Принцип работы эжектора и изготовление своими руками

Чем отличается инжектор от эжектора

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.

  • Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
  • В патрубке резко падает давление. Как только скорость движения пассивной среды достигает определенной отметки, в камере формируется вакуум. То есть давление становится ниже атмосферного. Это ведет к засасыванию жидкости-/пара из патрубка.
  • Эжектируемая и эжектриующая среды встречаются в камере, где обмениваются кинетической энергией. При поступлении в диффузор она превращается в потенциальную энергию сжатия. Под её действием вещество поступает в выходную трубку.

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.

Варианты схем подключения насосной станции для частного дома

Существует две схемы монтажа: двухтрубная и однотрубная, выбор будет зависеть от конструкции водопровода. Двухтрубная схема применяется, в случае если требуется производить подачу воды с большой глубины более 20 м. Однотрубная конструкция применяется при глубине менее 10 м.

Подключение по двухтрубной схеме

Сначала собирается эжектор, для подключения водопровода имеется 3 выхода.

  • Фильтр-сетка устанавливается снизу на эжектор, если в систему попадут песок и мелкий мусор из скважины, она защитит от повреждений;
  • Монтаж раструба происходит на верхнюю часть, и после устанавливается сгон. Возможно, потребуется присоединить несколько сгонов, чтобы добиться необходимого сечения;
  • Муфта монтируется на конец сгона, она будет выполнять функцию перехода на водопровод.

Нужно проследить, чтобы вся конструкция системы и ее стыки были герметичны, так как если произойдет забор воздуха, то оборудование может начать нестабильно функционировать и потерять значительно в мощности. С помощью фум-ленты, прокладок или специализированной пасты надежно фиксируются резьбовые соединения.

  • Оголовок монтируется на обсадную трубу;
  • С помощью любого длинного предмета вычисляется глубина погружения труб. Входной патрубок примерно на 1 метр должен не доходить дна скважины;
  • Полиэтиленовые трубы монтируются к конструкции эжектора;
  • На оголовок скважины монтируется колено;
  • Пластиковые трубы проходят через колено. Трубы при прокладке могут быть соединены переходниками или быть изогнуты;
  • На необходимую глубину опускается конструкция эжектора;
  • Оголовок фиксируется на обсадной трубе с помощью армированного скотча.

До дома прокладываются трубы, они проходят через фундамент ниже показателей промерзания грунта. После, к водному патрубку насосной станции подключают трубы, все фиксируется разводным ключом.

Запускать насос на сухую нельзя, требуется залить воды в верхнее отверстие насосной станции, эту процедуру требуется выполнить один раз. После первого пуска проверяется давление, по усредненным показателям оно должно составлять 1,5 атмосферы. При необходимости с помощью автомобильного насоса эти показатели можно повысить.

После установки насосной станции, оборудование запускается в тестовом режиме, и проверяется работоспособность системы.

Использование самодельного внешнего варианта

Проблему отсутствия эжектора можно решить заменой имеющегося насоса на другой, со встроенным эжектором, что повлечет дополнительные затраты средств и времени. Более экономичным вариантом будет изготовление несложного по конструкции устройства внешнего типа своими руками и установка его в существующую схему водоснабжения.

Собственноручная сборка эжектора

Для изготовления простейшего эжекторного устройства понадобятся всегда имеющиеся под рукой или в продаже сантехнические фитинги – тройник с внутренней резьбой, муфты и отводы.

Основным элементом служит неравнопроходной тройник, в нижнюю часть которого вставляется штуцер с наружной резьбой. При установке штуцера необходимо обеспечить, чтобы он не доходил до верхнего края тройника на 2-3 мм. Для этого при необходимости он дорабатывается подпиливанием или наращиванием полиэтиленовой трубкой. Штуцер будет играть роль сопла, поэтому от точности его установки зависят разрежение в корпусе тройника и напор воды на выходе.

К верхней части тройника через переходник подсоединяется полиэтиленовая труба для подачи воды в систему. На резьбе нижней части, кроме штуцера, устанавливается отвод для подачи рециркуляционной воды от насоса. Для забора воды из скважины или колодца используется боковой патрубок тройника с присоединенной через отвод полиэтиленовой трубкой. Его диаметр должен быть меньше, чем по основному проходу фитинга.

Что касается размеров, то для изготовления эжектора, обеспечивающего водоснабжение небольшого дома или дачи, достаточным будет использование тройника на ¾” с боковым штуцером на ¾” и внутреннего штуцера с диаметром 12 мм.

Порядок подключения труб

Для подключения к смежным элементам системы можно использовать полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Подсоединенная к боковому патрубку труба с установленными обратным клапаном и фильтром должна иметь достаточную для погружения в скважину длину, ее крепят в первую очередь.

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

Верхняя часть эжектора подключается через трубопровод к поверхностному насосу, на этом сборка самодельной эжекторной установки завершена.

https://youtube.com/watch?v=x4zICtMBRFY

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Для первичного запуска системы со смонтированным эжектором ее элементы, включая все подсоединенные трубопроводы, должны быть развоздушены и заполнены водой. У насоса для его заполнения имеется специальный штуцер. Стартовый запуск насоса выполняют при закрытом вентиле на его напоре для развоздушивания и полного заполнения трубопроводов, время работы не должно превышать 10-20 секунд. Открытием крана стравливают воздух из системы, при необходимости выполняют несколько циклов операции до заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.

Затем гидроаккумулятор через расходные краны системы полностью сливается, а насос при пустой гидроемкости должен перейти в автоматический режим работы и включиться для ее заполнения. Если этого не происходит, то при соединении труб или заполнении были допущены ошибки – негерметичность соединения привела к подсосу воздуха или засорился обратный клапан на заборе воды. В этом случае необходимо повторить все перечисленные операции и выполнить повторный запуск системы.

Виды эжекторных устройств

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

Паровые

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

Пароструйные

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

Газовые

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

С выносным эжектором

Такие насосы для забора воды необходимо опускать вглубь колодца или скважины. Насос с выносным эжектором имеет две трубы. По одной из них жидкость под определенным напором подается в эжектор. Это приводит к тому, что вырабатывается своеобразная всасывающая струя.

Насос с внешним эжектором по своим характеристикам значительно уступает моделям с встроенным эжектором. Все дело в специфике конструкции.

Схема монтажа двух типов эжекторных насосов

Так, насос с эжектором выносного типа будет «бояться» загрязненной воды, и попадания внутрь конструкции воздуха. Его КПД заметно ниже, но выносной эжектор насоса имеет и свое существенное преимущество – его можно располагать внутри жилого помещения.

С вмонтированным эжектором

Внутренний центробежный эжекторный насос поднимает воду с помощью созданного искусственным путем разряжения.

Ввиду особенностей конструкции, эжекторный насос стоит намного дороже обычных устройств этого типа, так как способен поднимать воду даже с больших глубин вплоть до 50-и метров.

Высокая производительность, правда, несколько компенсируется за счет большого уровня шума, издаваемого во время работы устройства.

Поэтому, эжекторные насосы монтируются исключительно в подвалах и подсобных помещениях жилых домов.

Современный пароэжекторный вакуумный электронасос – хорошее решение для организации системы водоснабжения на большом предприятии и при орошении больших территорий с растительностью.

Подробности

Типы эжекторов

Место установки влияет на тип эжектора: выносной, либо встроенный. Конструкции устройств в принципе не различаются, однако место расположение оказывает влияние на установку насоса, его эффективность.

Если устанавливают встроенный тип, то эжектор находится в корпусе насоса, или около него. При этом устройство компактно, не требует отдельной установки. Выполняют просто монтаж насосного оборудования. В корпусе насоса эжектор находится под защитой от грязи. Процесс разрежения, обратного забора жидкости происходит внутри корпуса. Не придется ставить фильтры очистки для обеспечения защиты эжектора от песка, мелкого мусора.

Внимание! Эжектор выносного типа требует при установке больше усилий, зато работает устройство с меньшим шумом. Встроенный эжектор эффективен при малых глубинах колодца, максимум десять метров

Но они способны обеспечивать хорошим напором воды. Объема добываемой воды хватает для использования в быту, при поливе огорода, мойки машин и т.д. К недостаткам можно отнести шумную работу эжектора, так как эффект усиливается при работе насоса. Следует проводить шумоизоляционные работы. Оборудование, имеющее встроенный эжектор, лучше располагать снаружи в отдельном нежилом помещении, либо в кессоне. Насосный двигатель, оснащенный эжектором внутри, должен отличаться мощностью, в отличие от модели без эжектора

Встроенный эжектор эффективен при малых глубинах колодца, максимум десять метров. Но они способны обеспечивать хорошим напором воды. Объема добываемой воды хватает для использования в быту, при поливе огорода, мойки машин и т.д. К недостаткам можно отнести шумную работу эжектора, так как эффект усиливается при работе насоса. Следует проводить шумоизоляционные работы. Оборудование, имеющее встроенный эжектор, лучше располагать снаружи в отдельном нежилом помещении, либо в кессоне. Насосный двигатель, оснащенный эжектором внутри, должен отличаться мощностью, в отличие от модели без эжектора.

Выносной тип следует устанавливать в двадцати – сорока метрах от насоса. В некоторых случаях рекомендуют удалять эжектор на пятьдесят метров от насосного оборудования.

Эжектор, находящийся под землей, не издает звуков. Устройство подключают к насосу при помощи трубы рециркуляции. По ней вода будет обратно стекать в эжектор. Более длинная труба требуется при более глубокой установке прибора. Скважину следует оснастить дополнительной трубой на этапе создания проекта. При подключении данного вида устройства требуется установка бака для накапливания воды, чтобы из него забиралась жидкость в рециркуляционную трубу.

Бак снижает уровень нагрузки на насос поверхностного типа, экономит энергию. Внешний эжектор менее эффективен, чем встроенный. Но с помощью него можно увеличивать глубину скважины, на которой забирают воду. Данный тип не предполагает расположение эжектора вблизи скважины. Устройство может находится в подвальном помещении дома.

Внимание! Эжектор можно располагать в сорока метрах от скважины, производительность насоса от этого не изменится

Установка эжекторов

Эжекторы, встроенные в насос, легко устанавливать. Они находятся внутри корпуса. Насос следует подключить к шлангу для подачи жидкости и к водопроводу. Если эжектор работает с насосной станцией, насос следует соединить с помощью штуцера, имеющего пять выходов, к гидроаккумулятору. К насосу подключают реле для регулировки давления, чтобы включать и отключать оборудование автоматически.

Более сложно устанавливать выносной тип эжектора. Первым делом ставят трубу для обеспечения обратного потока от бака с водой в эжектор. На узле всасывания ставят клапан обратного действия. За клапаном устанавливают фильтр сетчатого типа, защищающий от мусора. Кран для регулировки устанавливают на рециркуляционном патрубке сверху. Он регулирует объем воды, направляющийся к эжектору. Эта деталь не обязательна, но улучшает напор воды. Воды в водопроводе, идущему к дому, останется больше, если объем возвращаемой жидкости будет меньше. Так можно следить за силой напора воды в системе. При малом напоре закручивают кран регулировки на обратном трубопроводе, и наоборот.

Эжектор для насосной станции: принцип работы, устройство, правила установки

У некоторых владельцев индивидуальных домов, решивших самостоятельно обустроить систему водоснабжения от подземной скважины или колодца, может возникнуть проблема с подачей воды или недостатком давления в системе. Причиной может быть отсутствие в системе одного из элементов установки для насосной станции, неучтенного в первоначальных расчетах, — водяного эжектора. Эжектор — что это такое, какой у него принцип действия, какая роль в работе системы отводится этому устройству и как можно устранить возникшую проблему — данные вопросы стоит рассмотреть подробнее.

При подаче под давлением в эжектор эжектирующей воды ее скорость в сопле резко возрастает. При этом в камере смешения создается зона разрежения и в нее начинает поступать эжектируемая вода или газ. Обе среды смешиваются и под давлением, немного меньшим первоначального на входе в эжектор, поступают на выход устройства.

Подключение

В случае с внутренним эжектором, если он включен в конструкцию самого насоса, монтаж системы мало чем отличается от установки безэжекторного насоса. Достаточно просто присоединить трубопровод от скважины к всасывающему входу насоса и обустроить напорную линию с сопутствующим оборудованием в виде гидроаккумулятора и автоматики, которая будет управлять работой системы.

Для насосов с внутренним эжектором, в которых он закрепляется отдельно, а также для систем с внешним эжектором добавляется два дополнительных этапа:

  • Прокладывается дополнительная труба для рециркуляции от напорной линии насосной станции к входу эжектора. Подключается основная труба от него к всасу насоса.
  • К всасу эжектора подключается патрубок с обратным клапаном и грубым фильтром для забора воды из скважины.

При необходимости в линию рециркуляции устанавливается вентиль для настройки. Это особенно выгодно, если уровень воды в скважине находится много выше, чем рассчитана насосная станция. Можно уменьшать напор в эжектор и тем самым поднимать напор в системе водоснабжения. У некоторых моделей имеется уже встроенный вентиль для подобной настройки. О его размещении и способе регулировки указано в инструкции к оборудованию.

Самодельный эжектор для насосной станции.

Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча». Сегодня, по Вашей просьбе, я расскажу, как своими силами собрать простой эжектор для насосной станции, чтобы обеспечить дополнительные метры подъема воды из скважины и обезопасить работу насосной станции от возможного сухого хода в случае, когда уровень воды в скважине внезапно понижается. О схеме подключения такого эжектора я писал ранее. В той же статье приведен эскиз этого эжектора. Но как именно сделать его, многим оказалось непонятно. Сразу оговорюсь, что в процессе написания этой статьи я не делал этот эжектор. В данный момент он мне не нужен, а сделать его я могу в любое время, потратив на это час-полтора.

И все же я начну немного издалека для того, чтобы вопросов осталось как можно меньше.

Названия и условные обозначения.

Побывав у родителей своей супруги в Ульяновской области, я с удивлением обнаружил, что продавцы в магазинах сантехники не всегда понимают, о чем я их прошу, хотя у себя в Питере я таких проблем не испытывал. Поэтому мне бы очень хотелось, чтобы мы с Вами говорили на одном языке и понимали друг друга, особенно в части названий и обозначений, связанных с сантехникой.

В сантехнике принято обозначать детали и резьбу на них условными обозначениями, понятными, впрочем, любому, кто говорит и пишет на русском языке. Размер же или диаметр резьбы, чаще всего, указывают в дюймах: ½, ¾, 1½. Это же указывает, что резьба на деталях не метрическая, а конусная – трубная. Буквы рядом с обозначением резьбы говорят о том, какая это резьба: внутренняя (В) или наружная (Н). Например, краткое обозначение: угол ¾ Н х ½ В – означает переходной уголок (или угловой переходник), один конец которого с наружной трубной резьбой диаметром ¾ дюйма или 20 мм, а другой – с внутренней трубной резьбой диаметром ½ дюйма или 15 мм. Еще раз уточню, буква «В» в этом обозначении означает не внешнюю резьбу (внешней резьбы нет, есть наружная), а только и только внутреннюю.

В некоторых предыдущих статьях я уже упоминал условные обозначения, аббревиатуры, пластиковых труб. Напомню: МП – металлопластиковая, ПП – полипропиленовая, ПВХ – поливинилхлоридная, ПНД – полиэтилен низкого давления. Так вот, если в обозначении детали на месте размера резьбы стоит некое число с аббревиатурой материала трубы, это означает, что данный «хвостик» детали предназначен для соединения с указанным видом трубы указанного же диаметра.

Например, угол ½ Н х 16МП – это уголок, на одном конце которого сделана наружная трубная резьба диаметром ½ дюйма или 15 мм, другой же имеет штуцер и резьбу (в случае резьбового обжима), предназначенные для присоединения к уголку металлопластиковой трубы диаметром 16 мм.

Случай, если никаких обозначений нет, означает, что эта сторона детали предназначена для соединения без резьбы, скажем, с садовым шлангом указанного диаметра и это, скорее всего, обыкновенный штуцер. Например, переходник ¾ Н х 12.

Мне бы не хотелось в рамках этой статьи и дальше вдаваться в дебри условностей, потому что рассказанного мною уже вполне достаточно для нашего понимания, и мы, надеюсь, не будем больше отвлекаться на пояснения. Тем не менее, я постараюсь излагать свои мысли доходчиво, все же подробно разъясняя «узкие» места.

Детали и инструменты.

Но эжектор нужно присоединить к трубам, поэтому в конструкцию эжектора нужно будет добавить соответствующие детали. Для примера я рассмотрю присоединение к МП-трубам, как наиболее распространенным и простым для монтажа. Если Вы будете использовать какие-то другие, то Вам нужно будет внести в конструкцию соответствующие изменения.

Итак, из деталей нам понадобятся:

Два последних уголка можно, в принципе, заменить на что-то другое, главное, чтобы в результате получился необходимый нам поворот с переходом на нужную нам трубу.

Изготовление эжектора.

Больше всего придется повозиться со штуцером. Необходимо сточить его шестигранную часть, практически на «нет», сделав из неё конус, основание которого по диаметру чуть меньше наружной резьбы штуцера. Кроме того, придется немного укоротить резьбовую часть штуцера, оставив максимум четыре нитки. Резьбонарезным инструментом или муфтой нужно будет поправить испорченную обточкой резьбу и прорезать её дальше с заходом на полученный конус так, чтобы резьбовая часть штуцера свободно вкручивалась в муфту или тройник с любой стороны.