Устройство и принцип действия вибрационного насоса

Многие дачники, выбирая агрегат для дачи,  отдают предпочтение недорогим, надёжным, простым и экономичным насосам вибрационного типа. С его помощью можно решать много задач – поливать огород, качать воду из колодца или открытого водоёма, осушать затопленный подвал. В нашей статье мы подробно изучим, как сконструирован вибрационный насос, а также его принцип работы. Такие знания помогут вам определиться с выбором агрегата. Эти неприхотливые в обслуживании и сравнительно недорогие насосы имеют свои слабые стороны. Чтобы принять правильное решение о целесообразности использования такого оборудования, необходимо разбираться в характеристиках и знать все недостатки подобных агрегатов.

Конструктивные особенности

Все погружные вибрационные агрегаты, в том числе и насос Малыш, имеют довольно простое строение :

1. Мотор – это электромагнит с сердечником в форме буквы «П», выполненным из нескольких стальных пластин и обмотки, которая покрыта изоляционным лаком. Весь сердечник находится в защитном покрытии из эпоксидной смолы, смешанной с кварцевым песком. Сердечник расположен в силовой части агрегата. Смола используется для фиксации электромагнита и изоляции обмотки от влаги. Песок в составе покрытия нужен для улучшения теплоотдачи мотора.
2. Вибратор. Это изделие, состоящее из второй части электромагнита с закреплённым на нём штоком. С тыльной стороны штока находится амортизирующая прокладка в виде резиновой шайбы. Чем качественней выполнена амортизация, тем производительней и экономичней погружной агрегат вибрационного типа. За этой деталью располагается дистанционная муфта из пластика. Она опирается на резиновую деталь и изолирует камеру насосного оборудования с водой от камеры с электродвигателем. Во внутренней части муфты располагается диафрагма, которая нужна для фиксации и направления штока.
3. Камера нагнетания воды. Из этой ёмкости жидкость выталкивается в магистраль по специальным каналам.
4. Любой вибрационный насос имеет всасывающую камеру. В эту ёмкость жидкость закачивается из водозабора.
5. Амортизатор с защитным металлическим кольцом.
6. Для регулировки хода поршня в вибрационном агрегате используются шайбы. Чтобы отрегулировать производительность насоса, необходимо уменьшить или добавить количество шайб.
7. В моделях таких насосов используется длинный шток, который заходит во всасывающую камеру. Для этого в этой камере выполнены специальные направляющие кольца, внутри которых ходит шток. Благодаря этому удаётся увеличить производительность насоса, поскольку поперечные движения штока ограничены.
8. Погружной вибрационный агрегат для воды, например, модель Малыш, имеет обратный клапан. Это резиновая вставка в форме гриба. Через этот клапан вода может проникать внутрь камеры, но не может выходить назад, поскольку под давлением поршня клапан плотно закрывается. Для эффективной работы агрегата очень важно, чтобы этот клапан был эластичным. В противном случае не будет плотного закрывания, и часть воды будет вытекать назад.
9. Для фиксации поршня в насосе используется специальная гайка.
10. Главная деталь насоса Малыш или другого вибрационного агрегата – резиновый поршень. Он быстрее всего изнашивается из-за грязной воды.
11. Каналы для подачи воды в магистраль. Транспортировка жидкости по этим каналам происходит из-за повышения давления в нагнетающей ёмкости насоса.

Важно: наиболее уязвимыми деталями насосного оборудования данного типа являются резиновый поршень и обратный клапан. Они особенно сильно реагируют на загрязнённую воду. Остальные детали насосов Малыш и других агрегатов вибрационного типа довольно долговечные. Однако из-за сильных вибраций они могут выйти из строя.

Принцип действия

Все вибрационные насосы работают за счёт того, что давление в нагнетающей камере постоянно изменяется. Закачка воды в эту ёмкость осуществляется посредством возвратно-поступательных движений поршня.

Принцип действия погружной вибрационной модели насоса выглядит так:

1. После включения оборудования в сеть на обмотку катушки поставляется ток, который способствует возникновению магнитного поля.
2. Из-за намагничивания катушки вокруг сердечника к ней притягивается вибратор, расположенный в нагнетательной камере.
3. Благодаря этому резиновый поршень посредством штока изгибается и приближается к нагнетательной камере. За счёт этого во всасывающей ёмкости снижается давление.
4. Это способствует тому, что во всасывающую камеру затягивает воду из источника через обратный клапан.
5. Переменный ток способствует тому, что на небольшой промежуток времени намагничивание исчезает. В результате этого шток возвращается обратно благодаря амортизатору.
6. Поршень давит на воду, которая находится во всасывающей ёмкости. Это приводит к повышению давления в камере.
7. Поскольку обратный клапан находится в закрытом состоянии из-за давления воды, жидкость устремляется в нагнетательную камеру.
8. Когда намагничивание возвращается, шток с поршнем отодвигается назад, способствуя повышению давления в нагнетательной камере. Благодаря этому вода продвигается по каналу к магистральному трубопроводу. В этот же момент во всасывающей ёмкости давление понижается, за счёт чего жидкость засасывается из источника.

Важно знать: поскольку такт намагничивания и размагничивания повторяется около 100 раз/сек., то движения штока превращаются в вибрации. Именно поэтому агрегаты и получили название вибрационных насосов.

Сфера использования

Благодаря несложной конструкции Малыш и другие погружные насосы вибрационного типа простые в обслуживании. Поскольку в насосе нет вращающихся частей и сложных механизмов, ничего не нужно смазывать. Это способствует тому, что детали практически не нагреваются и меньше изнашиваются. Вибрационные насосы для колодцев могут перекачивать даже воду, насыщенную щелочами или минеральными солями. Они могут функционировать при любой температуре среды.

Однако вибрации, создаваемые насосом Малыш или другой моделью такого оборудования, сами по себе довольно разрушительные. Из-за вибраций может происходить смещение конструкций гидротехнического сооружения, а также подниматься ил и мусор со дна источника. Именно это свойство и откладывает отпечаток на сферу использования данных агрегатов.

Вибрационный агрегат Малыш или другую модель можно использовать для таких целей:

• С помощью такого оборудования можно производить откачивание воды из только что выкопанного колодца для его раскачки.
• Чтобы почистить колодец или осмотреть водоносные ключи, необходимо откачать всю воду. С этой задачей справится вибрационный насосный агрегат.
• Оборудование можно использовать для перекачивания воды из колодца в хозяйственных, питьевых и бытовых целях.
• Насос подходит для перекачки воды из цистерны, бака, резервуара, озера, реки, бассейна или другого водоёма.
• Для осушения затопленных помещений, котлованов, подвалов, траншей.

Внимание: вибрационный насос для скважины лучше не использовать, поскольку вибрации от этого оборудования могут негативно повлиять на целостность гидротехнического сооружения. Однако иногда владельцы дач и загородных домов с успехом используют агрегат Малыш в скважине.

О тонкостях использования в скважине

Чтобы понять, почему нельзя использовать вибрационный насос для скважины, нужно разобраться в тонкостях процессов, происходящих в гидротехническом сооружении. Как правило, трубопровод, по которому происходит откачивание воды из скважины, опускается до самого водоносного горизонта. На конце этой трубы стоит сетчатый фильтр, который задерживает мелкие примеси и не даёт им попадать в трубопровод вместе с водой. В результате этого со временем на этом фильтре собирается много мусора, песка, ила и частичек глины. В итоге налёт может принимать конусовидную форму.

Поскольку любой мощный вибрационный агрегат, будь то Малыш или другая модификация, создаёт сильные вибрации во время работы, от которых  конус из примесей приходит в движение. В итоге крупные частицы мусора поднимаются наверх конуса, а мелкие опускаются глубже к поверхности фильтра. Это приведёт к уплотнению  мелких примесей на сетке и засорению фильтра настолько, что он не будет пропускать воду. В итоге дебет гидротехнического сооружения понизится.

Может возникнуть и другая ситуация. Работа вибрационного насоса способствует формированию в воде вихревого потока, который будет поднимать со дна сооружения мелкие примеси, не задерживающиеся сеткой фильтра. Это может привести к двум вариантам исхода:

• Мелкий песок будет засасываться с водой, и из крана у вас будет течь вода с песком. Обычно в этом случае говорят, что скважина «пескует».
• Если песок забьёт насосное оборудование и трубопровод, то подача воды прекратиться и можно говорить, что скважина заилилась.

Очень многое при эксплуатации вибрационного агрегат Малыш в скважине зависит от породы грунта, в котором пробурено гидротехническое сооружение. Многие владельцы с успехом используют подобное оборудование в скважине. Всё дело в том, что их конструкции построены в плотных породах из камня, кварца, крупного песка. В итоге крупные частицы породы не могут забивать фильтр, и насос вместе со всем гидротехническим сооружением работает исправно. А вот те владельцы, которые использовали подобное оборудование в скважине, построенной на мелкий песок или супесь, очень быстро столкнуться с заиливанием или пескованием скважины.

Однако иногда даже в сооружениях, возведённых в плотной каменной породе, вибрационный агрегат может нанести вред. Всё дело в том, что постоянные вибрации, создаваемые прибором, могут со временем вызвать смещение деталей обсадной колонны. Это может привести к обвалу скважины, а если гидротехническое сооружение находится недалеко от дома, то и разрушению фундамента.

Хотя в некоторых случаях вибрация агрегата может быть полезной. Например, подобное оборудование с успехом используется для разработки и прокачки новых скважин. Небольшое разрушение породы в этом случае способствует увеличению производительности гидротехнического сооружения. Однако выполнять работу по раскачке водозабора может только специалист.

Технические характеристики

При выборе вибрационного агрегата стоит обратить внимание на такие параметры:

• Производительность насосного оборудования не должна превышать дебет источника. Как правило, такие насосы могут иметь низкую производительность (370 л/ч), среднюю (750 л/ч) и высокую (от 1500 до 3000 л/ч).
• Высота подъёма жидкости. При выборе этого параметра необходимо учесть глубину, на которой установлен насос, протяжённость горизонтального трубопровода до дома и прибавить 20 % на потери. Насосы вибрационного типа могут давать напор от 40 до 80 м.
• Глубина погружения у подобных агрегатов одинаковая и равна 7 м.
• Внешний диаметр равен 76-106 мм. Для скважин нужно выбирать агрегаты с диаметром меньшим, чем внутреннее сечение обсадной колонны.
• Расположение всасывающего отверстия на корпусе может быть сверху или снизу. Лучше выбирать агрегаты с верхним расположением всасывающего патрубка, поскольку так прибор не сможет засасывать воду с песком со дна источника. Располагать агрегат стоит не ближе 30 см от днища водозабора. Агрегаты с нижним расположением всасывающего патрубка подходят для прокачки скважины или колодца, для откачки воды из затопленного подвала, котлована или траншеи. При этом прибор размещается на 10 см выше дна.

Важно: чтобы вибрационный агрегат с нижним всасывающим отверстием не перегревался, лучше использовать модели с термозащитой.

Слабые места

Хоть вибрационное насосное оборудование и отличается простой, неприхотливостью и приемлемой ценой, всё же у него есть свои слабые места. Так, при эксплуатации прибора стоит учесть следующее:

• Агрегат не любит работать «на сухую». Иногда даже полуминутной работы без воды хватит, чтобы прибор перегрелся и вышел из строя. Это не касается моделей с термозащитой.
• От сильных вибраций довольно часто происходит раскручивание резьбовых соединений. Особенно это касается мест крепления поршня и обратного клапана. Чтобы этого не происходило, сразу после покупки насоса стоит заменить обычные гайки на самоконтрящиеся крепёжные изделия.
• Болты на корпусе подвержены коррозии. Обычно корпус таких приборов выполнен из алюминия, а болты – из стали. Поэтому даже оцинкованное покрытие не защищает их от коррозии. Для защиты этой части конструкции все болты сразу после приобретения оборудования рекомендуется заменить изделиями из цветных металлов.
• Детали из резины очень быстро изнашиваются от перекачки воды с примесями. Это приводит к снижению производительности насосного оборудования. Для предотвращения этого  необходимо использовать фильтрационную сетку на всасывающем отверстии трубопровода.
• Слишком сильная или недостаточная фиксация обратного клапана. Перед использованием прибора его необходимо отрегулировать самостоятельно.
• Агрегат очень чувствителен к перепадам напряжения, поэтому его можно использовать только со стабилизатором. При падении напряжения в 2 раза снижается производительность, а при повышении – возрастает нагрузка на узлы и детали агрегата.