Насосы фекальные промышленные с измельчителем

Насосы фекальные промышленные с измельчителем: конструкция, применение и критерии выбора

Промышленные фекальные насосы с измельчителем представляют собой специализированное погружное оборудование, предназначенное для перекачки сильно загрязненных жидкостей, содержащих длинноволокнистые включения, твердые абразивные частицы и фекальные массы. Их ключевое отличие от обычных дренажных или фекальных насосов — наличие встроенного режущего механизма (измельчителя), который предотвращает засорение рабочего колеса и напорного трубопровода, перемалывая крупные включения до однородной фракции.

Принцип действия и ключевые конструктивные элементы

Агрегат функционирует по следующему принципу: загрязненная жидкость через приемную решетку поступает в нижнюю часть корпуса. Там вращающиеся ножи измельчителя (установленные на отдельном валу или непосредственно на валу двигателя) захватывают и дробят твердые и волокнистые отходы. Затем предварительно обработанная масса направляется в рабочую камеру с крыльчаткой (чаще всего вихревого или одноканального типа), которая создает напор и перекачивает жидкость по напорному патрубку. Основные узлы:

• Электродвигатель: Асинхронный, трехфазный (380 В) или однофазный (220 В), с классом изоляции F, степенью защиты IP68, оснащенный системой тепловой защиты. Часто заполнен маслом для эффективного охлаждения и смазки подшипников.
• Режущий механизм: Изготавливается из закаленной инструментальной стали (например, нержавеющая сталь AISI 440C, AISI 420) или карбида вольфрама. Конфигурации: одно или несколько лезвий на роторе, взаимодействующих с неподвижным контр-ножом (статором).
• Рабочее колесо: Износостойкое, обычно из чугуна с шаровидным графитом (GGG), бронзы или полимерных композитов. Конструкция — вихревое (для сред с высоким содержанием абразива) или одноканальное/многоканальное (для повышенной пропускной способности).
• Корпус насоса: Литая конструкция из чугуна, нержавеющей стали (AISI 304, AISI 316) или высокопрочных полимеров. Должен выдерживать длительные механические нагрузки и химическое воздействие агрессивных сред.
• Система уплотнений: Двойное торцевое механическое уплотнение (SiC/SiC или SiC/Al2O3), работающее в масляной камере, что предотвращает попадание жидкости в двигатель.
• Система автоматики: Поплавковый выключатель для управления уровнем, реле тепловой защиты, шкаф управления с возможностью подключения к АСУ ТП.

Сферы применения и типы перекачиваемых сред

Оборудование критически важно на объектах, где требуется надежная работа с нестандартными стоками.

• Коммунальное хозяйство: Основная станция перекачки городских канализационных стоков, ливневая канализация с крупным мусором.
• Промышленность: Целлюлозно-бумажные, пищевые (бойни, мясокомбинаты, рыбокомбинаты), пивоваренные комбинаты, где стоки содержат отходы с высокой волокнистостью и жирами.
• Сельское хозяйство: Откачка жидкого навоза из лагун, перекачка биомассы на биогазовых установках.
• Водоподготовка: Перекачка осадка и шлама на очистных сооружениях.

Типичные характеристики перекачиваемой среды:

• Максимальный размер твердых включений: от 35 до 80 мм (на входе).
• Длина волокнистых включений: до нескольких метров.
• Температура среды: обычно до 40°C, для специальных исполнений — до 70°C.
• Плотность среды: до 1100-1200 кг/м³.
• Уровень pH: от 4 до 10 для стандартных моделей.

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор модели осуществляется на основе анализа технологического процесса. Ключевые параметры представлены в таблице.

Сводная таблица технических параметров промышленных фекальных насосов с измельчителем

Параметр	Диапазон значений / Типы	Комментарий
Мощность двигателя	От 4 кВт до 40 кВт и выше	Зависит от требуемых напора и производительности.
Напор (H)	От 10 до 40 метров вод. ст.	Определяет высоту и расстояние транспортировки стоков.
Производительность (Q)	От 15 до 400 м³/ч	Объем перекачиваемой жидкости в единицу времени.
Диаметр напорного патрубка (DN)	От 50 до 100 мм (2″ – 4″)	Определяет пропускную способность трубопровода.
Максимальный размер твердых частиц (на входе)	От 35 до 80 мм	Указывается производителем для сферических частиц.
Материал проточной части	Чугун GGG, Нерж. сталь AISI 304/316, Бронза	Выбор зависит от абразивности и химической агрессивности среды.
Материал режущего механизма	Закаленная инструментальная сталь, Карбид вольфрама	Карбид вольфрама применяется для самых тяжелых условий.
Система охлаждения двигателя	Масляное заполнение, Водяная рубашка	Водяная рубашка необходима для работы «на сухую» или в полупогруженном состоянии.

Сравнение с насосами без измельчителя и другими типами

Основное преимущество насосов с измельчителем — способность работать с длинноволокнистыми и эластичными материалами (ткани, гигиенические средства, полиэтиленовые пакеты), которые неизбежно вызывают засорение обычных фекальных насосов с вихревым или канальным колесом. Насосы без измельчителя, даже рассчитанные на крупные твердые частицы, не могут разрезать волокна, что приводит к намотке на рабочее колесо и остановке. Шнековые (архимедов винт) и центробежные насосы для шлама также не имеют режущей функции и предназначены для иных типов сред (высокоабразивных, с высокой плотностью).

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж осуществляется на направляющих шинах с цепью/тросом и автоматической муфтовой соединительной системой, что позволяет проводить подъем и спуск агрегата для обслуживания без спуска персонала в колодец. Обязательна установка на твердое основание (фундаментную плиту) для предотвращения заиливания всасывающей зоны. Эксплуатация требует соблюдения условий, указанных в паспорте: запрет работы «на сухую», контроль температуры перекачиваемой среды, предотвращение работы в режиме частых пусков/остановок (менее 3-5 минут).

График технического обслуживания включает:

• Ежедневный: визуальный контроль работы, проверка тока потребления.
• Ежемесячный: проверка состояния режущего механизма на предмет затупления или повреждения, очистка корпуса от отложений.
• Ежегодный: полная разборка, замена масла в масляной камере и уплотнений, проверка износа рабочих колес и зазоров.

Типовые неисправности и методы их устранения

• Насос не запускается: Проверить питание, защитный автомат, тепловое реле, целостность кабеля. Возможно срабатывание защиты из-за перегрузки или блокировки рабочего колеса.
• Снижение производительности и напора: Износ рабочего колеса или режущих кромок, засорение приемной решетки, частичное засорение трубопровода. Требуется извлечение и осмотр.
• Частое срабатывание тепловой защиты: Перегрузка из-за слишком вязкой среды, работа вне рабочей точки характеристики, неисправность подшипника или механическое трение.
• Вибрация и шум: Износ подшипников, поломка лопасти рабочего колеса, неравномерный износ режущего механизма.
• Течь масла из сальника: Износ механического уплотнения. Требуется срочная замена для предотвращения попадания воды в двигатель.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как определить необходимый напор и производительность насоса?

Напор (H) рассчитывается как сумма геометрической высоты подъема (от минимального уровня в приемном резервуаре до точки сброса), потерь напора на трение в горизонтальных трубопроводах (примерно 1-1.5 м на 10 м длины для диаметра DN 80-100) и потерь на местных сопротивлениях (задвижки, повороты). Производительность (Q) определяется объемом поступающих стоков в единицу времени с учетом пиковых нагрузок и коэффициента запаса (обычно 1,1-1,2).

Чем отличается измельчитель из нержавеющей стали от измельчителя из карбида вольфрама?

Ножи из закаленной нержавеющей стали обладают высокой твердостью и коррозионной стойкостью, подходят для большинства стандартных применений. Карбид вольфрама (победит) имеет значительно более высокую износостойкость, особенно к абразивным частицам (песок, взвеси), и применяется в самых тяжелых условиях, но и стоимость такого оборудования существенно выше.

Можно ли использовать насос с измельчителем для перекачки чистых жидкостей или жидкостей с песком?

Для перекачки чистых жидкостей (вода) или жидкостей с высоким содержанием абразивного песка (шламов) данное оборудование не является оптимальным. Абразивные частицы вызывают ускоренный износ дорогостоящего режущего механизма. Для таких задач существуют специальные шламовые или грунтовые насосы с усиленными рабочими колесами и без измельчителя.

Как часто требуется замена масла в масляной камере двигателя?

Периодичность замены масла указывается производителем и обычно составляет 2000-5000 моточасов или один раз в год (в зависимости от того, что наступит раньше). Использование нерегламентированного масла может привести к перегреву и выходу из строя подшипников и уплотнений.

Что важнее при выборе: материал корпуса или материал рабочего колеса?

Оба параметра критичны, но для разных угроз. Материал корпуса (особенно патрубков) определяет стойкость к внешним воздействиям и химической агрессии среды. Материал рабочего колеса и измельчителя напрямую влияет на износостойкость и ресурс агрегата при работе с абразивными и твердыми включениями. Выбор должен быть комплексным, исходя из полного химического и механического анализа сточной воды.

Какой тип рабочего колеса предпочтительнее: вихревое или одноканальное?

Вихревое колесо обеспечивает более стабильную работу при наличии крупных и абразивных твердых частиц, менее склонно к засорению, но имеет несколько более низкий КПД. Одноканальное (или двухканальное) колесо обеспечивает более высокую производительность и лучший КПД при перекачке сред с длинноволокнистыми включениями, но может быть более чувствительно к крупным недеформируемым твердым предметам (камни, металл).