Принцип работы эжектора и изготовление своими руками

Чем больше глубина скважины, тем труднее набрать из нее воду. Поэтому для перемещения жидкости по трубопроводу используется насос. Однако при глубине скважины более 7 метров обычного такого прибора будет недостаточно. В этом случае можно приобрести более мощное погружное устройство или дополнить систему эжектором, который позволит полностью разрешить эту проблему.

Принцип работы эжектора можно понять, изучив представленную иллюстрацию

Эжекторный насос – это такое устройство, которое перемещает энергию одной среды в другую. Его принцип действия основан на увеличении напора воды в трубопроводе за счет быстрого движения жидкости по специальному ответвлению.

Такой принцип работы позволяет увеличить мощность уже существующей поверхностной насосной станции. Благодаря этому можно добывать воду из скважины глубиной до 40 метров. Чтобы лучше понять, как работает это устройство, необходимо проследить за его действием.

Принцип работы эжекторного насоса:

  1. Вода поступает через сопло в эжектор. При этом диаметр поперечного сечения сопла меньше диаметра входа в эжекторную систему.
  2. Благодаря прохождению через узкое сопло в камеру с более большим диаметром жидкость существенно ускоряется. Таким образом, увеличивается ее напор. В камере смесителя образуется область с более низким давлением.
  3. Благодаря разряженной атмосфере в камеру начинает всасываться с огромной скоростью жидкость, которая находится под более высоким давлением.

Такое устройство очень полезно для глубоких скважин. Ведь оно позволяет быстро выкачивать воду из самых глубоких отверстий.

Принцип работы

Эжектор работает по достаточно простому принципу. Вода рециркулирует в нижней части трубопровода, при этом восполняется недостаток давления во всасывающем трубопроводе. Эжектор подталкивает воду на ту высоту, с которой ее может втягивать двигатель.

Вода, выходящая из сужающегося Т- образного патрубка, на большой скорости заливается в смеситель из всасывающей камеры. В диффузоре обычный поток воды смешивается с ускоренным и попадает в трубопровод.

Эжектор решает проблему низкого давления

Устанавливается эжектор в часть трубопровода, находящуюся между скважиной и насосом. Часть потока воды, поднимающаяся вверх, возвращается назад в скважину, и на подходе к эжектору образует постоянную рециркуляцию. В трубопроводе возникает дополнительное разряжение, а на подъем жидкости тратится меньше энергии насоса.

Работа системы настраивается с помощью вентиля. Часть воды подается в дом, оставшаяся часть продолжает рециркулировать в эжекторе. Запуск насосной станции происходит быстрее, снижается потребление электроэнергии, при этом требуется установка оборудования меньшей мощности.

В комплектацию входят: диффузор, смеситель, всасывающая камера, сопло.

Трубка Вентури и другие детали гравитационной схемы

Кроме требований инсталляции инжектора Вентури, точку, где перекачиваемый радиаторный контур возвращается в линию гравитационной подачи, рекомендуется создавать как можно ближе к котлу, а фактически — у бачка коллектора. Инструкции по эксплуатации большинства гравитационных котлов, как правило, содержат оптимальную схему системы водопровода.

Когда в системе устанавливается инжектор Вентури, действие этого элемента рассчитывается на малую силу. Достаточно чтобы внедрением инжектора Вентури обеспечивался эффект небольшой разницы давления, не нарушающий нормальную гравитационную циркуляцию.

Схема домашней сантехнической системы с инжектором Вентури: 1 – котёл гравитационной подачи; 2 – место установки инжектора; 3 – циркуляционный насос; 4 – подающий и обратный трубопроводы системы радиаторов; 5 – линии к расширительному бачку; 6 – водяной накопитель

Оптимальный перепад фактически не изменяет естественного движения воды, исключает всасывание воздуха вниз по расширительной трубе, с последующим наполнением радиаторов воздухом. Создаётся нормальное давление, достаточное для обратного потока и подачи горячей воды из ёмкости в радиаторы.

Чрезмерное действие инжектора Вентури (при неправильном расчетном изготовлении) фактически приводит к обратному эффекту – давление заставляет воду подниматься по трубам в коллекторный бак и циркулировать через резервуар. Это недопустимое явление, нарушающее нормальную работу системы.

Инжектор Вентури (трубка) своими руками

Приобретение стандартных сантехнических соединителей на рынке или в строительном магазине позволяет создать инжектор самостоятельно. Потребуются несколько медных трубчатых деталей, а также инструмент для пайки. Набор медных деталей следующий:

  1. Тройник медный 22x28x28 мм.
  2. Редуктор 22х15 мм, общей длиной 56 мм.
  3. Медная трубка диаметром 15 мм, длиной 28 мм.
  4. Горелка паяльная и паяльные аксессуары.

Редуктор потребуется несколько доработать, а именно – отрезать часть трубки большего диаметра, отступив от границы перехода с большего диаметра к меньшему примерно на 3 мм.

Компоненты под сборку сопла (инжектора) Вентури: 1 – редуктор (переход) 22х15 мм, длиной 56 мм из медной трубки; 2 – отрезок медной трубки диаметром 15 мм, длиной 28 мм; 3 – отступ от границы перехода и линия реза

После того, как левая часть редуктора отрезана, оставшуюся правую часть с переходом потребуется спаять с отрезком медной трубки (2) диаметром 15 мм при помощи горелки.

Трубка вставляется внутрь меньшего отвода редуктора примерно на 2-3 мм, после чего опаивается по круговой линии. В итоге получается простейшая трубка с эффектом Вентури для работы в горизонтальном положении.

Созданный инжектор Вентури попросту вставляется в один из отводов тройника внутренним диаметром 22 мм. Вставка выполняется вперёд 15 мм трубкой до конца (до внутреннего упора).

Вставленную деталь нет необходимости закреплять каким-либо способом. Установленный инжектор Вентури при монтаже подожмётся вставной трубкой диаметром 22 мм от линии радиаторов. В общем и целом должна получиться конструкция, как на рисунке ниже.

Конструкция в сборе: 1 – часть трубопровода возврата теплоносителя со стороны радиаторов; 2 – самодельный инжектор Вентури; 3 – вход тройника (28 мм) для линии от цилиндра; 4 – выход тройника (28 мм) в сторону котла; 5 – гравитационная циркуляция; 6 – обратный поток от радиаторов

Что такое трубка Вентури?

Вообще-то, подобная конструкция предназначена немного для других целей – для точного измерения скорости и расхода жидкостей. Эффект получаемый внедрением такой конструкции, к примеру, в разрыв трубопровода,- снижение давления жидкости в области конструкции, где отмечается сужение.

Классическое исполнение трубы подразумевает наличие четырёх компонентов:

  1. Кольцевые усредняющие камеры.
  2. Входной конус.
  3. Горловина.
  4. Диффузор.

Существуют две модификации трубки – короткая и длинная. Для «короткого» варианта характерным является меньший диаметр диффузора по отношению к диаметру трубопровода. Для «длинного» варианта, соответственно диаметр диффузора и трубопровода равны.

Классическая конструкция трубы Вентури промышленного применения, которую зачастую можно встретить в составе различных систем водяных, паровых, газовых, использующихся промышленным производством

Особенностью изготовления конструкции является использование особенного материала для изготовления суживающей части. Особенным материалом, в частности, является металл, обладающий высокой стойкостью против коррозии (эрозии).

Также обращается внимание на коэффициент линейного расширения металла. Поэтому распространённым материалом в данном случае, как правило, выступает нержавеющая сталь. Например:

  • марка X23H13,
  • марка X17,
  • марка 1X18H9T.

Традиционно трубки Вентури устанавливаются на трубопроводах диаметром не менее 50 мм, а максимально допустимым диаметром трубопровода считается размер – 1200 мм. В любом варианте следует соблюдать соотношение сечений трубопровода и горловины в диапазоне 0,1 – 0,6.

Составляющие части конструкции трубы Вентури: 1 – входной цилиндр; 2, 4, 6 – плоскости соединения; 3 – конус входной части; 5 – цилиндрическая секция; 7 – конический диффузор; 8 – выводы для подключения измерительной аппаратуры

Читайте также  Микроволновка на кронштейнах

Как правило, применение трубки видится актуальным, когда вид течения соответствует некоторому критическому числу Рейнольдса. В частности, определяющему критерий перехода от ламинарного режима к турбулентному режиму.

Поэтому для систем водоснабжения, где применяются котлы гидравлической подачи, для получения эффекта Вентури используют не трубку как таковую, но скорее исполнение инжектора.

Что такое инжектор Вентури?

Технологически конструкция представляет собой своего рода насос струйного типа. Применяется такое сооружение в основном для работы с паром и газами, а также для работы с жидкостью. Особенность устройства – нагнетание рабочей среды в область, где регистрируется повышенное давление.

Конструкция инжектора Вентури промышленного исполнения: 1 – входящий поток рабочей среды; 2 – область образования эффекта всасывания; 5 – исходящий поток

Инжектором фактически выполняется преобразование кинетической и тепловой энергии в энергию инжекционного потока. Нередко конструкция напоминает аспиратор — тип эжекторно-струйного насоса, который работает практически по тому же принципу..

Внутри аспиратора рабочая среда (жидкая или газообразная) течет через трубку, которая сначала сужается, а затем расширяется в области поперечного сечения. Там, где трубка сужается, давление жидкости уменьшается, скорость увеличивается, чтобы сохранить непрерывность массы. В результате создаётся эффект вакуума.

Отличие от инжектора

Оба эти устройства относятся к струйным, то есть для отсасывания жидких и газовых веществ.

Эжектор — это устройство, в котором от рабочей среды с большой скоростью передается кинетическая энергия к нерабочей, то есть пассивной среде, посредством их смещения.

Инжектор — устройство, в котором происходит сжатие газов и жидкостей.

Главное отличие этих устройств заключается в способе передачи энергии к пассивной среде. Например, в инжекторе подача происходит за счет давления, а в эжекторе подача происходит за счет создания эффекта самовсасывания.

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.

При этом забор воды для рециркуляции, а также создание напора в эжекторе, создается в самом насосе. Такая компоновка позволяет уменьшить габариты установки.

Насос с внутренним эжектором практически не восприимчив к наличию взвеси в виде песка и ила. Нет необходимости обязательно фильтровать поступающую воду.

Станция используется для забора воды с глубины до 8 метров. Она создает достаточный напор для обеспечения большого хозяйства, где вода в основном используется для полива.

Недостатком внутреннего эжектора является повышенный уровень шума во время работы. Его установку лучше выполнять за пределами жилого здания, лучше всего в отдельном подсобном помещении.

Электромотор подбирается заведомо более мощный, чтобы он смог обеспечить и систему рециркуляции. Однако это сравнение уместно только в ситуации с глубиной скважины до 10 метров. При большей глубине насосы с эжектором попросту не имеют альтернативы, разве что только погружного типа, для которого требуется оборудовать скважину с большим диаметром.

Выбор: встроенный или внешний

Применяемые в комплекте насосной станции водоснабжения эжекторы по типу установки могут быть встроенными в насос или внешними, при этом разница в их устройстве состоит в монтажных деталях.

Достоинствами встроенного типа эжектора являются компактность и защищенность установки от загрязнений, отсутствие дополнительных механических фильтров для очистки от взвешенных и нерастворимых включений. При этом насосы со встроенным эжектором отличаются более высокой электрической мощностью и повышенным шумом при работе, что следует учитывать при устройстве сети электроснабжения и компоновке участка.

Эжекторы выносного типа (внешние) устанавливаются или непосредственно в скважину, или рядом с ней. Энергоэффективность таких устройств несколько меньше по сравнению со встроенными , но они позволяют работать с более глубокими скважинами.

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы бывают паровыми, пароструйными и газовыми. Общий принцип их действия идентичен. Но приводится в действие устройства по-разному. Насос с эжектором парового типа применяется для откачивания газовых сред из замкнутого объема. Можно поддерживать давление на отрицательной отметке, делая среду разряженной. Сфера применения – промышленность.

Читайте также  Русская печка своими руками

Пароструйная конструкция предназначенная для работы с газовыми средами и жидкостями. Различие работы эжекторного устройства такого типа в том, что пар, проходящий сопло, на большой скорости затягивает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, сфера применения данных приборов – срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип – отдельная категория эжекторов. Приборы работают на сжатом газе, который смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для замедления. После его прохождения смесь вырывается сквозь отверстие сопла. Предназначены такие устройства в основном для газовой промышленности.

Встроенные модели

Разбираясь, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих приборов в зависимости от места установки. Встроенные модели являются частью конструкции, а точнее, ее составляющей. Эжектор может быть прикреплен на самом насосе или рядом с ним на единой станине. Монтаж заключается в прикреплении блока к основе и подключении силов

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации. Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

В таком случае схема должны быть дополнена дополнительным баком для закачки жидкости. Скважина должна быть достаточно широкой, чтобы в нее можно было проложить два шланга. Производительность в данном случае уменьшиться на треть за счет уменьшения диаметра заборной трубы. Также потребуется отдельный трубопровод для подачи воздуха.

Но при такой комплектации в зодозаборнике создается область разрежения, которая позволяет поднимать жидкость с отметки более 50 метров. При этом расстояние от скважины до потребителя может быть более 40 метров. В этом случая насосную станцию можно установить в помещении внутри дома. Это может быть подвал, котельная, кладовая и т.д.

Чем отличается инжектор от эжектора

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:

  1. трубы с сужающимся соплом, куда поступает эжектирующая субстанция;
  2. патрубка, куда всасывается эжектируемая жидкость-/газ;
  3. камеры, где они смешиваются;
  4. узкого цилиндрического горла;
  5. более широкого диффузора;
  6. выходной трубки, соединяющейся с главным трубопроводом.

  1. Рабочий поток всасывается в главную трубу с соплом.
  2. 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.
  3. 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:

  1. равнофазные (газ-газ, пар-пар, жидкость-жидкость);
  2. разнофазные (газ-жидкость, жидкость-газ);
  3. 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.

  1. Подают пар, который конденсируется на охлажденных стенках.
  2. Из-за разности давлений вода из резервуара поднимается в инжекторную полость.
  3. Пар расширяется и тянет за собой водный поток дальше в камеру смешения.
  4. Состав из конденсированного пара и воды устремляется вперед по расширяющемуся конусу. Там его скорость превращается в давление.
  5. 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:

  1. Принцип действия. Эжектор откачивает газ-/пар-/жидкость, а инжектор, наоборот, распыляет.
  2. Конструкция. Инжекторная система может быть усложнена по сравнению с эжекторной, хотя в своей основе они идентичны.
  3. Сфера применения. Эжектор применяют в паре с вакуумным насосом, инжектор — с котельным оборудованием, автомобильными двигателями и др.