+31

Источники водоснабжения на личных подсобных участках

В сельской местности и на даче главными источниками водоснабжения все еще остаются колодцы. Воду из них добывают центробежными, вихревыми и электромагнитными насосами, которые могут забирать воду с глубины до 7 м и поднимать ее на высоту до 20 м. Насосы устанавливают как в закрытых колодцах, так и на открытых площадках, помещая их в деревянные ящики, обитые рубероидом или листовым железом.
Электрический насос состоит из двух основных частей: электродвигателя и лопастного центробежного насоса. Рабочее колесо вместе с лопастями центробежного насоса заключено в корпус и соединено с валом электродвигателя.

При вращении рабочего колеса вода, заполняющая насос, под действием центробежной силы выбрасывается из корпуса, выполненного в виде улитки, в напорный трубопровод и подается в резервуар или на раздачу. Во время вращения рабочего колеса во всасывающем патрубке насоса создается вакуум, за счет которого вода непрерывно поступает во всасывающий трубопровод. Насосы центробежного типа могут работать только в том случае, если рабочее колесо, а следовательно, и всасывающий трубопровод заполнены водой. Поэтому, чтобы удержать воду внутри насоса при его остановке, на конце всасывающего трубопровода смонтировано приемное устройство с обратным клапаном. Если насос запускается в работу впервые или после ремонта, то в корпус насоса предварительно заливают воду.
Помимо центробежных насосов, сельское население применяет насосы вибрационного типа. Принцип их действия основан на использовании электромагнитных колебаний, передаваемых клапану-плавнику. При сравнительно небольшой потребляемой мощности (250 Вт) и малой массе подача такого насоса достигает 1,5 м3/ч при полном напоре 20 м.

Устройство вибрационных насосов «Малыш», «Струмок», «Родничок»

Принцип действия объемно-инерционных насосов с электромагнитным вибрационным приводом основан на использовании электромагнитных колебаний, передаваемых клапану-плавнику. При максимальном напоре до 40 м подача насосов составляет 1,5 м3/ч. Их мощность до 250 Вт.
Электромагнитный бытовой насос «Малыш» предназначен для подъема воды из трубчатых скважин диаметром 100 мм. При работе насос должен быть полностью погружен в воду. Однотипный насос НЭБ-1/20 предназначен для скважин диаметром не менее 200 мм. Эти насосы питаются от однофазной сети напряжением 220 В. Время непрерывной работы до 2 ч с последующим отключением на 15... 20 мин.
Вибрационный электронасос «Родничок» поднимает воду с глубины до 20 м, а «Струмок» — с глубины до 40 м. Насос «Струмок» по своим параметрам не отличается от насоса «Малыш». Мощность насоса «Родничок» 300 Вт, подача 0,5 м3/ч.

Рис. Установка электронасоса «Малыш»: а — в колодце; б — в обсадной трубе; 1 — насос; 2 — связка провода со шлангом; 3 — капроновая подвеска; 4 — пружинная подвеска из резины; 5 — провод; 6 — шланг; 7 — перекладина; 8 — вилка; 9 — кольцо; 10 — обсадная труба.

Подключение электродвигателя к сети

Для подключения электродвигателя к сети подведенные к нему провода или кабели разделывают и присоединяют к выводным концам или контактным винтам в вводной коробке. Электродвигатели некоторых типов имеют коробки для закрепления и ввода кабелей, стальных труб, металлических рукавов и др. Разделывать кабель и заканчивать стальные трубы, гибкие металлические рукава и т. п. за пределами вводных коробок нельзя, так как концы проводов или кабелей в этом случае не будут защищены и могут быть повреждены. Взрывозащищенные электродвигатели подключают к сети, непосредственно вводя в коробку провода или кабель сечением до 25 мм2 с резиновой или бумажной изоляцией.

В случае подключения кабелем, сечение которого больше 25 мм2, перед электродвигателем устанавливают специальную переходную коробку, в которой выполняют разделку кабеля. Провода, и кабели с однопроволочными токопроводящими жилами присоединяют к контактным винтам вводной коробки электродвигателя непосредственно (при помощи согнутого на конце жилы кольца), а провода и кабели с многопроволочными жилами снабжают наконечниками, закрепленными на жилах прессовкой или пайкой. Наконечники и кольца надевают на винты вводной коробки и затягивают двумя гайками с шайбами, предварительно убедившись в надежности крепления контактных винтов и правильности установки перемычек, соединяющих обмотки электродвигателя в звезду или треугольник, в зависимости от номинального напряжения электродвигателя и сети. Затем вводную коробку закрывают крышкой или кожухом, чтобы не было случайного прикосновения к незащищенным, хотя и изолированным, проводникам, а также попадание воды и посторонних предметов на них.

Подготовка электродвигателя к пуску

Перед пуском смонтированного электродвигателя проверяют его крепление к основанию, заземление, контакты у выводных зажимов, сопротивления изоляции, смазку, а так-же равномерность воздушного зазора, если конструкция электродвигателя это допускает.

Первый пуск двигателя насоса после монтажа

После монтажа и подготовки к пуску электродвигатель опробуют, т. е. пускают вхолостую, без нагрузки. Цель первого пуска — убедиться в работоспособности двигателя, в исправности его механической части (отсутствии стуков вибраций, задеваний и т. д.) и проверить правильность направления вращения. Пробный пуск выполняют толчком, т. е. электродвигатель включают и сразу же отключают, пока не достигнута номинальная частота вращения. Для изменения направления вращения достаточно поменять местами в вводной коробке две любые подводящие жилы. После первого пробного пуска и устранения замеченных недостатков двигатель пускают на холостую работу в течение 1 ч. В это время проверяют температурный режим двигателя.

Обычно температура подшипников качения не превышает З0...40°С, предельно допустимая абсолютная температура их нагрева не более 95°С при температуре окружающего воздуха 35°С. Причинами повышенной вибрации могут явиться слабое закрепление лап, недостаточная жесткость основания, неудовлетворительная работа подшипников. Электродвигатель насоса, проверенный на холостом ходу, после соединения его с технологической машиной опробуют под нагрузкой. Здесь прежде всего проверяют вибрации и нагрев подшипников. В режиме нагрузки вибрация по сравнению с вибрацией холостого хода может увеличиться в результате небаланса или ненадежного крепления технологической машины, неудовлетворительной центровки и плохого состояния соединительных муфт и их деталей (пальцев, сухарников и т. д.). Нагрев подшипников также может повыситься из-за неправильной сшивки ремня, чрезмерно тугой его натяжки, неудовлетворительной центровки и т. п.

Проверка изоляции обмоток электродвигателя насоса

Перед пуском электродвигателя сопротивление изоляции его обмоток по отношению к корпусу измеряют мегаомметром на напряжение 1000 В. Для этого один проводник мегаомметра присоединяют по очереди к каждому зажиму или выводу обмотки, а второй — к корпусу электродвигателя (в незакрашенном месте). Кроме того, если позволяет конструкция выводов, измеряют сопротивление изоляции каждой фазы по отношению к другим фазам. Электродвигатель может быть опробован и пущен в работу, если сопротивление изоляции обмотки статора не меньше 0,5 МОм при температуре окружающего воздуха 1О...ЗО°С. Если сопротивление изоляции меньше 0,5 МОм, то электродвигатель необходимо просушить. При очень малом сопротивлении изоляции следует выяснить причины и дополнительно проверить, не прикасаются ли выводные концы к корпусу.

Рассчет максимального часового расхода воды

Прежде всего нужно определить максимальный суточный расход, л, воды:
 

Коэффициент суточной неравномерности асут, который для условий сельского хозяйства равен 3, учитывает неравномерность потребления воды на протяжении суток. Так, если принять за 100% количество воды, расходуемой в утренние часы, то днем ее требуется 150%, а ночью — лишь 15...20%. Среднечасовой расход, л, воды:

Неравномерность потребления воды учитывается и коэффициентом часовой неравномерности. Для животноводческих ферм, где имеются автопоилки, ач = 2,5, а для ферм, не оборудованных автопоилками, ач= 4. Максимальный часовой расход, л, воды:
 

Выбор водоподъемного оборудования

Тип насоса и электродвигатель к нему выбирают в зависимости от характера, глубины, дебита источника и высоты подъема воды, а подачу насоса определяют по максимальному часовому расходу.

Особенности погружных насосов

В погружных насосах электродвигатель — часть рабочей машины. Насос соединяют с электродвигателем через фланец. Вода циркулирует в зазоре между статором и ротором и таким образом охлаждает машину. Эти насосы применяют для подъема воды из артезианских скважин. Схема установки насоса в скважине показана на рисунке.

Рис. Схема установки погружного насоса в артезианской скважине:
1 — электродвигатель; 2 — сетка-фильтр; 3 — насос; 4 — нагнетательный патрубок; 5 — кабель; 6 — нагнетательная труба; 7 — крепление кабеля;    8 — опорная труба; 9 — водоразборный трубопровод; 10 — вентиль; 11 — манометр; 12 — ввод кабеля.

Автоматизации водоснабжающих установок

В системе механизированного водоснабжения единственной операцией, которая подлежит автоматизации, является подъем воды. Если автоматизировать работу насосного агрегата, то вся система водоснабжения объекта будет действовать автоматически. Главная задача автоматизации вне зависимости от типа водокачки — согласование работы насоса с режимом потребления воды объектом. При наличии башенной водокачки используют емкость, в которой можно запасать излишек воды, образующийся в системе при снижении потребления ее, и, наоборот, расходовать воду при увеличении потребления. В процессе работы водокачки электродвигатель насоса периодически автоматически включается и выключается. Этими операциями управляют датчики различного типа. Например, на схемах (рис.) показаны способы автоматического управления с использованием поплавковых или электродных датчиков и реле давления.

Рис. Схемы автоматического управления водокачками:
а — с использованием поплавкового датчика; б и в — при помощи соответственно электродного датчика и реле давления.

Принцип действия поплавкового датчика

Пустотелый металлический поплавок находится на водной поверхности. При изменении уровня воды поплавок перемещается, замыкая те или иные контакты. Поплавковые датчики отличаются простым устройством. Датчик с обычным поплавком (рис.) применяют в емкостях с большими перепадами между верхним и нижним уровнями воды (при положительной температуре окружающего воздуха). Состоит датчик из поплавка 1, троса 2, шкива 3, противовеса 5, ртутных переключателей 4.

Рис. Поплавковый датчик: 1 — поплавок; 2 — трос; 3 — шкив; 4 — ртутные переключатели; 5 — груз-противовес.

При изменении уровня воды в емкости поплавок перемещается по вертикали. Одновременно перемещается трос, на котором закреплен механизм с двумя ртутными переключателями. При повороте последних ртуть переливается, замыкая или размыкая электрическую цепь электродвигателя. Датчик с качающимся поплавком рассчитан на перепад до 150 мм между верхним и нижним уровнями воды. Его конструкция показана на рисунке. В беспоплавковых контактных датчиках используют принцип изменения электропроводности между контактами. Их применяют при перепаде между верхним и нижним уровнями воды 500 мм. Конструктивно их выполняют пластинчатыми или трубчатыми. Беспоплавковое манометрическое устройство используют в бесшатровых водонапорных башнях. Его действие основано на изменении давления столба воды в баке башни. На рисунке 61 показана конструкция простейшего контактного пластинчатого датчика. На стальной трубе 3 укреплены две пары параллельных пластин 1 и 2 из того же материала, образующих контакты верхнего и нижнего уровней воды.

Рис. Датчик с качающимся поплавком: 1 — поплавок; 2 — ртутный переключатель; 3 — блок; 4 — трос; 5 — груз.

Рис. Пластинчатый контактный датчик: 1 и 2 — пластины; 3 — труба.

Расстояние между контактами выбирают в зависимости от высоты бака и перепада между верхним и нижним уровнями воды. Как показала практика, оптимальное расстояние 500 мм. Когда вода, заполняя бак, достигает верхнего контакта, электрическая цепь управления замыкается и пропускает импульс на отключение электродвигателя насоса. Когда же уровень воды в баке опустится до нижнего контакта, цепь управления, разрывается, электродвигатель включается и приводит насос в действие. В центральных и северных районах страны, где зимой на стенках башен и поверхности воды образуется лед, подобные датчики нуждаются в устройствах обогрева.

Такое устройство представляет собой индукционную систему из сердечника с первичной (36 В) и вторичными обмотками, выполненными в виде двух стальных скоб. Под действием силы электрического тока во вторичных обмотках выделяется теплота, которая и обогревает контактную систему. Полезная мощность нагревателя 100 Вт. Даже при температуре окружающего воздуха —50°С нагревательное устройство обеспечивает на контактных пластинах температуру выше нуля. В беспоплавковом манометрическом устройстве (рис.) датчиком служит гидравлический затвор /, который устанавливают внутри бака на высоте 500 мм от дна. К гидравлическому затвору присоединен электроконтактный манометр 3 типа ЭКМ-1. В корпус затвора заливают трансформаторное масло. Столб воды оказывает давление на масло в гидравлическом затворе. Это давление передается чувствительному элементу манометра и вызывает срабатывание соответствующих контактов. При образовании льда в баке устройство продолжает действовать.

Рис. Беспоплавковое манометрическое устройство: 1 — гидравлический затвор; 2 — соединительная труба; 3 — электроконтактный манометр;   4 — контрольный кабель; 5 — нагнетательная труба.