Водоструйные насосы

Рассмотрим работу водоструйного насоса (рис. 5). Рабочая вода под давлением подводится по трубе 1 к соплу 2, а из него с увеличенной скоростью попадает в цилиндрический участок - смеситель 3. Здесь в силу создавшегося разрежения вода из колодца 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 отличаются простотой устройства и обслуживания, так как не имеют трущихся частей и клапанов.

Они мало чувствительны к загрязненной воде и потому часто применяются для перекачки пульпы, угольного шлама, ливневых и сточных канализационных вод.

Рис. 5 Водоструйный насос: 1- труба; 2 - сопло; 3 - смеситель; 4 - диффузор;  5- труба

В практике сельского водоснабжения водоструйные насосы обычно используются в комбинации с центробежными насосами для увеличения их высоты всасывания (рис. 6). Достоинством такой установки является то, что в

Рис. 6. Насосная установка на колодце с последовательно включенными
центробежным и водоструйным насосами.

скважине отсутствуют вращающиеся детали, а центробежный насос и электродвигатель располагаются на дневной поверхности, в удобном для осмотра месте.

Недостаток водоструйных насосов: низкий к. п. д., не превышающий 30-32%.

Создано несколько типов водоструйных насосов. Например, на рисунке 7 представлена водоподъемная установка с водоструйным насосом ВН-2-8.

Рис. 7. Водоподъемная установка с водоструйным насосом ВН-2-8: а - общий вид; б - водоструйный насос; 1 - двигатель; 2 - насос; 3 - задвижка; 4 и 5 - трубопроводы;
6 - водоструйный насос; 7 - корпус; 8 - сопло; 9 - смеситель; 10 - диффузор;
11 - сетка.

Подобная установка с центробежным насосом 2К-6 обеспечивает подачу от 1 до 4,5 л/сек с глубины Н₁ равной от 28 до 8 м. Свободный напор над скважиной составляет в среднем 20 м.

Примерами другого типа водоструйного насоса могут служить насосы «Укрводгео» или ВН-2Ц-6. Последняя конструкция разработана в лаборатории водоснабжения ВИЭСХ.

Водоструйный насос этой установки в отличие от ранее рассмотренного насоса ВН-2-8 более компактен благодаря центральному расположению водоподъемной трубы в трубопроводе для подачи рабочей жидкости; насос можно использовать в скважинах с эксплуатацион­ным диаметром 150 мм.

Вместе с тем следует отметить, что, несмотря на компактность подобного рода насосных установок, все они более металлоемки в сравнении с установками, имеющими параллельное расположение трубопроводов (на­пример, ВН-2-8 и др.).

Поперечные размеры насосных установок с водоструйными насосами можно уменьшить (для использования скважин с малым эксплуатационным диаметром) и другим способом. Так, водоструйная насосная установка 4ВА-1 (рис. 8), разработанная сотрудниками Новочеркасского инженерно-мелиоративного института в содружестве с работниками Батайского ремонтно-механического завода, размещается в скважине с эксплуатационным диаметром 100 мм за счет использования для водоподъема обсадных труб скважины.

Возможность подъема воды из скважины по обсадным трубам обеспечивается наличием в нижней части насоса резинового кольцевого клапана.

Рис. 8. Водоструйный насос 4ВА-1 (а) и схема его установки (б):
1 - электромотор; 2 - центробежный насос; 3 - труба, подающая воду в водоструйный аппарат - Q₁; 4 - обсадная труба, по которой вода поднимается из скважины вверх - Q₂: 5 - труба, по которой вода подается в бак - Q; 6 - кран; 7 - водоструйный аппарат; 8 -диффузор; 9 - выступ на корпусе клапана; 10 - резиновое кольцо в свободном состоянии; 11 - то же, в зажатом состоянии.

Это резиновое кольцо под действием веса воды, подаваемой насосом в обсадные трубы, опускается вниз и запирает кольцевую щель между обсадной трубой и нижней частью корпуса клапана. Вследствие этого вода в обсадной трубе получает свободный выход только вверх к устью скважины.

 Использование обсадных труб для подъема воды из скважины обеспечивает значительное уменьшение потерь напора на гидравлические сопротивления и снижает металлоемкость установки.

Рассмотренная конструкция водоструйной установки 4ВА-1 может быть использована только для водоподъема из скважин.

Для подъема воды из шахтных колодцев необходимо двухтрубное исполнение по типу ВН-2-8 либо по типу установки «Укрводгео». Производительность, напор и коэффициент полезного действия всех этих установок примерно одинаковы.

Указанные установки ввиду отсутствия в скважине трущихся частей отличаются простотой ремонта и обслуживания и потому могут с успехом конкурировать с артезианскими центробежными насосами.