модели сравнивают по кривой, а не по крайним цифрам. Как читать паспорт, объясняет статья о характеристиках насоса.

Почему грязевой насос забивается или не запускается

Почти все отказы грязевого насоса объясняются его устройством. Он рассчитан на определённый размер частиц и на погружение в воду — нарушение любого из этих условий быстро выводит его из строя.

• Насос забивается. В воде есть включения крупнее паспортного прохода, или волокно (тряпки, плёнка, корни) наматывается на колесо. Второй частый случай — насос стоит прямо в иле и зарывается в него. Решение — подставка или подвес над дном, проверка крупности включений и при необходимости модель с большим проходом. Все причины собраны в статье о том, почему насос забивается.
• Насос гудит, но не качает. Колесо заклинило песком или камнем после остановки: осадок оседает в проточной части, пока машина стоит. Её поднимают, промывают и проверяют проворот вала.
• Насос не запускается. Сработала термозащита после перегрева, нет фазы, повреждён кабель или выключился поплавок. Порядок проверки — в статье «Насос не запускается».
• Насос отключается через несколько минут. Обычно это сухой ход: уровень упал ниже допустимого, двигатель перестал охлаждаться, и сработала термозащита.

Что изнашивается первым

На воде с песком порядок износа предсказуем. Первым стачивается рабочее колесо и улитка: зазор между ними растёт, и подача падает при том же напоре. Дальше страдает торцевое уплотнение, а если его вовремя не заменить, вода добирается до масляной камеры и обмоток. Поэтому износ ловят не по звуку, а по подаче: если насос стал качать заметно медленнее на той же трассе, пора смотреть колесо.

Ресурс грязевого насоса держится на трёх привычках: не ставить его в ил, не давать ему работать всухую и промывать после работы со стоками и глиной. Регламент проверок — в статье об обслуживании грязевого насоса, механика износа — в материале об абразивном износе.

Частые вопросы

Чем грязевой насос отличается от дренажного по устройству? Колесом и проходом частиц. У дренажного колесо закрытое и проход 5–12 мм, у грязевого — открытое или полуоткрытое, проход 32–80 мм.

Есть ли у грязевого насоса фильтр? Нет. Всасывающая сетка лишь ограничивает размер частиц, всё, что меньше неё, проходит через колесо и уходит в напорную линию.

Можно ли перекачивать грязевым насосом густую пульпу? Нет. Плотная абразивная смесь быстро стачивает колесо, для неё нужен шламовый насос с пониженными оборотами.

Почему у грязевого насоса меньше напор, чем у дренажного той же мощности? Широкие каналы колеса пропускают крупное, но хуже создают давление. Это плата за проход частиц.

Какой грязевой насос работает от 220 В? В серии Grindex это Solid на 0,9 кВт и однофазный Salvador на 1,5 кВт.

Вывод: устройство грязевого насоса построено вокруг прохода частиц — открытое колесо, широкая сетка и защищённое уплотнение позволяют ему перекачивать воду с песком и мусором. Выбирайте модель по крупности включений, затем по рабочей точке, и не ставьте машину в ил. Как это сделать по шагам, объясняет статья как выбрать грязевой насос. Производитель оборудования — шведская компания Grindex.