Вихревые насосы. 
Гидравлические машины

Напор вихревого насоса в 4…6 раз больше, чем центробежного, при тех же габаритах и частоте вращения. Вихревые насосы выпускают одноступенчатыми и двухступенчатыми. Кроме того, вихревые насосы обладают самовсасывающей способностью, что позволяет использовать их в качестве вакуум-насосов при заливе крупных центробежных насосов. У вихревых насосов относительно невысок КПД (25…55%). Выпускают комбинированные насосы, у которых в одном корпусе размещены и вихревые, и центробежные колеса.

Сопоставление технических данных вихревых и центробежно-вихревых насосов показывает, что при одинаковых подачах вихревые и центробежно-вихревые насосы работают при более высоких напорах, но относительно низких КПД.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАСОСЫ И ВОДОПОДЪЕМНЫЕ СРЕДСТВА

Эрлифты (эмульсионные водоподъемники). Применяют эрлифты в канализации для подъема хозяйственно-фекальных и отработанных производственно-сточных вод.

Обычно эрлифт представляет собой подъемную трубу, предназначенную для поднятия смеси воды с воздухом. Трубу опускают в скважину, к которой по другой трубе подводится сжатый воздух. Обе трубы вставляют в обсадную трубу скважины и опускают до уровня воды.

Принцип действия эрлифта заключается в следующем. При погружении в воду подъемная труба заполняется водой. Подведенный в трубу воздух с водой образует водовоздушную смесь, которая имеет меньшую плотность по сравнению с водой и, следовательно, поднимается на более высокий уровень. Таким образом вода транспортируется из скважины в водовоздушный резервуар. Здесь вода освобождается от воздуха и самотеком уходит к потребителю.

В случае временного использования эрлифтных установок (например, на строительстве при водопонижении или на изысканиях при выполнении пробных откачек) можно обойтись без водоподъемных труб. В этом случае воздух, подведенный по водоподъемной трубе 4, выпускается прямо в обсадную трубу, где и смешивается с водой. Образующаяся водовоздушная эмульсия будет изливаться непосредственно через обсадные трубы.

Преимущества эрлифтов: отсутствие трущихся и перегораживающих деталей в скважине, возможность пропуска загрязненных вод и использования искривленных скважин, простота устройства и т. д.

Основные недостатки: низкий КПД эрлифтовой установки (10… 15%), необходимость второго подъема воды из сборного резервуара к потребителю с помощью центробежного или другого насоса и необходимость значительного (не менее 50% суммарной высоты) погружения форсунки эрлифта под динамический горизонт воды (ДГВ), образующийся при работе эрлифта.

Водоструйные насосы.

В водоструйном насосе рабочая вода под давлением подводится по трубе 1 к соплу 2, а из него с увеличенной скоростью попадает в цилиндрический участок — смеситель 3. Здесь из-за создавшегося разрежения вода из холодца или скважины подсасывается и перемешивается с рабочей водой. Далее смешанный поток воды поступает в расширяющийся участок насоса — диффузор 4, где в связи с понижением скорости давление (напор) увеличивается до такого предела, который обеспечивает дальнейший подъем и перемещение воды по трубе 5 к потребителю.

Водоструйные насосы характеризуются простотой устройства и обслуживания, так как не имеют трущихся частей и клапанов. Они малочувствительны к загрязнению воды, и потому их часто применяют для перекачки пульпы, угольного шлама, ливневых и сточных канализационных вод.

В практике сельского водоснабжения водоструйные насосы обычно используют в комбинации с центробежными для увеличения их высоты всасывания. Преимущество такой установки состоит в том, что в скважине нет вращающихся деталей, а центробежный насос и электродвигатель располагаются на земной поверхности, в удобном для осмотра месте.

Недостаток водоструйных насосов — низкий КПД (не выше 30…32%).

Артезианские насосы. Различают глубинные и электропогружные артезианские насосы. Глубинные насосы подвешивают и скважине на колонке нагнетательных труб. Электродвигатель установлен над устьем скважины на опорной станине. Предусмотрено колено для отвода воды в горизонтальный трубопровод. Приводной вал, нагнетательные трубы и корпус насоса собраны из отдельных секций. Вал насоса укреплен в промежуточных опорах.

Электропогружной насос соединен непосредственно с электродвигателем и погружен в скважину ниже уровня воды. Кабель питания электродвигателя спускается в скважину одновременно с навеской нагнетательных труб.

Электропогружные насосы могут работать в загрязненной воде, хотя из-за большого содержания обратных частиц срок службы насосов сокращается. Наиболее распространены скважинные насосы с трансмиссионным валом и с погружным электродвигателем.

Ленточные водоподъемники. Ленточные шнуровые водоподъемники простейшие водоподъемные механизмы, предназначенные для подъема малых количеств воды (до 5 л/с) из шахтных колодцев на пастбищах и фермах.

Рабочий орган — прорезиненная лента (обычные приводные ремни) шириной 100 мм, толщиной 4…6 мм, со сшитыми концами, перекинутая через верхний и нижний шкивы. Верхний шкив приводится во вращение от электродвигателя 2 или чаще всего — от двигателя внутреннего сгорания 34Д-4,5, широко применяемого в животноводческих хозяйствах. Нижний направляющий шкив, с лентой в натянутом состоянии опускают в колодец под уровень воды. Для лучшего натяжения рабочего органа (ленты) на нижний шкив подвешивают груз блокового натяжного устройства 4.

При большой глубине колодца, для исключения перекрещивания ленты при движении груз подвешивают на шарнирных трапецеидальных подвесках таким образом, чтобы он лежал на дне колодца. При вращении верхнего шкива одна ветвь ленты движется вверх, другая — вниз, в колодец.

Рис. Ленточный водоподъемник: 1—ведущий шкив; 2— электродвигатель; 3— шахтный колодец; 4— блоковое натяжное устройство; 5— лента — водоподъемная ветвь

Ветвь ленты, идущая вверх, во время движения смачивается водой. Подойдя к верхнему шкиву, ветвь ленты, смоченная водой, начинает перегибаться по шкиву. Вода, капиллярно сцепленная с лентой, приобретает центробежную силу, по инерции устремляется вверх, срывается с ленты и попадает в верхний кожух, а оттуда — в водоприемный бассейн. Нисходящая ветвь ленты уходит вниз, в колодец. Чтобы вода из верхнего кожуха не утекала обратно в колодец, в кожухе сделаны прорези для прохода ленты с открылками в виде коробки, где вода задерживается. Водоподъемники могут поднять воду на большую высоту (до 100 м и более), серийно выпускаемые — до 50 м. Технические характеристики ленточных водоподъемников приведены в табл.