Насосы полупогружные фекальные

Насосы полупогружные фекальные: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Полупогружные фекальные насосы представляют собой специализированный тип насосного оборудования, предназначенный для перекачки загрязненных жидкостей, сточных вод, хозяйственно-бытовых и промышленных стоков с высоким содержанием волокнистых включений, абразивных частиц и твердых фракций. Их ключевая конструктивная особенность — расположение электродвигателя над уровнем перекачиваемой среды, в то время как рабочая часть (гидравлический отсек с рабочим колесом) погружена в жидкость. Это обеспечивает эффективное охлаждение двигателя воздухом и исключает необходимость сложных систем уплотнения вала, характерных для полностью погружных моделей.

Конструктивные особенности и принцип работы

Конструкция полупогружного фекального насоса базируется на следующих основных узлах:

• Электродвигатель — асинхронный, обычно с воздушным охлаждением, класса защиты IP54 или IP55. Устанавливается на верхней платформе или кронштейне.
• Удлиненный вал — передает крутящий момент от двигателя к рабочему колесу. Изготавливается из нержавеющей стали и размещается внутри полой стойки, которая также служит опорной конструкцией.
• Гидравлический отсек (проточная часть) — включает в себя корпус насоса, рабочее колесо и всасывающую решетку. Корпус чаще всего изготавливается из чугуна, нержавеющей стали (AISI 304, AISI 316) или высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
• Рабочее колесо — специальной конструкции для перекачки загрязненных сред. Основные типы: одноканальное, вихревое (свободновихревое) и колесо с режущим механизмом (измельчителем).
• Система уплотнения — в месте прохода вала через корпус насоса устанавливается сальниковое уплотнение или торцевое механическое уплотнение, работающее в смазываемой жидкостью полости.
• Опорная плита и направляющие

  — обеспечивают фиксацию насоса в приямке или на площадке и позволяют осуществлять его легкий монтаж и демонтаж с помощью цепей или тросов.

Принцип работы основан на центробежной силе. Запуск двигателя приводит во вращение рабочее колесо, которое создает разрежение на всасывающем патрубке. Среда поступает в корпус, кинетическая энергия вращения преобразуется в давление, и жидкость выбрасывается через напорный патрубок.

Сферы применения и классификация

Оборудование данного типа применяется в следующих областях:

• Промышленные и муниципальные очистные сооружения (перекачка сырых стоков, активного ила, циркуляционных потоков).
• Системы водоотведения городов и населенных пунктов (станции перекачки канализационных стоков, КНС).
• Промышленные предприятия (целлюлозно-бумажные, пищевые, химические, горно-обогатительные комбинаты).
• Дренажные и ирригационные системы с загрязненной водой.
• Откачка отстойников, накопителей, септиков.

Классификация может проводиться по нескольким признакам:

• По типу рабочего колеса: для длинноволокнистых стоков, для абразивных сред, с измельчителем.
• По материалу проточной части: чугунные, из нержавеющей стали, бронзовые.
• По способу установки: стационарные (на постоянных направляющих) и мобильные (на переносной раме).

Ключевые технические параметры и критерии выбора

Выбор полупогружного фекального насоса требует анализа ряда взаимосвязанных параметров.

Таблица 1. Основные технические параметры для подбора насоса

Параметр	Описание и единицы измерения	Влияющие факторы
Подача (Q)	Объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени (м³/ч, л/с).	Производительность источника стоков, пиковые нагрузки, емкость приемных резервуаров.
Напор (H)	Энергия, сообщаемая насосом единице массы жидкости (м вод. ст.).	Геодезическая высота подъема, гидравлические потери в трубопроводе (длина, диаметр, фитинги).
Мощность двигателя (N)	Электрическая мощность, потребляемая приводом (кВт).	Зависит от подачи, напора, плотности и вязкости среды, КПД насоса.
Допустимый размер твердых включений	Максимальный диаметр сферических частиц, которые может пропустить насос (мм).	Конструкция рабочего колеса и всасывающей решетки. Для насосов с измельчителем — размер частиц на выходе.
Глубина погружения	Максимальная глубина, на которую может быть опущена гидравлическая часть (м).	Длина валовой стойки, конструкция установки.
Материал исполнения	Марка стали, чугуна или сплава проточной части.	Агрессивность среды (pH, хлориды), абразивность частиц, температура.

Помимо параметров из таблицы, критически важным является анализ характеристик перекачиваемой среды:

• Концентрация и тип твердых включений: волокна, песок, камни, бытовой мусор.
• Температура среды: стандартные модели рассчитаны на температуру до +40°C, специальные исполнения — до +90°C.
• Агрессивность: определяется pH-фактором, содержанием солей, кислот, щелочей.
• Плотность и вязкость: влияют на потребляемую мощность и рабочие характеристики насоса.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами насосов

Преимущества полупогружных фекальных насосов:

• Простота обслуживания и контроля: двигатель расположен в доступной зоне, что облегчает его осмотр, ремонт и замену без подъема всей конструкции из жидкости.
• Отсутствие сложных подводных кабельных вводов: питающий кабель подключается к клеммной коробке двигателя, находящейся над уровнем жидкости.
• Надежное охлаждение двигателя: осуществляется окружающим воздухом, что исключает перегрев даже при работе в неглубоких или нагретых резервуарах.
• Высокая ремонтопригодность: модульная конструкция позволяет заменять отдельные узлы (двигатель, проточную часть, вал).
• Универсальность установки: могут работать как в стационарных КНС, так и во временных котлованах или резервуарах.

Недостатки:

• Ограниченная глубина установки: определяется длиной стойки, обычно до 3-7 метров, реже до 12-15 м.
• Более высокий уровень шума по сравнению с погружными моделями, так как двигатель находится на поверхности.
• Требуется пространство над насосом для монтажа/демонтажа и обслуживания двигателя.
• Необходимость в правильной центровке длинного вала для предотвращения вибраций и преждевременного износа подшипников и уплотнений.

Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания

Монтаж осуществляется на предварительно установленную опорную плиту с направляющими трубами. Насос опускается по ним до контакта с посадочным местом, что обеспечивает точную фиксацию и правильное положение. Трубопроводы присоединяются через гибкие компенсаторы для снижения вибрационных нагрузок.

Эксплуатационные требования включают:

• Запрет на работу «всухую» — приводит к перегреву и разрушению торцевого уплотнения.
• Контроль за равномерностью подачи среды для предотвращения гидроударов.
• Регулярный визуальный контроль за состоянием двигателя, уровнем вибрации и шума.

График технического обслуживания включает:

• Ежедневно: проверка показаний амперметра, визуальный осмотр.
• Ежемесячно: проверка затяжки фундаментных болтов и крепления двигателя.
• Ежегодно или каждые 8000-10000 моточасов: полная разборка, проверка износа рабочего колеса и уплотнительных колец, замена изношенных деталей, проверка соосности вала, замена масла в подшипниковых узлах (если предусмотрено конструкцией).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем полупогружной насос принципиально отличается от погружного фекального?

У погружного насоса электродвигатель герметичен и расположен в одном корпусе с гидравлической частью, он работает полностью погруженным в жидкость, которая его охлаждает. Полупогружная модель имеет раздельную конструкцию: двигатель над уровнем жидкости, а только рабочая камера — в ней. Это делает полупогружные насосы более ремонтопригодными и пригодными для работы в условиях, где возможен перегрев двигателя погружного насоса (неглубокие или нагретые стоки).

Как правильно подобрать материал проточной части насоса?

Выбор материала — критически важная задача. Для стандартных городских канализационных стоков с нейтральным pH часто достаточно чугуна. Для сред с повышенной абразивностью (песок, зола) используют износостойкий высокопрочный чугун. Для агрессивных сред (морская вода, стоки с высоким содержанием хлоридов, кислотные или щелочные стоки) применяют нержавеющие стали AISI 304 (для слабоагрессивных) или AISI 316 (для более агрессивных). В особо тяжелых условиях могут использоваться сплавы типа Duplex.

Когда необходимо выбирать насос с рабочим колесом типа «измельчитель» или «режущий механизм»?

Насос с измельчителем необходим при высоком содержании длинноволокнистых включений (текстиль, волокна, гигиенические средства, тряпки) и твердых органических отходов. Режущий механизм предварительно измельчает эти включения, предотвращая засорение рабочего колеса и напорного трубопровода. Это повышает надежность работы, особенно на станциях с неконтролируемым составом стоков (муниципальные КНС).

Какие системы управления и защиты обязательны для полупогружного насоса?

Минимальный комплект включает: автоматический выключатель (защита от КЗ и перегрузки), тепловое реле или встроенную в двигатель термозащиту (защита от перегрева), контроль «сухого хода» (с помощью датчиков уровня или датчиков протока). Для ответственных применений рекомендуется система контроля целостности механического уплотнения (датчики влажности в масляной камере) и вибродиагностики.

Как осуществляется регулирование производительности полупогружного насоса?

Основные методы: 1) Дросселирование задвижкой на напорном трубопроводе (наиболее простой, но наименее энергоэффективный способ). 2) Использование частотного преобразователя (ЧП) — наиболее современный и экономичный метод, позволяющий плавно изменять частоту вращения двигателя, регулируя подачу и напор в соответствии с потребностями системы, а также снижая пусковые токи и износ оборудования.

Каков типичный срок службы и что чаще всего выходит из строя?

При правильной эксплуатации и своевременном ТО срок службы составляет 15-25 лет. Наиболее подвержены износу: рабочее колесо (абразивный и кавитационный износ), торцевое механическое уплотнение (из-за работы в среде с твердыми частицами или «сухого хода»), подшипниковые узлы (при нарушении центровки или несвоевременной замене смазки). Регулярный мониторинг этих узлов позволяет значительно продлить межремонтный период.