Канализационные насосы с вихревым рабочим колесом

Канализационный насос с вихревым рабочим колесом пропускает через себя всё, что прошло во всасывающий патрубок. Колесо у него утоплено в заднюю часть корпуса, а перед колесом остаётся пустая камера во всё сечение проточной части. Твёрдое включение движется по этой камере транзитом и почти не касается лопастей. Поэтому ветошь, влажные салфетки, волос, песок и кость проходят насквозь там, где канальная гидравлика встала бы в первые часы работы.

Как устроено вихревое рабочее колесо

Вихревое колесо (обозначается Vortex, у Grundfos — SuperVortex) отличается от канального местом посадки. Канальное колесо стоит вплотную к всасывающему отверстию, и вся подача идёт между его лопастями. Вихревое отодвинуто вглубь корпуса, лопасти открыты и не имеют покрывного диска, а между входным отверстием и колесом остаётся свободный объём.

Через межлопастные каналы проходит лишь малая доля подачи. Основная масса жидкости захватывается вихрем, который колесо раскручивает в этой камере, и уходит в напорный патрубок, ни разу не встретив узкого сечения. Напор создаёт вращающийся столб жидкости, а не лопасть, толкающая объём, — отсюда и название конструкции.

Свободный проход равен сечению патрубка

У канального колеса свободный проход задан шириной канала между лопастью и покрывным диском и всегда меньше диаметра патрубка. У вихревого узкого места нет вовсе, поэтому проход ограничен только сечением проточной части: насос с патрубком DN 50 пропускает шар 50 мм, DN 80 — 80 мм, DN 100 — 100 мм.

Разница видна на реальных стоках. Бытовая канализация давно перестала быть смесью воды и органики: в неё попадают влажные салфетки, средства гигиены, полиэтилен, тряпки после уборки. Волокно наматывается на ступицу канального колеса за считанные часы, и насос выходит на защиту по току. Вихревая гидравлика такие стоки перекачивает без остановки.

Чем приходится платить

Вихрь расходует часть подводимой мощности на внутреннюю циркуляцию, поэтому КПД вихревой гидравлики ниже канальной при одинаковых подаче и напоре. Практически это значит, что на ту же рабочую точку вихревой насос берёт двигатель на ступень мощнее, а счёт за электроэнергию выходит выше.

Считать это недостатком имеет смысл только там, где насос работает круглые сутки на чистой воде. На канализационной станции его останов стоит дороже разницы в киловаттах: выезд бригады, подъём насоса из колодца, промывка, перелив в приямок. Вихревое колесо покупают ради того, что насос не останавливается, и это соотношение решает подбор.

Износ и абразив

Песок, окалина и мелкая крошка при вихревой схеме идут в основном мимо лопастей и уносятся потоком. Канальное колесо принимает абразив кромкой лопасти и щелью уплотнения, из-за чего щель растёт, а подача постепенно падает. Вихревое изнашивается медленнее и держит паспортную характеристику дольше — это отдельный довод для ливневых стоков, моек и площадок, где в приямок попадает грунт. Диапазон раздела по подаче от 1 до 390 м³/ч, по напору до 75 м, по мощности от 0,15 до 52 кВт, поэтому вихревую схему можно взять и на приямок дачного дома, и на городскую станцию.

Что собрано в разделе

В разделе 52 серии десяти производителей. У 39 серий вся линейка построена на вихревой гидравлике — это 764 карточки; ещё в 13 сериях вихревое исполнение соседствует с канальным, и таких моделей 155. По питанию разложение такое: 412 моделей на 380 В, 170 моделей на 220 В — то есть однофазное подключение для частного дома и небольшого объекта закрыто.

Где применяют канализационные насосы с вихревым колесом

Область применения задаёт не отрасль, а состав стоков: чем менее предсказуемо содержимое приямка, тем больше выигрыш вихревой гидравлики.

Вихревое, канальное и с измельчителем: что выбрать

Три типа гидравлики решают одну задачу разными способами, и выбор между ними определяется составом стоков и напорной линией.

Канальное колесо экономичнее, но требует, чтобы крупное включение до насоса уже было отсечено решёткой. Измельчитель дробит содержимое и позволяет вести напорную линию трубой 32–50 мм, однако нож — расходный узел, а на песке он тупится. Вихревое колесо не даёт ни лучшего КПД, ни малого диаметра трубы, зато снимает саму причину аварийных выездов.

Насосы с вихревым колесом и измельчителем одновременно

Такие исполнения выпускаются, и в разделе они есть. У Neptune это серия G — восемь моделей с вихревой крыльчаткой и режущим механизмом на входе, от 40G2.75 (12 м³/ч, 15 м, 0,75 кВт) до 50G25.5 (25 м³/ч, 42 м, 5,5 кВт), причём модели с индексом S идут на 220 В. Серия VHG — две модели с полувихревой крыльчаткой и измельчителем: VHG100/32 и VHG100/32M, обе 13 м³/ч, 11,5 м, 0,75 кВт.

Схема рассчитана на случай, когда напорную линию нельзя сделать толще, а состав стоков заранее неизвестен. Нож разрезает волокно и мягкие включения до фракции, которая проходит в трубу малого диаметра, а вихревая камера за ним не даёт остаткам собраться в комок перед колесом. Практически это выбор для напорной канализации частного дома, кафе и небольших объектов, где самотёк не проложить.

Как подобрать насос в этом разделе

1. Определите расход. Для бытовых стоков считают по числу приборов и коэффициенту одновременности, для производства — по технологическому балансу. Насос должен опорожнять приёмный резервуар быстрее, чем тот наполняется.
2. Посчитайте напор. Геометрическая высота подъёма плюс потери в напорной линии. У длинных трасс потери на трение сопоставимы с высотой подъёма, и их пропуск — самая частая ошибка подбора.
3. Задайте диаметр патрубка по включениям. DN 50 пропускает включение 50 мм и закрывает стоки без крупных предметов, DN 80 и DN 100 — общую канализацию жилого фонда и производственные приямки, DN 150 и DN 200 — станции с расходом от 200 м³/ч.
4. Проверьте режим работы. Постоянная работа требует исполнения с рубашкой охлаждения, если насос стоит в сухом колодце или уровень стоков опускается ниже двигателя.
5. Согласуйте автоматику. Поплавковый выключатель для одиночной установки, шкаф управления с чередованием — для двух насосов в станции.

Что учесть при монтаже

• Приёмный резервуар рассчитывают по паспортному числу пусков в час: короткие циклы греют двигатель сильнее непрерывной работы, и объём между уровнями включения и отключения задаётся именно этим ограничением.
• Напорную линию ведут с уклоном без обратных петель: в петле осаждается взвесь, и на следующем пуске насос работает на пробку.
• Обратный клапан ставят шаровой, а не поворотный: в стоках с волокном тарелка поворотного клапана не садится на седло.
• Для тяжёлых моделей предусматривают направляющие и автоматическую трубную муфту — подъём насоса без спуска в колодец экономит рабочую смену.
• Кабель заводят так, чтобы его нельзя было затянуть в приёмное отверстие.

Бренды раздела

Вихревая гидравлика есть в линейках десяти производителей, и различаются они не принципом, а исполнением корпуса, материалом колеса и комплектацией:

• Grundfos SEV — колесо SuperVortex, сухая и погружная установка, 149 моделей раздела;
• Zenit — DGO (84 модели), DGG (43), DGG-EX (55), GREY DGG (39), DGN, DGP: чугунная гидравлика, есть взрывозащищённые исполнения;
• Ebara — DMLVF (104 модели), DW VOX, DMLF, DW VOXF: нержавеющий и чугунный корпус, исполнения на 220 и 380 В;
• TSURUMI — 10 серий: UZ, TRN, PU, UT, PUA, PNI, U, UA, OM, OMA, японская сборка, вал в масляной ванне;
• Hydropompe F и FV — 12 серий итальянских насосов для ферм и пищевых стоков;
• Neptune — U, G, VH, VHG, в том числе исполнения с измельчителем;
• Pedrollo — VXC, VXCm, VX, BC, BCm, ZXm: бытовая и малая коммерческая линейка;
• Иртыш — ПФ, НФ, РФ: российское производство, чугун, ремонт по месту;
• Espa DRAINEX и Tsunami TU, KRTF — доступные серии на объекты с ограниченным бюджетом.