Принцип работы эжектора

Проходя через сопло поток жидкости приобретает большую скорость. Кинетическая энергия потока возрастает, а потенциальная снижается. Давление падает и при достижении определенной скорости становится ниже атмосферного.

Ознакомимся со схемой струйного насоса и назначением его элементов.

Проходя через сопло поток жидкости приобретает большую скорость. Кинетическая энергия потока возрастает, а потенциальная снижается. Давление падает и при достижении определенной скорости становится ниже атмосферного.

Пассивный поток под действием атмосферного давления попадает сначала в приемную, а затем в рабочую камеру, где происходит перемешивание потоков, и активный поток передает часть энергии пассивному потоку.

На выходе камеры смешения установлен диффузор, который позволяет преобразовать скоростной напор в статический, в нем скорость движения смешанного потока уменьшается, а давление — увеличивается.

Применение эжекторов

Эжекторы применяют для подъема воды из скважин, откачивания шлама из отстойников, удавления осадка из песколовок, откачивания воздуха.

Центробежный насос с встроенным эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Наилучшая схема подключения предусматривает соединение станции с эжектором только вертикальной трубой. В противном случае возможно завоздушивание, что приводит к снижению работоспособности системы. Если такой возможности нет, нужно позаботиться об отсечных вентилях для стравливания воздуха по необходимости.

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.

Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.

Встроенные модели

Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.

Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.

Эжекторное приспособление состоит из следующих элементов:

Инжектор и эжектор — разновидности струйного насоса. Различия между ними заключаются в особенностях их работы.

Струйный гидравлический насос — аппарат, основанный на принципе обмена механической энергией между потоками с высоким и низким давлением. Совместим с жидкими, газообразными, сыпучими веществами. Если насос что-то закачивает или распыляет, то это инжектор. Если же прибор что-либо откачивает, то это эжектор.

Конструкция гидравлического агрегата проста. В самом облегченном виде она состоит из двух скрепленных трубок, в ней нет движущихся деталей, электрооборудования. Это упрощает обслуживание и повышает надежность.

Устройство эжектора

Эжектор — устройство, передающее кинетическую энергию среды с большей скоростью к среде с меньшей при их соединении. Вместе с вакуумным насосом аппарат увеличивает напор всасываемой жидкости. Нередко его применяют как смеситель на химических, нефтеперерабатывающих предприятиях.

Работа эжекторного насоса основана на принципе Бернулли. Упрощая, его можно сформулировать так: давление течения с меньшей скоростью движения выше, а с высокой, наоборот, ниже. То есть поток с высоким давлением в трубе вызывает всасывание потока в патрубке с низким.

Эжекторное приспособление состоит из следующих элементов:

• трубы с сужающимся соплом, куда поступает эжектирующая субстанция;
• патрубка, куда всасывается эжектируемая жидкость-/газ;
• камеры, где они смешиваются;
• узкого цилиндрического горла;
• более широкого диффузора;
• выходной трубки, соединяющейся с главным трубопроводом.

Выносной эжектор функционирует по следующей схеме.

Принцип работы инжектора

Назначение инжектора — сжатие газов, паров, жидкостей, их нагнетание (распыление) в другие узлы. Устройство является стандартным линейным ускорителем, который вводит заряженные частицы в центральные узлы машины. Заметим, что водяное давление в инжекторном агрегате может быть выше, чем в эжекторном. Агрегатные состояния используемых веществ бывают:

• равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
• разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
• изменяющейся фазности (пар-жидкость, жидкость-пар).

Соответственно, инжектор используют в составе различной аппаратуры. Его применяют в горной промышленности, на электростанциях, в машиностроении; в качестве составной части котельного оборудования — в нефтегазовой отрасли, жилищно-коммунальном хозяйстве, на промышленных предприятиях.

Как пример, рассмотрим особенности действия инжектора парового котла. Она основан на его способности создавать более высокое давление, чем у рабочего пара. Кинетическая энергия последнего преобразуется в давление воды, которая поступает в котел. В своей сути инжекторная схема отличается от эжекторной только наличием игольчатого вентиля с рукояткой. Он предназначен для регулирования расхода и подачи жидких, парообразных веществ.

• Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
• Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
• Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
• Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
• Это помогает ему преодолеть сопротивление клапана (выходной трубки), проходя через который он поступает в котел.

Конструкция инжектора (форсунки) в автомобильных двигателях отличается большей сложностью, включает движущиеся элементы.

В чем разница

Таким образом, эжектор и инжектор — подвиды струйного насоса. Их отличает:

• Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
• Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
• Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.

Эжекторы на водозаборную установку могут быть установлены 2 способами. Первый подразумевает, что эжектор является одним из составляющих элементов конструкции насосной станции. Во втором случае эжектор является внешним узлом. Выбор конкретного варианта будет зависеть, прежде всего, от требований, которые предъявляются к водозаборной установке.
к меню ↑

3 Какие разновидности эжекторных насосных станций?

Эжекторы на водозаборную установку могут быть установлены 2 способами. Первый подразумевает, что эжектор является одним из составляющих элементов конструкции насосной станции. Во втором случае эжектор является внешним узлом. Выбор конкретного варианта будет зависеть, прежде всего, от требований, которые предъявляются к водозаборной установке.
к меню ↑

3.1 Встроенные устройства

Этот вариант подразумевает, что создание напора для эжектора осуществляется в самой установке. За счет этого можно существенным образом сократить габариты насосной установки. Насосные станции со встроенным эжектром являются почти невосприимчивыми к нахождению в воде различного рода мелких частиц.

То есть, в фильтровании воды нет необходимости. Данная разновидность водозаборных установок применяется, главным образом, для забора воды с глубины, которая составляет более восьми с половиной метров. Позволяет создавать напор необходимой мощности чтобы обеспечить садово-огородный участок больших размеров, где вода используется преимущественно для поливки.

Подключение эжекторного насоса

Однако насосные станции со встроенными эжекторами обладают таким недостатком как повышенный уровень шума в процессе работы. По этой причине не рекомендуется устанавливать данную разновидность водозаборных установок в непосредственной близости от жилого здания.

Лучше всего если такая установка будет смонтирована в отдельном подсобном помещении. Электрический двигатель для данной разновидности насосных установок следует подбирать таким образом, чтобы он мог обеспечивать необходимую систему циркуляции воды.
к меню ↑

3.2 Внешние устройства

При использовании внешнего эжектора отдельно от водозаборной установки должен быть установлен дополнительный бак сбора воды. В таком баке будет создаваться необходимый для функционирования системы напор и дополнительная разрядка, что, в свою очередь, существенным образом уменьшит степень оказываемой на насосную установку нагрузки. Сам же внешний эжектор следует подсоединять к погружаемой части водопроводной системы.

Для обеспечения нормального функционирования внешнего эжектора в скважине необходимо будет проложить две трубы, однако это может наложить определенного рода ограничения на допустимый диаметр. Данное конструктивное решение, несмотря на то, что снижает коэффициент полезного действия водопроводной системы примерно на тридцать пять процентов, позволяет выкачивать воду с глубины до пятидесяти метров и значительно сократить степень шума в процессе работы насосной установки.

Водозаборная станция с внешним эжектором может быть расположена непосредственно внутри частного дома. К примеру, в различного рода помещениях подвального типа. При этом расстояние от скважины может быть от двадцати до сорока метров.

На степень эффективности это не оказывает абсолютно никакого влияния. Именно этим и объясняется столь широкая популярность данной разновидности водозаборных станций среди населения. Все оборудование располагается в одном месте, от чего существенным образом увеличивается эксплуатационный период, значительно упрощается процесс осуществления различного рода профилактических работ и настройки водопроводной системы.
к меню ↑

Обе трубы подключают к насосному оборудованию. Первую к всасывающему патрубку, вторую к тройнику, который разделяет водяной поток на два контура: внутрь дома, вниз к эжектору. На последнем контуре около тройника обязательно устанавливают кран, с помощью которого можно будет регулировать скорость движения воды.

Особенности и правила подключения насосных станций

Оборудование со встроенным эжектором подключаются к автономной водопроводной сети стандартно. К всасывающему патрубку подключают трубу, которую опускают в источник водоснабжения. К выходному патрубку – трубу, идущую в дом.

Монтаж насосной станции с выносным эжектором проводится по более сложной схеме. Всю сборку проводят на поверхности, а затем готовый узел с трубами опускают в скважину или колодец.

1. Всасывающее отверстие эжектора соединяют с небольшим патрубком, в который предварительно врезают обратный клапан, а внизу устанавливают сетчатый фильтр.
2. С противоположной стороны к выходному отверстию подключают трубу (шланг), по которому вода будет подниматься к насосной станции.
3. Ко второму отверстию (рециркуляционному) подключают еще одну трубу.
4. Эжектор с трубами опускают в гидротехническое сооружение.

Обе трубы подключают к насосному оборудованию. Первую к всасывающему патрубку, вторую к тройнику, который разделяет водяной поток на два контура: внутрь дома, вниз к эжектору. На последнем контуре около тройника обязательно устанавливают кран, с помощью которого можно будет регулировать скорость движения воды.

Регулировочный кран работает так: чем больше его закрыли, тем больше воды будет поступать в домашний водопровод. Если нагрузка на водопроводную сеть увеличилась, то можно открыть кран больше, перегоняя воду вниз к эжектору. На рынке появились эжекторы с автоматической системой регулировки. Используя их, можно отказаться от установки крана.

В процессе монтажа выносного эжектора главное не перепутать трубы, точнее, их подсоединение к насосной станции. Одну из них каким-то образом отмечают. К примеру, внешний конец, который будет подключаться к насосу, окрашивают или наматывают на него изоленту.

Появление эжектора решило многие проблемы. Нет необходимости приобретать дорогие глубинные насосы. Появилась возможность использовать поверхностные установки для водозабора из скважин. Но надо учитывать и тот факт, что насосные станции не являются оборудование самовсасывающим. Поэтому перед началом работы их надо заполнять водой через специальное отверстие в корпусе.

К нижнему концу устройства с зауженным штуцером присоединяют трубопровод рециркуляции, соединенный с емкостью для воды и необходимый для создания обратного потока.

Особенности монтажа устройства

Из-за высоких шумовых характеристик эжекторные насосы встроенного типа приходится размещать в специально построенном помещении/пристройке с дополнительной звукоизоляцией или использовать для установки кессон скважины, что делает обслуживание оборудования менее удобным.

При монтаже системы с внешним эжектором ее основные составляющие — скважина, насос и эжектор — могут размещаться друг от друга на расстоянии до 20-40 м. Дополнительными элементами такой станции являются рециркуляционная труба для соединения насоса и эжектора и накопительный бак поддержания постоянного напора воды для системы рециркуляции.

На эффективности работы насосной станции такой состав элементов не сказывается, но предоставляет возможность для более рационального устройства участка.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

1. Вода поступает через сопло в эжектор. При этом диаметр поперечного сечения сопла меньше диаметра входа в эжекторную систему.
2. Благодаря прохождению через узкое сопло в камеру с более большим диаметром жидкость существенно ускоряется. Таким образом, увеличивается ее напор. В камере смесителя образуется область с более низким давлением.
3. Благодаря разряженной атмосфере в камеру начинает всасываться с огромной скоростью жидкость, которая находится под более высоким давлением.

Разновидности эжекторных насосов

Эжекционный насос – это полезная в хозяйстве вещь, особенно если на участке присутствуют глубокие скважины. Чтобы было удобно ими пользоваться, необходимо выбрать подходящий для себя вариант насосного оборудования.

Эжекторы имеют достаточно простое устройство. Именно поэтому их несложно сделать своими руками.

Существует несколько типов эжекторных насосов, они делятся по принципу работы и устройству:

Также эжекторы отличаются по месту их установки:

Все разновидности эжекторов подойдут для использования в частном доме. Они помогают быстро откачать из скважины воду, несмотря на ее глубину.

Паровые эжекторы предназначены для откачки газа из замкнутых пространств и для поддержания воздуха в разреженном состоянии.

Основные виды эжекторов

В зависимости от установки, эжекторы могут быть разными. Их принято делить на два основных вида: встроенные и выносные. Разница между этими видами небольшая, то есть они отличаются только местом установки, однако, и это небольшое отличие может отразиться на работе насосной станции. И тот и другой вид обладает своими достоинствами и недостатками.

Встроенный, как можно догадаться из названия, монтируется прямо в корпус насоса, являясь ее составной частью.

Встроенная модель

Встроенный эжектор имеет свои достоинства:

1. Достаточно только смонтировать сам насос, не устанавливая дополнительного оборудования, при этом экономится место в скважине.
2. Располагается внутри, то есть он защищен от попадания грязи внутрь устройства, а это, в свою очередь, позволяет сэкономить средства на приобретении дополнительных фильтров.

Из недостатков можно отметить лишь небольшую эффективность на больших глубинах, превышающих 10 метров. Однако, основное предназначение встроенных моделей заключается в использовании их для закачки воды именно с небольших глубин. И еще один нюанс в защиту встроенных устройств: они обеспечивают мощный и бесперебойный напор воды. Поэтому они часто применяются для полива и других хозяйственных нужд.

Еще одним незначительным недостатком может быть высокий уровень шума насоса, усиливающегося из-за шума водяного потока. Такие насосы принято устанавливать вне жилого здания.

Выносной прибор

Паровые, пароструйные и газовые

Паровые эжекторы предназначены для откачки газа из замкнутых пространств и для поддержания воздуха в разреженном состоянии.

Пароструйные устройства в отличие от паровых используют энергию паровой струи. Принцип работы основан на том, что поток пара, выходящего из сопла, выносит с собой на высокой скорости поток, проходящий по кольцевому каналу вокруг сопла. Подобная станция применяется для откачки воды из судов.

Эжектор воздушный или газовый применяется в газовой промышленности. Во время работы устройства газовая среда с низким давлением сжимается, сжатие достигается за счет газовых паров с высоким напором.

Вакуумные приспособления

Работа вакуумных эжекторов основана на эффекте Вентури. Они бывают много- и одноступенчатыми. Сжатый воздух попадает в устройство и проходит через сопло, а это приводит к увеличению динамического и к снижению статического давления, то есть создаётся вакуум. Таким образом, сжатый воздух, поступающий в эжектор, смешивается с откачиваемым воздухом и выходит наружу через глушитель.

В многоступенчатых эжекторах в отличие от первого вида вакуум создается не в одном, а в нескольких соплах, которые располагаются в одном ряду. Таким образом, сжатый воздух проходит через сопла и выходит из глушителя. Преимущество второго вида заключается в том, что при использовании одинакового объема воздуха обеспечивается большая производительность, чем в одноступенчатых.

Выносной эжектор

Подправляют резьбу и дорезают её на конусном элементе. Конечная задача – штуцер должен легко входить в тройник.

Вкручивают штуцер в тройник. Выходное отверстие может заходить за уровень среднего просвета тройника не больше, чем на 2 мм. Внутренней резьбы тройника должно остаться не меньше 4 циклов.

Проверяют подгон деталей, фиксируют герметиком.

Через переходник подключают прибор к трубе.

Особенности подключения эжекторного насоса

Установка системы со встроенным эжектором мало отличается от монтажа обычного насоса. Ваши задачи:

1. Присоединить скважинную трубу к всасывающему отверстию.
2. Оборудовать напорную линию с гидроаккумулятором и автоматикой для управления.

Если эжектор внешний, то к указанным шагам следует добавить:

1. Прокладывание ещё одного трубопровода для обеспечения рециркуляции.
2. Подключение к всасывающему отверстию эжектора патрубка, в который вмонтированы обратный клапан и волокно грубой фильтрации.

Насос поверхностный со встроенным эжектором

Вентиль на линии рециркуляции, который регулирует обратный поток, будет полезен в случае повышенного уровня воды в источнике. Подкручивая его, вы сможете уменьшать водный напор на пути в эжектор и повышать его в кране дома. Механизм встроен в некоторые модели. В таком случае принцип его работы будет подробно описан в инструкции.

При желании можно собрать эжектор самостоятельно. Понадобятся штуцер, тройник и переходник с углами:

1. Штуцер должен помещаться внутри тройника по ширине и быть такой же длины. Если меньше, его увеличивают хлорвиниловой трубочкой.
2. Шестигранную часть штуцера обтачивают до формы конуса с основанием, которое будет немногим меньше наружной резьбы по диаметру.
3. Укорачивают внешнюю резьбу до 4 циклов.

Выносной эжектор

Подправляют резьбу и дорезают её на конусном элементе. Конечная задача – штуцер должен легко входить в тройник.

Вкручивают штуцер в тройник. Выходное отверстие может заходить за уровень среднего просвета тройника не больше, чем на 2 мм. Внутренней резьбы тройника должно остаться не меньше 4 циклов.

Проверяют подгон деталей, фиксируют герметиком.

Через переходник подключают прибор к трубе.

Насос с эжектором остаётся отличной альтернативой погружным устройствам в подъёме воды с большой глубины. При этом он имеет немало преимуществ, которые делают его востребованным для бытовой эксплуатации.