Водоструйный насос лабораторный принцип работы

Насосы лабораторные вакуумные: устройство, принцип действия, типы — мембранный, водоструйный, электрический

Лабораторный насос – вакуумное оборудование, которое применяется в стенах научно-исследовательских институтов, при экспериментальной имитации пространств с различными свойствами и для проведения опытных разработок. Он отлично интегрируется в различные исследовательские установки.

Насос лабораторный

Устройство имеет особую схему и принцип функционирования, что позволяет использовать его также в промышленности и в составе комплексных насосных станций.

Насосы лабораторные: устройство

Существует несколько разновидностей лабораторного насоса, отличающиеся принципом работы и способом нагнетания газов. Наиболее известен мембранный лабораторный насос. В нем разность давлений и, следовательно, продвижение газового вещества к выходному отверстию осуществляется за счет колеблющихся движений мембранной перегородки, которая крепится к центральному маховику.

Насосы лабораторные: устройство

Другой вид вакуумного оборудования – пластинчато-роторный насосный агрегат. В нем сжатие и вытеснение воздуха происходит благодаря мощному вращению ротора, укомплектованного тонкими, но прочными пластинами, прикрепленными под определенным углом. Контакты с окружающей средой блокируются тонким масляным слоем, нанесенным внутри корпуса. Наконец, выпускаются также аппараты с поршневым механизмом. Увеличение давления на газы в них происходит благодаря непрерываемому изменению объемов рабочей камеры вслед за движениями поршня. Различают поршневые компрессоры для обработки газов и для перекачивания жидкостей, а также одноступенчатые и двухступенчатые модели.

Таким образом, в разных вариациях лабораторного насоса отличается тот элемент, который фактически и нагнетает воздух – диафрагма, роторная пластина или классический поршень. Эти детали служат для выполнения различных производственных задач. Еще одно отличие – способ запуска вакуумного прибора. Он может быть приведен в рабочее состояние электродвигателем, механически либо с помощью ручного управления. Если сравнивать механизмы работы лабораторного аппарата между собой, то можно сделать следующие выводы.

1. Эффективность работы масляного оборудования будет выше, чем у сухих насосов. Хотя такое устройство нуждается в периодическом обновлении смазки, оно способно создать разрежение на двадцать процентов выше, чем безмасляные аналоги.

2. Для эксплуатации пластинчато-роторного насоса необходимо приобретать дополнительные запчасти – регуляторы и ловушки для масляных паров и частиц.

Насосы лабораторные принцип действия

Вся линейка моделей лабораторных вакуум-насосов может обрабатывать неагрессивные газы, а для работы с тяжелыми парами жидкостей или коррозийными газами необходимо заказывать прибор с корпусом, выполненным из безопасного и химически стойкого материала. Лабораторные насосы устойчивы к колебаниям температур и могут эффективно работать при минусовых значениях.

Насосы лабораторные принцип действия

Поскольку мембранные насосы получили самое большое распространение среди всей линейки лабораторной техники, расскажем о них подробнее. Это безмасляный агрегат, который работает без применения технических смазок и растворов. Если на поверхности диафрагмы из-за особых свойств обрабатываемого вещества или условий окружающей среды через некоторое время после запуска образуется конденсат, то он испаряется благодаря автоматической функции стабилизации.

Лабораторный вакуумный насос

Мембранный лабораторный насос имеет компактные размеры, низкую степень электропотребления и не создает шума даже на пике работы. Благодаря этому существенно расширена область применения компрессора – его можно без опасений использовать для проведения точных научных исследований, а отсутствие масла в устройстве позволило поставлять такую технику для фармацевтических, медицинских и пищевых нужд.

Лабораторный вакуумный насос

Диафрагма, центральный элемент прибора и другие контактирующие с обрабатываемым веществом элементы защищены от воздействия агрессивной газовой среды благодаря тефлоновому напылению. Сам корпус аппарата пригоден для эксплуатации в условиях высокой влажности воздуха. Сохранить высокую мощность прибора во время проведения работ в неординарной среде позволяет система балансировки. Поставщики гарантируют долгий срок службы товара даже при активном использовании в специфических условиях окружающего пространства.

Диафрагменные лабораторные компрессоры могут создавать как низкий, так и высокий вакуум – до 100 мбар. Если необходимо добиться слабого разрежения, то подойдет агрегат с двумя насосными головками, достигающий значений от 2 до 8 мбар. При работе в нестандартных условиях или в опасной среде изготовители рекомендуют использовать подходящие фильтры, клапаны и улавливатели.

Лидеры среди поставщиков лабораторной техники на российский рынок – компании из Китая, Германии и США.

ПОЛУЧЕНИЕ ВАКУУМА

Современная техника позволяет создавать вакуум (остаточное давление) порядка 10-8 10-10 мм рт. ст. Однако при обычных лабораторных работах такой вакуум не требуется, он бывает нужен только при особых работах.

Целесообразно выделить следующие виды вакуума: обычный-до 5 мм рт. ст., средний—до 10-3 мм рт. ст., глубокий — меньше 10-3 мм рт. ст.

Вакуум достигается при помощи вакуум-насосов, и для достижения того или иного вакуума применяются соответствующие насосы, отличающиеся по конструкции или по принципу действия.

Для создания обычного вакуума применяют уже упоминавшиеся водоструйные вакуум-насосы. Действие их основано на том, что давление жидкости, протекающей по трубе, при уменьшении диаметра уменьшается, но скорость движения струи возрастает. Вода из водопровода протекает через конически суживающуюся трубку, из сопла которой она поступает в другую, расположенную ниже, трубку и выливается наружу. В сужении первой трубки свободная струя воды также сужается, поэтому здесь преобладает очень высокая скорость и небольшое давление. При этом воздух захватывается струей и выводится наружу.

Этими насосами можно достичь остаточного давления, не превышающего давления насыщенных паров воды при данной температуре. В табл. !2 приведены значения давления паров воды при некоторых температурах,

Зависимость давления паров воды от температуры

Как видно из таблицы, чем ниже температура водопроводной воды, тем более низкого вакуума можно достичь при помощи водоструйного насоса.

Рис. 303. Водоструйные стеклянные вакуум-насосы.

При выборе конструкции водоструйного насоса следует обращать внимание на экономическую целесообразность прибора, т. е. на расход воды в литрах в 1 мин.

Водоструйные стеклянные насосы бывают самой разнообразной формы (рис. 303).

Водоструйные насосы через насадку прикрепляют к водопроводному крану (рис. 304),

На верхний конец насоса надевают толстостенную резиновую трубку или лучше прорезиненный шлаиг длиной 10 см, который в двух-трех местах прикрепляют мягкой (отожженной) железной проволокой, чтобы не просачивалась вода. Свободный конец резиновой трубки надевают на насадку крана и также в двух-трех местах сильно стягивают проволокой. Когда насос прочно прикреплен, его проверяют; для этого водопроводный кран постепенно открывают и закрывают отверстие бокового отростка пальцем. Если палец присасывается быстро— насос исправен, если же присасывается плохо или совсем не присасывается — насос для работы негоден, и его заменяют другим.

Рис. 304. Насадка к водопроводному крану для креплення водоструйных насосов.

Рис. 305. Предохранительная склянка к водоструйному насосу

На боковой отросток надевают толстостенную резиновую, так называемую вакуумную трубку подходящего размера. Если же толстостенной трубки нет, можно воспользоваться стеклянной трубкой подходящего диаметра, которую соединяют одним концом с вакуум-насосом, а другим с прибором, в котором создается вакуум. Для соединения можно применять обычные резиновые трубки, но при этом стеклянные трубки должны соприкасаться друг с другом встык.

Для большей гибкости стеклянную трубку можно разрезать на куски длиной по 15 см и соединить их между собой, как описано выше. После долгой работы в вакуум-насосе скапливаются окислы железа, которые могут закупорить отверстие внутренней трубки, через которую вытекает вода. Поэтому рекомендуется хотя бы один раз в год разобрать насос и промыть его разбавленной соляной кислотой до полного удаления желтых пятен.

Читайте также  Гидрораспределители типы конструкция работа маркировка

Резиновая трубка, надетая на боковой отросток, никогда не должна соединяться непосредственно с тем сосудом, из которого удаляют воздух. Между насосом н сосудом должна находиться предохранительная склянка. Вульфа, так как при падении давления «в водопроводной сети вода из насоса начинает переливаться через боковой отросток и при отсутствии предохранительной склянки попадает в сосуд, из которого удаляют г.оздух. В предохранительную склянку (рис. 305) через резиновую пробку вставляют почти до дна стеклянную трубку, на наружный конец которой надевают резиновую трубку, соединяющую предохранительную склянку с водоструйным насосом. В другую пробку также вставляют стеклянную трубку, выступающую на 2—3 см из узкого конца пробки; эту трубку соединяют с колбой Бунзена.

Если вода начнет поступать в предохранительную склянку, сосуд, из которого удаляют воздух, нужно осто-. рожно выключить и, не закрывая водопроводного крана, дать насосу работать некоторое время вхолостую. При этом вода из предохранительной склянки полностью удалится.

Вместо короткой стеклянной трубки для оборудования склянки Вульфа лучше применить трехходовой кран. В этом случае при заполнении предохранительной склянки водой не нужно разнимать всей системы, достаточно повернуть кран так, чтобы предохранительная склянка была соединена с атмосферой, а сосуд, из которого удаляют воздух, был изолирован от нее.

В качестве предохранительной склянки можно применять трехгорлую склянку. В этом случае берут два стеклянных крана, один из которых вставляют в среднее горло, а другой помещают между склянкой и прибором. При такой системе вначале закрывают кран трубки, соединяющей предохранительную склянку с прибором, а затем открывают кран средней трубки, давая доступ воз» духа в склянку.

Предохранительную склянку можно заменить приспособлением (рис. 306), включаемым между водоструйным насосом и эвакуируемым сосудом. Когда вода из водоструйного насоса потечет по направлению к эвакуируемому сосуду, цилиндрик / всплывет и прижмется к шлифу 2,— таким образом, дальнейшее поступление воды прекратится.

Очень удобно это устройство припаять в вертикальном положении к отростку водоструйного насоса.

Простые предохранительные приспособления показаны на рис. 307. Внутри стеклянной трубки (рис. 307, й) диаметром 22 мм и длиной 100 мм, имеющей в верхней части сужение, помещают резиновый баллончик от глазной пипетки длиной 40—50 мм. Широкий конец стеклянной трубки закрывают резиновой пробкой с вставленной в нее трубкой для присоединения к водоструйному насосу. На пробке внутри трубки помещена металлическая спираль, служащая опорой для резинового баллончика, Если в трубку поступает вода, баллончик всплывает и закрывает узкую часть трубки, препятствуя попаданию воды в прибор, из которого откачивают воздух.

Резиновая пробка на конце приспособления, обращенном к водоструйному насосу, может быть заменена устройством, показанным на рис. 307, б.

Вместо описанных предохранительных приспособлений можно использовать тройник, один конец которого соединяют с колбой Бунзена, противоположный конец — с водоструйным насосом, а на третий — насаживают кусок резиновой трубки с винтовым зажимом или же со стеклянным краном. Чтобы прекратить отсасывание, достаточно впустить воздух в систему через третью трубку, открыв для этого кран или отвинтив зажим.

Кроме стеклянных вакуум-насосов встречаются и металлические. Они бывают нескольких типов, отличающихся по способу прикрепления к водопроводному крану и по конструкции.

Металлические вакуум-насосы в работе очень удобны и во многом лучше стеклянных. Они не так часто ломаются, и при засорении их проще очистить, чем стеклянные.

Для правильной работы водоструйных насосов очень важно, чтобы напор в водопроводной сети был постоянным. Для обеспечения этого предложено специальное устройство *.

*Pavelka F„ Ch го mi сек R., Chem. ргйгл., 4, .Ns 2, 65 (1954); РЖХим, 1957, № 3, 301, реф. 8741,

Рис. 308. Металлический водоструйный вакуум-насос.

Рис. 309. Водяной металлический вакуум-насос

Простейший металлический вакуум-насос (рис. 308) прикрепляют к крану так же, как и стеклянные вакуум-насосы, т. с. при помощи толстостенной резиновой трубки. На отводной конец его надевают резиновую трубку. Иногда насосы этой конструкции имеют кран, при помощи которого можно изолировать сосуд, из которого откачивают воздух.

На рис. 309 показан водяной металлический вакуум-насос, который одновременно может служить и воздуходувкой. При помощи этого насоса можно получить разрежение до 60 мм рт. ст., а при использовании его в качестве воздуходувки можно создать давление до 1 атм. Вакуум-насос состоит из цилиндрического сосуда (из луженого железа), в крышке которого вделана латунная арматура и трубка для подачи воды. Эта трубка снабжена’ всасывающим патрубком с вакуумметром и краном. Насадка, для дутья воздуха, с краном и манометром укреплена на левой стороне крышки. В нижней донной части прибора находится трубка для сливания воды из насоса. Сбоку прибора имеется водомерная трубка.

Вакуум-насос более совершенной конструкции (рис. 310) прикрепляют к водопроводному крану накидной гайкой с резиновой прокладкой для плотного соединения, В положении а — насос выключен, в положении б— насос в рабочем состоянии.

Вакуум-насос, показанный на рис. 311, прикрепляют к водопроводному крану также навинчиванием. Этот насос может быть снабжен вакуумметром, показывающим степень разрежения, создаваемого насосом. Насос оборудуют Предохранительным клапаном (рис. 311,6), заменяющим предохранительную склянку и устроенным по принципу клапана Бунзена. На трубку насоса / надевают толстостенную резиновую трубку 3, в другой конец которой вставляют хлоркальциевую трубку 4; внутри последней на пробке 6 укреплен предохранительный клапан 5. Он имеет небольшой прорез в верхней части, от» крывающийся в сторону насоса. При нормальной работе воздух из эвакуируемого сосуда легко проходит в сторону насоса. Если же по какой-либо причине отсасывание прекращается, клапан сам собой закрывается. Такое приспособление можно применить и при работе с обычным водоструйным насосом.

Струйные насосы: устройство, применение, принцип работы. Водоструйный насос

Механизмы откачки и подачи воды в насосах наиболее ярко выражаются на примере перекачивающих систем. Данный принцип предполагает нагнетание жидкости, которую насос может использовать для последующего распыления. Собственно, по этой схеме и работают струйные насосы жидкостного типа. Они могут быть представлены и в виде обычного пульверизатора, и как инженерная конструкция, обслуживающая крупные гидрологические станции.

Конструкции водоструйных агрегатов

Систему подачи воды в водоструйных насосах можно характеризовать как оптимизированную. Это видно хотя бы по исполнению типовой конструкции такого агрегата. Она формируется пусковым клапаном, рабочим соплом, патрубком, направляющими гайками и защитными приспособлениями, которые страхуют весь корпус от разрыва под высоким давлением. В зависимости от модификации может меняться количество отдельных элементов, а также их устройство. Многое будет определяться эксплуатационными возможностями струйного насоса. Характеристика рабочего потенциала среднего агрегата такого типа выражается способностью к подъему воды на 50 м с производительностью в 3000 л/ч. С такими параметрами работают модели высокого бытового класса или начального уровня профессионального звена. К слову, бытовые модели нередко обеспечиваются и целым комплексом фильтрующих приспособлений в виде мембран, которые выполняют очищающую функцию при заборе воды.

Принцип работы

Практически все водоструйные агрегаты работают на принципе кинетической энергии, которая формируется в процессе выхода воды из суженного сопла. В ходе эксплуатации такие системы обеспечивают так называемое сухое всасывание, при котором создается глубокий вакуум. Важно отметить и фактор давления, без которого невозможна эксплуатация струйного насоса. Принцип работы в контексте воздействия давления определяется разными условиями прохождения жидкости на узких и широких участках трубы. Когда жидкость переходит из зауженного отрезка трубы к широкому – давление повышается, и наоборот. В некотором роде при таких перемещениях создается эффект пружины, выталкивающий воду в рабочем контуре.

Читайте также  Как сварить трубы из полипропилена работа паяльником?

Зависимость давления в трубе от скорости объясняет закон Бернулли. Согласно его формулировке, струйные насосы черпают энергию от искусственного сужения труб в соплах и на отдельных технических участках, что позволяет корректировать и давление в рабочей среде, и показатели скорости течения.

Разновидности

Энергию насоса можно использовать и для нагнетания, и для всасывания жидкостей. В связи с этим выделяют инжекторные и эжекторные агрегаты. В первом случае в обязательном порядке задействуется направляющий патрубок, который подсоединяется к целевому устройству приема – то есть резервуару, где обирается вода. Основная задача инжекторов заключается именно в наборе жидкости, хотя после выполнения этой функции также образуется и вакуум. По этому принципу работают струйные пожарные насосы, в состав которых входит камера приема, сопло с горловиной, диффузор и основной трубопровод. Главная задача в организации процесса пожаротушения водоструйным агрегатом будет заключаться в правильной настройке параметров выпуска жидкости под давлением. Что же касается эжекторных насосов, то они, наоборот, ориентируются на формирование вакуума. То есть характеристики, с которыми будет осуществляться отдача выбираемой жидкости, в данном случае не так важны, хотя они будут напрямую зависеть от параметров высасывания из конкретной среды.

Сферы применения

Водоструйные модели насосов отличаются гибкостью в эксплуатации. И хотя целевым направлением их использования считаются суда, реальная практика применения охватывает гораздо более широкий диапазон областей. Например, их задействуют в пищевой промышленности, где важна не только способность агрегатов перекачивать воду, но и смешивать ее с разными средами. Распространено и применение струйного насоса в составе канализационных линий. В данном случае применяют специальные станции, которые выполняют откачку воды из пескоуловителей. Это тот случай, когда и промышленные станции дополняются фильтрующими мембранами.

Но не только с водой работают струйные аппараты. В зависимости от характеристик жидкостной среды, их можно использовать и в работе с вязкими составами, например. В частности, струйный насос для добычи нефти позволяет осуществлять забор на скважинах глубиной более 1000 м. Другое дело, что подобная транспортировка невозможна без дополнения водойструйного оборудования вспомогательными станциями перекачки.

Преимущества насосов

В первую очередь сам принцип инжекторного и эжекторного перемещения жидкости является оптимальным для обслуживания самых разных объектов. Он предусматривает использование компактного оборудования, требующего также подключения малогабаритной инфраструктуры. То есть водойструйными станциями можно оснащать и малые, и крупные предприятия без риска значительного сокращения полезной площади. Также поскольку водоструйный насос не имеет в конструкции вращающихся и трущихся деталей, отмечается и его физическая надежность. Агрегат может долгое время эксплуатироваться под большими нагрузками, не требуя специального обслуживания. Сокращение ресурса может иметь место только при работе с агрессивными средами, но производители на этот случай обеспечивают конструкцию специальными защитными материалами.

Недостатки

Как и все упрощенные конструкции, водоструйные станции не способны обеспечивать высокую производительность, поэтому их КПД в лучшем случае достигает 70 %. Кроме того, они требуют постоянного подключения силовых мощностей для первичной подачи жидкости к соплу. Другим недостатком, которым отличаются струйные насосы, является их низкая автономность. Сам принцип работы предполагает зависимость от условий среды, которые должны создаваться сторонними ресурсами – и это еще один пункт в расходах на поддержание функции данного оборудования.

Особенности эксплуатации

Интегрировать насос в рабочую инфраструктуру можно только после того, как был произведен анализ совместимости агрегата с обслуживаемой жидкостью. Что касается рабочих мероприятий, то в перечень задач рабочего персонала будет входить поддержание достаточного объема жидкости в канале насоса и обеспечение надлежащего уровня безопасности. Обычно струйные насосы оснащаются широким перечнем измерительных датчиков и приборов, которые показывают уровень давления, скорость перемещения рабочей среды, температуру и т. д. Пользователь должен отслеживать эти значения, сопоставляя их с рекомендованными. Остановка агрегата начинается с закрытия клапана. Далее производится форвакуумная перекачка оставшейся жидкости и физическое отсоединение конструкции.

Заключение

Струйные станции перекачки имеют множество разновидностей. В данном случае рассматривался пример агрегатов, которые работают с жидкостными средами. Но существуют и целые группы модификаций, ориентированных на обслуживание паровых и газовых смесей. Особенно эжекторный водоструйный насос эффективен в работе с паром, позволяя детально настраивать конструкцию под конкретные задачи. Реже встречаются комбинированные модели таких насосов. Связано это с тем, что поверхности материала того же сопла изначально разрабатываются под свойства обслуживаемой среды. Поэтому даже в отдельных категориях моделей, предназначенных специально для жидкостных или газовых сред, сложно найти универсальные конструкции. Исключение составят разве что насосы, работающие с водой и близкими по характеристикам средами. В остальных случаях агрегаты с дополнительной фурнитурой подбираются целенаправленно под свойства конкретной жидкости, пара или газа. И это не говоря об учете характеристик циркуляции носителя в обслуживаемой инфраструктуре.

Струйные насосы: устройство и принцип работы.

Первое применение струйного насоса датировано ещё XIX веком. В то время такое оборудование использовалось в лабораториях для откачивания воды и воздуха из колб. Потом струйные насосы применялись в горнодобывающей промышленности для откачивания воды из шахт.

В бытовом обиходе струйный насос часто используется в водяных скважинах, а также для перекачивания канализационных стоков с песком и илом.

Содержание статьи

Современные модификации струйных насосов делятся на три категории

Эжектор — применяется для перекачивания жидкости. Механизм работы заключается в отсасывании жидких веществ.

Инжектор — работает по принципу нагнетания жидких веществ. Рабочее вещество – пар.

Элеватор — используется для понижения температуры теплоносителя за счет смешивания с рабочей жидкостью.

Принцип работы струйного насоса

Принцип работы струйного насоса основан на перемещении среды различного агрегатного состояния по трубопроводу с вмонтированным в него соплом. Такое сопло изготавливается суженным. Благодаря сужению скорость жидкости при движении увеличивается.

Схема работы струйного насоса выглядит следующим образом.

Поток жидкости проходит через сопло 1. Сечение сопла по длине уменьшается, поэтому постепенно увеличивается скорость потока. Кинетическая энергия потока при этом возрастает, достигая наивысшего значения на выходе его из сопла в камеру 2.

Повышение кинетической энергии обуславливает понижение давления в камере 2. Под влиянием разности атмосферного давления и давления в камере 2 жидкость поднимается от уровня 3 в камеру 2, где она захватывается струёй рабочей жидкости, вытекающей с большой скоростью из сопла 1.

Смесь рабочей и перемещаемой жидкостей поступает в расширяющийся патрубок 4 и далее по трубопроводу в бак на высоту Нг.

Объективно, струйный насос сложно отнести к нагнетательным устройствам в классическом понимании, так как он не обеспечивает избыточный напор на стороне нагнетания потока. Цилиндрический насадок как струйный насос в практике не используется, что объясняется большими потерями энергии в нем. Конструктивная схема струйного компрессора, применяемого в промышленности выглядит следующим образом

Рабочая жидкость вытекает с высокой скоростью через сопло 1 в приемную камеру 2. Струя рабочей жидкости в приемной камере соприкасается с перемещаемой жидкостью, поступающей по трубе 3. Благодаря трению и импульсному обмену на поверхности струи в приемной камере происходит захватывание и перемещение жидкости, поступающей по трубе 3 в камеру смешения 4 и далее в конический диффузор 5.

Читайте также  Импульсный предохранительный клапан принцип работы

В камере смешения происходит обмен импульсами между рабочей и перемещаемой жидкостями. В диффузоре протекает процесс превращения кинетической энергии в потенциальную. Из диффузора жидкость поступает в напорный трубопровод.

В промышленности распространены два типа струйных аппаратов: водоструйные и пароструйные компрессоры. В водоструйных насосах рабочей жидкостью является вода, а в пароструйных – пар. Способ работы водоструйных насосов и пароструйных компрессоров по существу одинаков; в рабочем процессе их имеется различие вследствие разницы в свойствах рабочих жидкостей.

Основными параметрами струйного насоса являются расход рабочей жидкости Gр, расход перемещаемой насосом жидкости Gн (подача насоса), давление рабочей жидкости Рр, давление перемещаемой жидкости Рн перед насосом и давление смешанной жидкости за насосом Рс.

Коэффициент полезного действия струйных насосов низок, но простота конструкции их и отсутствие движущихся частей привели к их широкому применению.

Очень часто принципиальные схемы включения струйных насосов компонуются в последовательное соединение нескольких агрегатов. В таком случае насосы конструируются с разными диаметрами сопла, что позволяет регулировать характеристику нагнетаемого потока в рабочем диапазоне включенных последовательно агрегатов.

Устройство струйного насоса

Конструкция струйного насоса не включает в себя движущихся частей. В зависимости от назначения в его состав входит:
сопло агрегата;
камера приема;
камера смешения;
выходной диффузор;
насадки для подачи инжектируемой и рабочей жидкостей(двухфазного потока).

Разнообразные модели агрегатов данного типа в зависимости от области своего применения оборудуются разными по характеристикам суживающимися насадками – соплами. Выбор сопла в каждом конкретном случае зависит от вида перекачиваемой среды и ее гидравлических особенностей.

Преимущества и недостатки струйных насосов

Как и у каждого оборудования у струйных насосов есть свои преимущества и свои недостатки. Попробуем обобщить основные критерии по каждой из категорий.

К основным достоинствам струйных насосов относятся:
высокая надежность и возможность продолжительной эксплуатации без ремонта;
отсутствует необходимость осуществлять регулярное техническое обслуживание;
низкая чувствительность к химически агрессивным потокам;
простота конструкции и простота монтажа;
обширная область использования (в быту и промышленности).

Конечно, большинство перечисленных преимуществ данного типа насосов перед другими исходит из тог, что в них отсутствуют движущиеся составные элементы. Струйные насосы выделяются относительно небольшими габаритными размерами и массой. Они малотребовательны к расходам на эксплуатацию, что является очень весомым фактором их применения.

Основными недостатками этого типа агрегатов являются:
очень низкий коэффициент полезного действия насоса – не более 30%;
необходимость подавать большие объемы жидкости на сопло.

С помощью струйных устройств сжимают газообразные вещества, создают давление ниже атмосферного — вакуум, перекачивают жидкие среды, транспортируют твердые сыпучие вещества, смешивают различного рода газы и жидкости.

Видеоматериалы

Достаточно широкого применения струйные насосные устройства нашли в пожарной технике, в качестве смесителей, для получения пены для тушения пожаров.

В энергетических паротурбинных установках струйные аппараты являются неотъемлемой частью конструкции для удаления пара из уплотнений вала турбоагрегата.

В химической индустрии данные насосы служат для перекачки кислотных и щелочных растворов.

3.9.2. Водоструйный насос (эжектор)

Струйный насос – насос трения, в котором одна жидкая среда перемещается внешним потоком другой жидкой среды.

Струйные насосы для нагнетания называются инжекторами, для отсасывания — эжекторами, для подъема – гидроэлеваторами.

Действие струйного насоса основано на непосредственной передаче кинетической энергии одним потоком (рабочим) другому, имеющему меньшую кинетическую энергию (перекачиваемому — эжектируемому). Рабочая и перекачиваемая (эжектируемая) жидкости могут быть одинаковыми и различными. Струйные насосы, в которых рабочей и эжектируемой жидкостями является вода, называются водоструйными.

Водоструйный насос можно легко получить на основе трубы Вентури, организовав поток жидкости по оси трубы с высокой скоростью. На рис. 33 приведена принципиальная схема водоструйного насоса (эжектора).

В водоструйном насосе рабочий поток с расходом под большим давлением по трубопроводу 1 с соплом 2 на конце поступает в камеру всасывания 3, сообщенной всасывающим трубопроводом 7 с расходным резервуаром 8. Струя воды, вылетая из сопла 2 с большой скоростью, создает разряжение в камере всасывания 3 и соответственно во всасывающем трубопроводе 7. За счет вакуума из расходного резервуара 8 по всасывающему трубопроводу 7 подсасывается вода в количестве (расход эжектируемой – перекачиваемой жидкости).

Рис. 93. Схема водоструйного насоса (эжектора):

1 – трубопровод рабочей жидкости; 2 – сопло; 3 – камера всасывания;

4 – камера смешения; 5 – диффузор; 6 – напорный трубопровод

суммарного потока; 7 — всасывающий трубопровод; 8 – резервуар

расходный; — расход рабочего потока жидкости;— расход

эжектируемой (перекачиваемой) жидкости; — расход общего потока жидкости.

Из камеры смешения 4 общий поток с расходом направляется в диффузор 5, где скорость падает, и создается давление, необходимое для движения жидкости по напорному трубопроводу 6.

Струйные наосы обладают рядом существенных достоинств: простота конструкции, надежность работы, легкость изготовления, небольшие габариты и стоимость, простота эксплуатации.

Недостатком водоструйных насосов является низкий КПД () и относительно большой расход рабочей жидкости,раза превышающий расход эжектируемой жидкости).

КПД водоструйного насоса можно определить с помощью зависимости

. (335)

— расход воды во всасывающей трубе (подача водоструйного насоса), ;

— расход воды, подаваемой к водоструйному насосу по напорному трубопроводу (рабочий расход), ;

— полная высота подъема перекачиваемой жидкости, ;

— напор, подводимый к насосу рабочей жидкости, .

Среднее значение КПД водоструйных насосов колеблется в пределах .

Напор, развиваемый водоструйным насосом, зависит от ско­рости истечения воды из сопла, которая обычно составляет . Для достижения такой скорости вода должна подво­диться к насосу под напором . Скорость во всасываю­щем и напорном трубопроводах равна .

Отношение площади сечений горловины к площади сечения сопла составляет обычно , а отношение сечения площадей всасывающей трубы и сопла принимается равным .