Насосы дренажные ГНОМ 16-16 (Q=16м3/ч, H=16м)
Дренажный насос ГНОМ 16-16: технико-эксплуатационный анализ для профессионального применения
Дренажный насос ГНОМ 16-16 представляет собой центробежный одноступенчатый электронасос, предназначенный для откачки чистой или слабозагрязненной воды с содержанием твердых включений размером до 5 мм и объемной концентрацией до 10%. Модель с индексом 16-16 является базовой в линейке насосов ГНОМ, где первая цифра обозначает номинальную подачу (м³/ч), а вторая – номинальный напор (м). Агрегат находит широкое применение в системах водоотлива на строительных площадках, в дренажных и мелиоративных работах, при осушении котлованов, колодцев, подвалов и технологических резервуаров, а также в качестве стационарного или аварийного оборудования на объектах промышленности и ЖКХ.
Конструктивные особенности и принцип действия
Насос ГНОМ 16-16 выполнен по классической схеме моноблочного погружного аппарата с верхним расположением патрубка для отвода жидкости. Корпус насосной части и улитка изготавливаются из чугуна марки СЧ20, что обеспечивает высокую стойкость к абразивному износу и механическим воздействиям. Рабочее колесо – закрытого типа, также чугунное, с двумя лопастями, оптимизированными для перекачки жидкостей с механическими примесями. Вал выполнен из нержавеющей стали. Основные конструктивные узлы:
- Электродвигатель: Асинхронный, трехфазный (380 В), с короткозамкнутым ротором, выполнен в герметичном исполнении. Класс защиты двигателя – IPX8 (длительная работа под заливом), класс изоляции – F. Охлаждение осуществляется перекачиваемой жидкостью, проходящей через зазор между статором и герметичным стаканом (броней).
- Система уплотнений: Для предотвращения попадания перекачиваемой среды в полость электродвигателя используется двойное торцевое механическое уплотнение. Материал уплотнительных колец – графит-керамика или карбид-вольфрам, что обеспечивает долговечность при работе в абразивной среде.
- Всасывающая решетка: Литая, чугунная, с зазором, ограничивающим попадание частиц крупнее 5 мм.
- Кабель и гермоввод: Используется кабель марки КГ или его аналоги с сечением, соответствующим мощности двигателя. Герметичный ввод кабеля (сальник) предотвращает проникновение влаги.
- Поплавковый выключатель (опционально): Для автоматизации работы насоса и защиты от «сухого хода» может комплектоваться встроенным или внешним поплавковым выключателем.
- Сечение кабеля: Должно выбираться по току (5.2 А) с учетом длины линии и способа прокладки. Для большинства случаев при длине до 100 м достаточно медного кабеля сечением 1.5 мм² (например, КГ 3×1.5+1×1.0). При больших расстояниях необходим расчет по падению напряжения (не более 5%).
- Защитная аппаратура: В цепи питания обязательна установка автоматического выключателя с характеристикой срабатывания «C» и номинальным током, равным номинальному току двигателя (5А) или чуть выше. Для защиты от токов утечки и поражения персонала необходимо использовать УЗО или дифференциальный автомат с током утечки не более 30 мА.
- Защита от рабочих токов: Обязательно применение магнитного пускателя с тепловым реле, уставка которого должна быть откалибрована на номинальный ток двигателя. Это защитит агрегат от перегрузки при работе вне оптимальной зоны и от «сухого хода».
- Заземление: Корпус насоса должен быть надежно заземлен. В кабеле КГ для этого предусмотрена отдельная жила.
- Ежесменный осмотр: Проверка целостности кабеля, гермоввода, отсутствия вибрации и посторонних шумов.
- Контроль тока нагрузки: Ток, измеренный клещами на каждой фазе, не должен превышать номинальное значение более чем на 10%.
- Запрещенные режимы: Не допускается работа «на закрытую задвижку» более 2-3 минут, работа без воды («сухой ход»), перекачивание химически агрессивных жидкостей, горючих смесей, жидкостей с волокнистыми включениями.
- Промывку насоса чистой водой.
- Контроль изоляции обмоток электродвигателя (сопротивление должно быть не менее 0.5 МОм).
- Проверку состояния и при необходимости замену механического уплотнения.
- Контроль состояния рабочего колеса и износа деталей проточной части.
Детальные технические характеристики
Номинальные параметры насоса указаны в его маркировке: подача (Q) – 16 м³/ч, напор (H) – 16 м. Однако рабочий диапазон агрегата значительно шире и определяется его напорно-расходной характеристикой (H-Q кривой).
| Параметр | Значение | Единица измерения | Примечание |
|---|---|---|---|
| Номинальная подача (Qном) | 16 | м³/ч | В оптимальной рабочей зоне |
| Номинальный напор (Hном) | 16 | м | В оптимальной рабочей зоне |
| Максимальный напор (Hmax) | ~20 | м | При нулевой подаче (режим закрытой задвижки) |
| Глубина погружения | до 20 | м | Ограничена длиной кабеля и прочностью напорного рукава |
| Максимальный размер твердых включений | 5 | мм | По паспорту |
| Температура перекачиваемой среды | от +1 до +35 | °C | Без замерзания и перегрева |
| Плотность перекачиваемой среды | до 1050 | кг/м³ | Для слабозагрязненной воды |
| Мощность электродвигателя (Pном) | 2.2 | кВт | Потребляемая активная мощность |
| Номинальный ток (Iном) | 5.2 | А | При 380 В, 50 Гц |
| КПД насосного агрегата | ~68-72 | % | В зоне номинальных параметров |
| Масса (сухая) | ~32-35 | кг | В зависимости от производителя |
| Присоединительный размер напорного патрубка | ДУ 50 (2″) | — | Наружная трубная резьба (обычно G2″) |
Напорно-расходная характеристика и выбор рабочей точки
Эксплуатация насоса с максимальной эффективностью и без перегрузки двигателя возможна только при правильном выборе рабочей точки на пересечении характеристики насоса и характеристики гидравлической системы (сети). Типовая H-Q кривая для модели 16-16 имеет следующий вид:
| Подача (Q), м³/ч | 0 | 5 | 10 | 15 | 16 | 18 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Напор (H), м | ~20.5 | ~19.0 | ~17.5 | ~16.2 | ~16.0 | ~15.0 | ~13.5 |
| Потребляемая мощность (P), кВт | ~1.8 | ~1.9 | ~2.0 | ~2.1 | ~2.2 | ~2.25 | ~2.3 |
| КПД (η), % | 0 | ~45 | ~62 | ~70 | ~71 | ~70 | ~68 |
Анализ данных показывает, что зона максимального КПД (около 70-71%) находится в диапазоне подач от 14 до 18 м³/ч. Работа при подачах менее 5-7 м³/ч нежелательна из-за низкого КПД и риска перегрева, так как проток жидкости для охлаждения двигателя недостаточен. При проектировании системы необходимо рассчитать требуемый напор как сумму геодезической высоты подъема, потерь напора на трение в трубопроводе и местных сопротивлений (арматура, повороты). Диаметр напорного трубопровода должен быть не менее ДУ 50. Использование зауженного трубопровода приводит к резкому росту потерь на трение и смещению рабочей точки влево по характеристике, что может вызвать перегрузку двигателя и недопустимый рост давления в насосной части.
Требования к электропитанию и схемы управления
Электродвигатель насоса ГНОМ 16-16 рассчитан на трехфазную сеть переменного тока 380 В, частотой 50 Гц. Пуск – прямой (без использования частотного преобразователя). Критически важным является обеспечение качественного электропитания:
Для автоматизации работы применяются схемы с поплавковыми выключателями (уровневыми датчиками) или электродными датчиками. Наиболее надежна схема с двумя поплавками: один управляет включением при подъеме уровня, второй – служит аварийным датчиком для отключения при критическом снижении уровня (защита от «сухого хода»).
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы насоса. Агрегат устанавливается вертикально, рабочее положение – нижнее всасывающее отверстие обращено ко дну резервуара. Между дном и насосом должен быть зазор не менее 10-20 см для предотвращения заиливания. Напорный трубопровод крепится к патрубку через отвод (угол 90°) с помощью резьбового соединения с уплотнением (лента ФУМ, нить Tangit). Кабель должен быть зафиксирован на напорном рукаве с интервалом 1.5-2 м без натяжения.
Эксплуатационные процедуры включают:
Техническое обслуживание проводится в соответствии с регламентом производителя, обычно после 500-1000 моточасов или раз в сезон. Оно включает:
Типовые неисправности, причины и методы их устранения
| Неисправность (симптом) | Возможные причины | Методы проверки и устранения |
|---|---|---|
| Насос не запускается | 1. Отсутствие или некачественное питание (обрыв фазы). 2. Срабатывание тепловой защиты. 3. Неисправность кабеля или соединений. 4. Выход из строя обмотки двигателя. | Проверить напряжение на клеммах двигателя. Прозвонить цепь питания. Проверить сопротивление изоляции и обмоток на обрыв/КЗ. |
| Насос работает, но не дает подачи или подача мала | 1. Засорение всасывающей решетки или рабочего колеса. 2. Завоздушивание насоса. 3. Неправильное направление вращения (реверсия фаз). 4. Сильный износ рабочего колеса или уплотнительных колес. 5. Забит или заужен напорный трубопровод. | Извлечь насос, визуально проверить проточную часть. Проверить направление вращения на «сухую» (кратковременно). Промерить фактический напор и сравнить с паспортным. |
| Насос отключается тепловым реле | 1. Работа в режиме перегрузки (рабочая точка смещена). 2. Повышенное содержание песка в воде (перегрузка по моменту). 3. Дефект подшипников двигателя. 4. Задевание рабочего колеса за корпус. 5. Низкое напряжение в сети. | Проверить ток нагрузки по фазам. Проверить напряжение. Извлечь насос, проверить вращение ротора вручную (легкость хода). |
| Сильная вибрация и шум | 1. Разбалансировка рабочего колеса из-за износа или загрязнения. 2. Износ подшипниковых узлов. 3. Кавитация (работа при слишком высокой подаче, близко к правой границе характеристики). | Извлечь, разобрать и очистить насос. Проверить люфт вала. Скорректировать рабочую точку (прикрыть задвижку на напоре). |
| Течь в области кабельного ввода или по стыкам | 1. Разрушение или ослабление герметизирующих элементов (сальника). 2. Механическое повреждение корпуса. | Заменить сальник или уплотнительные кольца. При повреждении корпуса – замена узла. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Можно ли использовать насос ГНОМ 16-16 для постоянного отвода грунтовых вод из котлована?
Да, это одна из его основных задач. Для постоянной работы необходимо обеспечить автоматизацию с помощью поплавковых выключателей, корректно рассчитать и смонтировать напорный трубопровод, а также организовать периодический контроль тока и состояния агрегата согласно регламенту ТО.
2. Что произойдет, если насос будет работать с подачей 2-3 м³/ч при напоре 18-19 метров?
Это крайне нежелательный режим, близкий к работе «на закрытую задвижку». КПД упадет до 10-20%, потребляемая мощность останется высокой (около 1.8-2.0 кВт), а вся избыточная энергия будет переходить в нагрев перекачиваемой жидкости и корпуса двигателя. Это приведет к быстрому перегреву, деформации узлов, ускоренному износу механического уплотнения и выходу насоса из строя.
3. Чем отличается ГНОМ 16-16 от насосов типа Водолей или Grundfos аналогичной производительности?
ГНОМ – это насос, изначально спроектированный для тяжелых условий эксплуатации в загрязненных средах. Основные отличия: чугунный корпус (у многих бытовых аналогов – пластик), верхний выхлоп (удобен для погружения в узкие колодцы), ремонтопригодность и доступность запчастей. Насосы Grundfos, как правило, имеют более высокий КПД и могут быть оснащены встроенной электроникой, но их стоимость существенно выше, а ремонт сложнее и дороже.
4. Как правильно подобрать длину и диаметр напорного шланга/трубы?
Диаметр должен быть не менее условного прохода патрубка насоса – ДУ 50 (внутренний диаметр ~50 мм). Использование шланга ДУ 40 (1.5″) приведет к росту потерь напора в 2.5-3 раза, что может сделать работу насоса невозможной. Длина подбирается из условия: требуемый напор = высота подъема + потери в трубопроводе заданной длины и диаметра. Для расчета потерь используются таблицы гидравлических сопротивлений. Для шланга длиной 50 м ДУ 50 потери составят примерно 2-3 метра.
5. Требуется ли замена масла в полости двигателя насоса ГНОМ?
Нет. В стандартной конструкции насосов ГНОМ с «мокрым» статором (залитых водой) полость двигателя не заполнена маслом. В ней находится либо чистая вода (в моделях с дополнительной камерой и диафрагмой), либо перекачиваемая среда, отделенная механическим уплотнением. Масло (или консистентная смазка) присутствует только в подшипниковых узлах, и его замена в полевых условиях, как правило, не предусмотрена.
6. Как быть, если уровень воды опускается ниже всасывающей решетки насоса быстрее, чем срабатывает поплавок?
Необходимо использовать схему автоматизации с двумя поплавковыми выключателями. Основной поплавок настраивается на уровень включения. Аварийный поплавок, с более коротким кабелем, размещается ниже основного и разрывает цепь управления при падении уровня ниже критической отметки, обеспечивая гарантированную защиту от «сухого хода».
7. Можно ли перекачивать насосом морскую или агрессивную воду?
Базовая модель ГНОМ 16-16 в чугунном исполнении не предназначена для агрессивных сред. Морская вода, содержащая хлориды, вызовет ускоренную коррозию чугунных и стальных деталей. Для таких задач существуют модификации насосов из нержавеющей стали (например, серия ГНОМ-И) или с специальными покрытиями.
Заключение
Дренажный насос ГНОМ 16-16 представляет собой надежное, ремонтопригодное и проверенное временем оборудование для решения широкого круга задач по откачке слабозагрязненных вод. Его эффективная и долговечная эксплуатация возможна только при строгом соблюдении правил подбора, монтажа и обслуживания, с учетом его напорно-расходных характеристик и требований к электропитанию. Правильный расчет гидравлической системы, применение корректной защитной автоматики и проведение регулярного технического контроля являются обязательными условиями для его безотказной работы в составе профессиональных систем водоотлива и дренажа.