Потопяеми помпи за отпадни води

Потопяеми помпи за отпадни води

Конструктивни специфики на потопяеми помпи за отпадни води

Потопяемите помпи за отпадни води представляват агрегат, състоящ се от помпена част и електрически двигател, които се потапят в мокри шахти с изпомпваната течност. Възможно е помпата да се съединява с помощта на специална основа към дъното на шахтата с цел по-лесен монтаж и демонтаж, както и да се куплира с маркуч или друга арматура за нагнетателен тръбопровод.

Електрическото захранване към помпата се подава чрез един или повече гъвкави проводници с подходяща за инсталацията дължина. Много потопяеми помпи могат да се инсталират с т.нар. сух монтаж, като обикновени помпи. Този тип на инсталиране на помпите осигурява непрекъсната работа, дори и при евентуално наводняване на сухата камера.

Конструктивни елементи на помпата

Както вече бе посочено, потопяемата помпа има два основни конструктивни възела - помпена част и водоустойчив двигател. От своя страна, помпената част е изградена от работно колело, кожух и необходимите свързващи елементи за различните типове инсталации. Свързващите елементи са водещата част на помпата, която се присъединява към дъното на шахтата, стойка за свободно стоящи помпи и всички необходими свързващи фланци за сух монтаж или уплътнителен пръстен за колонен монтаж на помпи. Електрическият двигател е “сух” със съединен накъсо ротор, който покрива широк диапазон на приложения и натоварвания. Двигателят и помпата обикновено са с общ вал с лагери и уплътнения на вала. Двигателят разполага с водонепропусклив вход за кабела и дръжка за повдигане на помпата.

Видове работни колела на помпите

Потопяемите помпи са с различни работни колела в зависимост от приложението им. В зависимост от вида си, работните колела се класифицират като:
n Работни колела за отпадни води;
n Работни колела с режещ нож;
n Работни колела за аксиални помпи.
Според конструкцията си, работните колела се определят като:
n Затворени;
n Полуотворени и
n Отворени.
На фигура 3 са показани работни колела със затворена - a, полуотворена - b и затворена конструкция - c. Полуотворените и отворените работни колела имат точно определено разстояние между работното колело и кожуха (около 0,5 мм). Ефективността им е силно зависима от износването и се намалява драстично при увеличаване на посоченото разстояние.
Ефектът от износването при отворени и затворени работни колела на потопяемите помпи е показан на фигура 4. Отворените и полуотворените работни колела са високо чувствителни към замърсявания, които могат да попаднат между работното колело и плочата, забавяйки работата или напълно да блокират помпата.
За да се избегне блокирането на помпата или задръстването й, са разработени специални работни колела за отпадни води - едноканални, двуканални и вортексови.

Концепцията на свободния проход

е от специално значение за помпите за отпадни води, уверяват специалисти. Свободният проход представлява способността на помпата да пренася твърди частици заедно с течността, т.е. да не се задръства. Размерността на свободния проход се дефинира като най-големия сферичен обект, който би могъл да премине през работното колело и кожуха на помпата. Когато се определя с два размера, се вземат именно размерите на най-голямото правоъгълно тяло, което преминава свободно през помпата.
Обикновено свободен проход от 80 мм е достатъчен при малките и средни помпи за отпадни води. При по-големите, той трябва да е минимум 100 мм.
Сам по себе си свободният проход не е достатъчен за предотвратяване на запушването на помпата. Размерите и формата на работните колела, като и на лопатките, също следва да са специални. Има случаи, когато проблемите с блокиране на помпите се решават, като се смени помпата, дори и с модел с аналогични свободен проход, работно колело и обороти, но от друг производител.
Диаметърът и топологията на тръбопровода за отпадни води е много важен за осигуряване на оптимална работа на помпите. Реалните условия в системи за отпадни води не могат да се симулират в лаборатория и добрите помпени производители разчитат на дългогодишен опит и реални изпитания на място.

Едноканални и двуканални работни колела

Едноканалното работно колело (фиг. 5) е проектирано за най-добър КПД в рамките на зададения свободен проход. Характерно за него е, че твърдите частици могат да преминат през работното колело по един-единствен път, което осигурява добра устойчивост срещу задръстване. Асиметричната форма на работното колело изисква поставянето на балансиращи тежести. Най-високият КПД е в диапазона 70 - 75%.
Двуканалните работни колела (фиг. 6) се отличават с не толкова добри характеристики по отношение на пренасянето на влакнести материали. Дългите влакна могат да влязат едновременно в двата канала и по този начин да блокират помпата. Недостатъкът се избягва чрез прецизен дизайн на входа на двата канала, което е постижимо чрез изследване на работното колело в реални условия на т.нар. тежки помпени станции. С оптимална конструкция и свободен проход от 100 мм, двуканалните работни колела биха могли да пренасят неекранирани отпадни води. Най-високият постижим коефициент на полезно действие е от порядъка на 80 - 85%.

Три- и четириканални работни колела

При много големи помпи е възможно използването на работни колела с три или четири лопатки. Характерен за тях е свободен проход от 100 мм и добри способности срещу блокиране. При тези работни колела най-важна е конструкцията на направляващите и входа на лопатката. Коефициентът им на полезно действие е в диапазона 82 - 86%.

Вортексови работни колела

Принципът на работа на работните колела от тип вортекс (фиг. 7) е създаването на силни вихрови движения на флуида в отворения кожух на помпата. Изпомпването при тях е индиректно, тъй като работното колело се намира извън основния поток на течността. Вортексовите работните колела имат отлични характеристики срещу блокиране и се отличават с много плавна работа. Най-високият им КПД е около 50%.

Специфики на битови помпени системи за отпадни води

Конструкция: Повечето потопяеми помпи за отпадни води са с режещ нож или вортексови работни колела. Имат свободен проход от 50, 65 или 80 мм.
Система: Системите са с 1 или 2 помпи, с малък брой и обем на резервоарите. По принцип са с малки диаметри на тръбопроводите - DN50, DN65 до DN80.
Материали: Предимно се използват чугунени помпи и стандартни гумени уплътнения.
Управление: Елементарно и ефективно управление, предимно базирано на използването на поплавъци и релета.