Насос для подачи раствора на высоту: Растворонасосы в Москве: купить в интернет-магазине, цены

Автор

Содержание

Шнековые насосы для цементных растворов, обзор марок и цен

С увеличением масштабов строительства жилых и промышленных объектов возникает необходимость появления новых технологий и оборудования. К одним из них относится шнековый насос для подачи цементного раствора. Его применение на больших стройплощадках увеличивает производительность труда и повышает качество выполненной работы.

Оглавление:

  1. Что представляет собой конструкция?
  2. Плюсы использования
  3. Описание популярных марок
  4. Расценки

Перемещение бетона с помощью насоса

При возведении огромных объектов задействованы большие объемы жидких цементных растворов. Надо быстро доставить бетон на стройплощадку, промедление в работе плохо влияет на его качество. Для этого используют конструкции в виде железной бочки, прикрепленные к автомобилю. Состав в таком устройстве получается однородным, без расслоения. Внутри смесь постоянно находится в движении, что обеспечивает сохранность её технических характеристик.

Подача на объект происходит с помощью специального погрузочного лотка. Но для этого надо обеспечить подъезд к месту стройки, что не всегда выполнимо. В этом случае на выручку приходит шнековый насос. Его преимущества заключаются в возможности вертикальной и горизонтальной транспортировки раствора и легкого доступа к труднодоступным местам.

Бетононасос устанавливают на шасси грузового автомобиля и оборудуют полноповоротной стрелой. С помощью такой техники легко бетонировать перекрытия при возведении многоэтажных высоток.

Преимущества бетононасосов

Применение имеет некоторые особенности. Главные из них:

  • Привлечение к работе бетонщиков с высокой квалификацией.
  • Необходимость придерживаться определенных технологических требований.
  • Качественная организация производственного процесса.

Для правильной работы требуется специально подготовленная смесь с учетом диаметра рукава и дальности подачи.

Использование данного оборудования является целесообразным в случае, когда подача раствора на объект затруднена или вообще невозможна. Например, при расположении в стесненных условиях или для работы с густоармированными системами. Для труднодоступных конструкций подходят насосы различных видов. Для транспортировки жидкого бетона применяют стационарные, прицепные и передвижные типы.

Передвижной шнековый прибор крепится на шасси грузового автомобиля. Его преимущества в сравнении с другими видами в большей мощности, что позволяет поставлять на площадку до 150 м. куб готового бетона в час. Такая установка более маневренная и подвижная. Имеет хорошую производительность, что сокращает время возведения объектов. Недостатком считается цена, ее могут приобрести только большие строительные компании. Для частных застройщиков выходом может быть аренда, рассчитанная исходя из 1 часа работы или доставки 1 кубометра.

Насос для подачи бетона способен бесшумно и непрерывно подавать раствор любой жесткости. Образования затора в рукаве устраняется изменением направления вращения смесителя. Главным недостатком является износ трубопровода для подачи смеси. К этому может привести его неправильная эксплуатация. Вследствие отвердевания бетона образовывается закупорка. В этом случае прибор следует выключить и очистить место затора.

Стоит соблюдать некоторые рекомендации:

  1. Систему подачи нужно обязательно промывать водой. Для этого устанавливают водяной насос.
  2. Перед началом работы проверяют гидравлическое давление.
  3. Прокладывая маршрут трубопровода, следует избегать большого количества изгибов. Его части располагаются под наклоном. Нельзя допускать размещения под прямым углом.
  4. Для начала работы бетонопровод смачивается известковым раствором, образующим на стенках своеобразную смазку.

Недопустимо делать длительные перерывы в работе. Даже в период простоя необходимо прокачивать небольшое количество по трубопроводу.

Обзор популярных марок насосов

1. ASpro-G700.

Компактный прибор для подачи жидких смесей. В строительстве используют при транспортировке бетонного раствора, шпаклевок, штукатурок. Работает от электрического питания и отличается простотой в уходе. Имеет регулировку производительности и оборотов двигателя и реверсный режим, что позволяет работать с составами, содержащими твердые частицы.

Из-за компактных габаритов (1х0,5х0,5 м) и небольшого веса (11 кг) возможно применение в сложных и стесненных условиях. Бункер имеет емкость 25 л, в комплект входит шланг на 5 м, соединительные насадки и трубки, манометр. Приобрести можно в большинстве существующих интернет магазинов промышленного оборудования.

2. Винтовой G10-G85.

Для перекачки растворов, содержащих твердые частицы. Установка обеспечивает постоянное рабочее давление без пульсации, что служит защитой для смеси. Способен перерабатывать от 0,2 до 20 м куб в час.

3. КСГ-705.

Горизонтальный насос предназначен для подачи на объект мелкофракционных цементных составов.  КСГ-705 является компактным многофункциональным электрическим устройством с регулируемой скоростью. Применяется в строительстве для перекачки водных и бетонных смесей, жидких штукатурных растворов, шпаклевок, лаков и красок.

Используют для укрепления и усиления фундамента, каменной и кирпичной кладки, для нанесения штукатурки и шпатлевок, заполнения пустот в конструкциях. К преимуществам относят многофункциональность, мобильность, простоту и удобство работы. Вес – 15 кг, в комплект входит 5-метровый шланг с GEKA-соединением, манометр и насадки. Емкость бункера – 10 л, максимальная длина подачи – 10 м.

4. УВН-ЗН.

Шнековый прибор используется для перекачки вязких цементных растворов, шпаклевок, клеевых смесей. Этот тип применяют для подачи бетона на значительную высоту, при заливке трещин в кирпичной кладке и нанесении штукатурки на стены.

Преимуществами являются:

  • съемный 30-литровый бункер;
  • небольшой вес и компактные габариты;
  • размер твердых перекачиваемых частиц до 3 мм;
  • оснащение винтовым насосом высокого давления;
  • регулируемая подача;
  • питание от бытовой электрической сети.

Стоимость выше, чем других аналогов, из-за материалов, из которых он сделан. В производстве используют сталь, что делает его более надежным в эксплуатации и позволяет проводить капитальный ремонт. Статор выполнен из полиуретана – материала, который считается наиболее износостойким. Ротор – из стали с нержавеющими свойствами. Для удобства перемещения по стройплощадке в установке удобно скомпонованы опоры и колеса.

5. ГН-200.

Подойдет для перемещения любого состава при возведении многоэтажных домов. С его помощью можно перекачивать бетон в горизонтальном и вертикальном направлении. Дальность подачи зависит от типа рукава и количества его загибов, плотности смеси.

6. НМ 1500.

На больших промышленных стройплощадках с успехом используют этот насос. Он предназначен для перекачки готового раствора на возводимом объекте. Дальность подачи в горизонтальном направлении – 200 м, в высоту – 50 м. Емкость бункера составляет 1700 л, вес установки – 360 кг.

Стоимость шнековых бетононасосов

Характеристики ASpro-G700 КСГ-705 ГН-200 НМ 1500
Габариты, мм 1000х500х800 1000х500х800 1300х840х700 2800х1100х900
Дальность подачи, м 5 10 150 200
Производительность, м.куб/час 6 9 24 18
Цена, рубли 80 000 115 000 97 000 197 000


 

Автобетононасосы – Основные средства

Поднять бетон на высоту задача непростая

Сборные железобетонные конструкции медленно, но неотвратимо уступают место в массовом строительстве более современным технологиям, в основе которых монолитный бетон и железобетон.

Желание проектировщиков отойти от архитектурного однообразия повышает спрос на бетононасосы, потому что только этот вид оборудования с помощью распределительных стрел и шлангов может доставлять большие объемы бетона на значительную высоту в здания и помещения сложнейшей конфигурации.

Бетононасосы становятся сегодня неотъемлемым элементом стройплощадки. Это оборудование предназначено для приема свежеприготовленной бетонной смеси, которую доставляют с бетонозаводов специальными бетоносмесителями, и подачи этого бетона на значительную высоту с помощью специальных стрел к местам заливки. Автобетоно­смеситель, доставляя бетон на объект, далеко не всегда имеет возможность выгрузить бетон непосредственно в то место, где производится заливка, например, если бетон нужен на одном из этажей много­этажного здания. Насосы для горизонтальной и вертикальной подачи бетона необходимы также в случаях, когда требуется в максимально сжатые сроки залить жидким бетоном поверхность большой площади либо забетонировать несколько площадок на одном объекте и освободить доставивший бетон транспорт.

Приобретение бетононасоса сегодня все чаще начинает интересовать даже небольшие строительные компании, не говоря уже о крупных строительных фирмах. Но покупка бетононасоса между тем задача не совсем простая. Рынок бетононасосов практически целиком заполнен импортными моделями. Несмотря на острую конкуренцию между поставщиками бетонных насосов надежность многих предлагаемых изделий очень далека от рекламируемой в проспектах продавца. Нередки случаи, когда, ориентируясь при покупке бетононасоса того или иного типа только на цену, покупатель в скором времени начинал тратить до 30% рабочего времени на ремонт своего приобретения. Учитывая стоимость запчастей и другие затраты, возникающие при подобной эксплуатации, за 5–6 лет понесенные расходы могут вылиться в сумму, сопоставимую со стоимостью самого оборудования.

В то же время техника, связанная с бетоном, должна обладать высокой надежностью по определению. Ведь последствия непредвиденной поломки и последующего простоя могут быть катастрофическими как для самого оборудования, так и для обслуживающего установку персонала.

Бетононасосы бывают мобильные и стационарные. Последние монтируют на опорных стойках, которые прочно фиксируются в специальном фундаменте. Также бывают стационарные бетононасосы прицепного типа, когда насосная надстройка монтируется на одно- либо двухосную колесную базу.

Современные стационарные насосы нередко могут управляться дистанционно, с помощью беспроводного пульта ДУ. Однако чаще пульт управления расположен на корпусе насоса, а если и используется пульт ДУ, то он подключается к блоку управления насосом с помощью электрокабеля. Стационарные бетонные насосы могут подавать бетонные массы на высоту более 600 м либо в горизонтальной плоскости перекачивать бетон на расстояние более 2000 м.

Одним из основных элементов бетононасоса является распределительная стрела, которая упрощает технологический процесс заливки бетона, позволяет равномерно укладывать раствор, быстро заливать бетонные перекрытия зданий. Из-за специальной конструкции и большого радиуса охвата с помощью этого устройства заливку несложно выполнять даже в самых труднодоступных местах строительства, в экстремальных погодных условиях. Причем подача может производиться точечно, без прокладки специальных коммуникаций и при отсутствии электропитания на объекте.

Бетононасосы на гусеничном ходу близки по характеристикам к стационарным насосам, но характеризуются повышенной проходимостью, что делает их незаменимыми там, где к строящемуся объекту нужно добираться по пересеченной местности. Но наиболее широкое распространение все больше приобретают бетононасосы, помещенные на автомобильные колесные шасси. Блок гидронасосов, приводимый в действие от главного привода машины, создает в системе высокое давление, гарантирующее высокопроизводительную и стабильную работу автобетононасоса (в дальнейшем – АБН) в течение всего рабочего цикла. Используются АБН в диапазоне температур окружающего воздуха от –15 до +50 °С. В целях предотвращения аварийных ситуаций в АБН предусмотрена возможность практически моментальной остановки работы всех агрегатов.

Разновидностью АБН являются truck-mikser pump – комплексы, состоящие из бетоно­смесителя, совмещенного с бетононасосной установкой. Такие «универсалы» способны доставлять бетон на высоту до 100 м.

При покупке или взятии в аренду бетононасоса следует обязательно учитывать параметры распределительной стрелы. Прежде всего длина стрелы должна соответствовать тем задачам, которые заказчик предполагает решать с помощью данного оборудования. Стрелы АБН в транспортном положении компактно складываются и размещаются на раме шасси.

Существует три общепринятые схемы складывания секций стрел. Наиболее компактно стрелы собираются при использовании R-образной схемы. Высокой скоростью складывания-раскладывания отличается Z-образная, также именуемая иногда M-образной, схема развертывания распределительной стрелы. А вот часто используемая в конструкциях стрел универсальная схема RZ объединяет в себе достоинства R- и Z- схем укладки. Стрела бетононасоса должна быть легкой и в то же время выдерживать значительные изгибающие нагрузки. От прочности стрелы во многом зависит безопасность многих работников, поэтому при изготовлении стрел используются легированные высокопрочные стали. Обычно стрелы состоят из 3–4 секций, но встречаются и 6-секционные стрелы. Управление стрелой в пространстве оператор осуществляет либо с панели управления, размещаемой у основания стрелы, либо с помощью дистанционного пульта.

Другим важнейшим аспектом, обязательно учитываемым при приобретении, является производительность. Этот параметр определяется давлением, создаваемым гидростанцией, и объемом бетона, который насос может прокачать по данной стреле в течение часа. Естественно, высота стрелы и производительность прямо связаны с ценой оборудования.

АБН Liebherr одни из лучших в своем классе

Компания Liebherr – один из наиболее известных производителей высококачественных АБН на отечественном рынке. Более полусотни лет эта семейная немецкая фирма занимается производством бетоносмесительной техники. Однако прочно войти в группу компаний-лидеров в области производства АБН концерну удалось лишь после включения в свои активы в 2012 г. немецкой компании Waitzinger Baumaschinen GmbH, которая с 1991 г. специализируется на разработке и выпуске самоходных бетононасосов. С присоединением завода фирмы Waitzinger подразделение концерна Liebherr Mischtechnik GmbH, ответственное за выпуск стационарных, мобильных бетонных заводов, бетоносмесителей, ленточных транспортеров и установок для утилизации бетонных отходов, смогло и качественно, и количественно увеличить выпускаемый модельный ряд АБН.

На заводе Waitzinger-Liebherr в г. Новый Ульм, занимающем площадь около 15 тыс. м2, трудится более 100 высококвалифицированных работников, выпускающих ежегодно свыше 250 автомобильных, стационарных и truck-mikser pump бетононасосов.

Cегодня компания Liebherr реализует в России 8 моделей бетононасосов, установленных на автошасси. Все они отличаются инновационной конструкцией насосных групп и гидросистем, передовой системой управления и широким спектром самых успешных технических решений. К таким решениям можно отнести возможность в результате несложных, физически легких действий производить за короткое время замену быстро изнашиваемых частей насосов для подачи бетона. Используемая в насосах Liebherr малая конструктивная ширина распределительной стрелы облегчает подачу бетона на этажи строящихся объектов через узкие окна и другие «миниатюрные» проемы в стенах.

Запатентованная система опор XXT, которая сегодня применяется исключительно в моделях Liebherr, обеспечивает без­опасное выполнение работ даже на таких тесных площадках, где конкурентам Liebherr выполнить работы с помощью АБН не представляется возможным. Система опор XXT, не имеющая аналогов, позволяет нагрузку, создаваемую стрелой при прокачке бетона, направлять непосредственно на опоры, не нагружая раму шасси. Крепление рычагов передних и задних аутригеров в одной точке и малая собственная масса конструкции делают простым телескопирование передних опор, позволяют фиксировать бетононасос в устойчивом положении на стройплощадках со сложным рельефом, в местах, где установка бетононасосов аналогичного класса просто невозможна.

АБН Liebherr комплектуются стрелами, подающими бетон на высоту 24–50 м с производительностью от 110 до 170 м3/ч. Положительным фактором, влияющим на качество продукции, является то, что все АБН Liebherr собираются исключительно в Германии. Конструкторский центр компании проводит испытания машин в полевых условиях. Отдельные узлы машин, а также различные материалы, участвующие в функционировании насосов, тестируются в лабораториях предприятия.

Россия – традиционный рынок сбыта для бетононасосов из Азии и с Востока

Восточные соседи нашей страны известны своим умением выбирать в области спецтехники то самое лучшее, что могут дать европейские технологии, и с успехом затем использовать полученные разработки, доводя их уже силами собственных инженеров и конструкторов до совершенства.

В этом смысле компания Koluman, являясь дистрибьютором производителя автобетононасосов южнокорейской компании JUNJIN, может служить примером. Южнокорейская компания JUNJIN Heavy Industry Co., Ltd контролирует около 50% рынка бетононасосов своей страны, а также успешно продает свои АБН в странах Азии, Ю. Америки, Австралии. В Канаде и США оборудование JUNJIN реализуется под маркой Alliance. Производить бетононасосы компания JUNJIN начала в 1991 г., и за период с 2005 г. до настоящего времени в Европе и России уже реализовано несколько сотен АБН. Поэтому, выбирая надежного партнера, компания Koluman остановилась на сотрудничестве с компанией JUNJIN.

С 2006 г. специалисты Koluman совместно с заводом-изготовителем JUNJIN монтируют бетононасосы на шасси Mercedes-Benz, и сегодня компания ООО «КОЛУМАН РУС», являясь дочерним предприятием компании Koluman в России, предлагает на отечественном рынке пять моделей автобетононасосов на 2-,3- и 4-осных шасси с высотой подачи от 28 до 57 м. Самой «младшей» моделью в линейке является 2-осная модель на базе шасси MB Actros с насосом JXZ 25-4.11HP, полной массой 18 т, которая с помощью 125-миллиметрового бетоновода подает бетон на высоту в 24,3 м, совершая по 29 циклов в минуту и осуществляя подачу в объеме от 16 до 109 м3/ч.

Кроме этой модели компания Koluman предлагает автобетононасосы, подающие бетон на высоту до 37,1; 42,5; 50,1 м, и модификацию JXZ 57-5.18HP, обеспечивающую подачу бетона на высоту до 56,2 м, а также рассчитанную на перекачивание бетона в горизонтальной плоскости на расстояние до 51,2 м.

Учитывая текущую ситуацию по усложнившимся правилам проезда негабарита, компания Koluman готова предложить «габаритную» машину JXZ 38-4.16HP с высотой подачи до 38 м на 4-осном шасси Mercedes-Benz.

Вообще присутствие корейских производителей АБН на нашем рынке становится все заметнее. Среди прочих выделяются компании Elephant Heavy Industrial Group, широчайшую линейку АБН поставляет компания Dongyang Mechatronics, уже известная высокими показателями надежности и долговечности выпускаемой строительной спецтехники. На рынках США, Западной Европы, а также и России, успешно продаются АБН компании KCP Heavy Industries Co. Ltd. Обширный модельный ряд этой компании состоит из более чем 20 моделей, покупатель может выбрать насос, обеспечивающий производительность до 170 м3/ч и доставляющий бетон на высоту от 17,4 до 69,4 м. В качестве базовых шасси в KCP предлагают 2-,3- и 4-осные шасси, в том числе и с подъемной пятой осью. В основном компания использует шасси корейских компаний Hyundai, Daewoo, но также сотрудничает с такими брендами, как Scania, MB и др.

Нельзя не сказать и о поставках АБН из Китая. Предлагают свою продукцию в России уже широко известные компании Sany, XCMG, Hongda, Hold, и качество поставляемых АБН во многом приближается к европейскому.

А китайская компания Zoomlion даже попала в Книгу рекордов Гиннесса. «Рекордная» бетононасосная установка на 7-осном шасси V8, специально разработанном компанией Scania и собранном на заводе в шведском Сёдертелье, имеет 7-секционную стрелу, поднимающуюся вверх на 101 м. Интересно, что четыре последние секции стрелы изготовлены из углепластика.

Компания Zoomlion, являясь крупнейшим производителем строительного оборудования в Китае, выпускает несколько моделей АБН. В России Zoomlion реализует две модели. Подачу бетона на высоту в 38 м обеспечивает АБН ZLJ5296THB-38X-5RZ массой менее 28,8 т и расчетной производительностью до 120 м3/ч. Вторая, более массивная модель ZLJ5336THB-43X-5RZ весом 32,5 т доставляет бетон на высоту до 43 м в объеме до 180 м3/ч. Zoomlion монтирует свои бетононаcоcные надстройки на 3-осные шасси MB Actros 3341 6×4.

Надо сказать, что компания Cifa, еще недавно занимавшая лидирующие позиции в области поставок АБН из Европы, сегодня является частью компании Zoomlion. Последней разработкой инженеров Cifa стали АБН из серии Carbotech. Отличительной особенностью моделей, входящих в серию, является то, что последние секции распределительных стрел изготавливаются из композитного материала – углепластика, еще называемого карбоном. Секции из карбона не подвержены коррозии, чрезвычайно легки и в то же время выдерживают нагрузки, превышающие допустимые для секций из стали.

В серию Carbotech входит 14 моделей, которые смонтированы на шасси Man, Volvo, Mercedes-Benz, МАЗ, УРАЛ. Бетон по инновационным стрелам доставляется на высоту от 24 до 58 м. Производительность установок в зависимости от марки достигает 78–179 м3/ч.

Возвращаясь к АБН Cifa, надо отметить, что инженеры Cifa оснащают модели системой стабилизации K-tronic, а также поставляемыми немецкой фирмой Esser двустенными стальными трубами для бетоновода Cifa Long Life Pipes. Кроме того, имеется система расширенного мониторинга работы узлов машины с выведением результатов диагностики на экран монитора в кабине оператора.

Европейский сектор российского рынка невелик

На нашем рынке кроме бетононасосов Liebherr можно встретить и аналогичную продукцию других европейских машиностроительных брендов. К числу мировых лидеров в области производства АБН можно смело отнести итальянские компании Sermac Srl и Mecbo Srl.

За 45 лет существования компания Mecbo, основанная в Болонье, стала настоящим итальянским брендом. Сегодня Mecbo предлагает серию Aut из 12-ти очень надежных моделей АБН, оснащенных системой Pulsar – инновационной системой, разработанной специалистами компании и относящейся к исключительным преимуществам оборудования Mecbo. Бетонораспределительные стрелы доставляют бетон на высоту от 18 до 58 м, установки демонстрируют производительность от 90 до 180 м3/ч при давлении в гидросистеме в 70 бар. Эти стрелы изготавливаются из износостойкой стали HB200. Диаметр сечения стрелы – 100 мм, но в некоторых моделях со стрелами длиной 22, 26 и 29 м проходной диаметр увеличен до 125 мм.

Использование системы Pulsar со специальными S-шиберами при сравнительно одинаковом давлении гидропривода сокращает энергозатраты при эксплуатации АБН на треть! Кроме того, применение уникальной системы существенно увеличивает производительность работы насосной установки, предотвращается явление гидравлического удара в отличие от приводов конкурентов.

Невозможно не сказать о компании Putzmeister Concrete Pumps GmbH. На своих производственных мощностях Putzmeister производит полтора десятка моделей бетононасосов и устанавливает их на колесные шасси MB, Man и Volvo. Бетононасосы оснащаются 4-, 5- и 6-секционными стрелами, обеспечивающими подачу бетона на высоту от 20 до 70 м. Производительность насосов достигает 200 м3/ч, а подача бетонной смеси происходит с давлением до 130 бар, это обеспечивает выполнение задач, стоящих перед большей частью покупателей.

В АБН Putzmeister используются стрелы из 4, 5 и 6 секций. Например, стрела бетононасоса BSF 42-5 состоит из 5 секций и складывается по схеме RZ. В модели используются системы TRDI и ESC (Ergonic Setup Control), жестко контролирующие безопасность и оптимальное расположение опор, а также новейшая система OSS (One Side Support), позволяющая оптимально распределять нагрузку при односторонней расстановке опор, что бывает необходимо при работе бетононасоса в крайне стесненных условиях.

Устойчивости машины способствует облегченная конструкция стрелы, являющаяся следствием использования инновационных сталей. Постоянно ведущиеся разработки по модернизации системы управления облегчают работу оператора. Радиоуправляемый пульт ДУ оснащен мощным аккумулятором, обеспечивающим долгую работу пульта без подзарядки. Цветной монитор в кабине отражает подробную информацию о функционировании узлов автомобиля.

ПАО «ТЗА» в гордом одиночестве

Если говорить о производстве отечественных АБН, то «Туймазинский завод автобетоновозов» сегодня одно из немногих предприятий России, осуществляющих производство АБН. А вообще ПАО «ТЗА» – одно из крупнейших отечественных машиностроительных предприятий, специализирующееся на проектировании и производстве спецтехники для коммунальной, нефтегазовой, сельскохозяйственной и строительной отраслей. С 2004 г. предприятие входит в состав ГК ПАО «КАМАЗ».

ТЗА сегодня реализует на рынке страны две серии АБН. Это серия TZA, в которую вошли бетононасосы с распределительными стрелами длиной 21 и 32 м и серия TZA-Liebherr с моделями, укомплектованными стрелами 37, 43 и 47 м. В обеих сериях в качестве базового задействовано шасси КАМАЗ различных модификаций (65115). В моделях АБН широко используются комплектующие как изготовленные на отечественных предприятиях, так и поставляемые из-за рубежа. В частности, мод. TZA АБН 21(58152А) с 3-секционной стрелой высотой 21 м, собранная в основном из деталей и узлов российского и турецкого производства, обеспечивает закачку жидкого бетона на высоту до 21 м с производительностью в 90 м3/ч. А вот в модернизированной мод. АБН 32 (58153А), производство которой развернулось в 2016 г., используются комплектующие, поставляемые компанией Liebherr: цилиндро-поршневая группа, гидравлическая система, электронный блок управления и другие ответственные узлы. Установлена автоматическая система централизованной смазки Lincoln Quicklub, что, безусловно, увеличивает срок службы бетононасоса. Новый уровень надежности получили и металлоконструкции, изготавливаемые в модернизированной модели по европейским технологиям из высококачественных отечественных материалов. Изменения конструкции отразились на производительности модели, которая выросла до 110 м3/ч.

В моделях серии TZA-Liebherr также используется система централизованной смазки LincolnQuicklub, в конструкциях моделей установлено много технологического оборудования, поставляемого из Германии. Одними из важнейших являются системы выдвижных опор ST-system и XXT, запатентованные Liebherr. Оригинальная конструкция опор увеличивает радиус рабочей зоны, обеспечивает повышенную устойчивость и безопасную работу АБН на любой, даже очень тесной, строительной площадке с неподготовленным грунтом. Производительность моделей серии TZA-Liebherr составляет 125–140 м3/ч.

 

К сожалению, тенденции на отечественном рынке бетононасосов на колесном ходу говорят об усилении зарубежного влияния. Безусловно, усилиями руководства ПАО «ТЗА» ситуацию не изменить, и объемы производства российских АБН пока не оказывают существенного влияния на рынке. Однако учитывая, что потребность в бетононасосах только нарастает, монолитное строительство набирает популярность, хочется надеяться, что отечественных насосов для бетона станет производиться больше.

Насос для бетона: виды, особенности применения

Для оперативной и скорой подачи строительной смеси к месту заливки используют насос для бетона. В современном процессе возведения сооружений редко обходятся без материала для создания прочного монолита. Такие работы очень трудоемки — они требуют применения значительных физических усилий. Научно-технический прогресс не стоит в стороне от этих проблем, поэтому созданы и внедрены специальные механизмы, которые упрощают перемещение рабочих растворов.

Зачем нужен такой агрегат?

Бетонный насос часто используется на стройплощадках с масштабным применением растворов. Это устройство необходимо в первую очередь на тех участках, куда не сможет добраться из-за своих габаритов автомиксер, а также для подачи смеси на большую высоту строящегося объекта. Применение бетононасоса не только ускоряет выполнение намеченного задания, но и повышает производительность труда при укладке рабочей смеси. Ведь за один час механизированной работы можно залить гораздо больший объем раствора, чем с использованием традиционных методов подачи в специальных емкостях. Насос для подачи бетона — дорогая машина. Его приобретать экономически целесообразно при крупномасштабном строительстве. В случаях, когда работа по заливке раствора выполняется в единичном случае, технику следует привлечь напрокат у специализированных организаций.

Для домашнего строительства такой агрегат можно сделать своими руками.

Как работает?

Специфика применения

Тяжесть бетонного раствора требует применения дополнительной техники для доставки смеси на стройплощадку.

Доставка бетона к месту укладке — сложный и кропотливый процесс. Материал имеет высокий удельный вес и его перемещение даже в горизонтальной, не говоря уже о вертикальной плоскости требует применения значительных усилий. Кроме того, раствор быстро схватывается и теряет свои свойства. Бетононасосная установка успешно преодолевает эти трудности. Использование этого агрегата возможно с учетом некоторых нюансов:

  • Специальная квалификация операторов. Это устройство — высокотехнологично, работать с ним под силу специально обученному работнику.
  • Соблюдение норм и технологии процесса. Неправильная эксплуатация техники быстро приводит к выходу ее из строя. Кроме того, будет сорван строительный процесс, приготовленный или приобретенный бетонный раствор испортится.
  • Правильная организация труда и процесса укладки. При соблюдении этих условий не будет ни простоев, ни переработки спецтехники.
  • Учет свойств подаваемой смеси. Для нормального прохождения механизированной укладки должны быть правильно подобраны параметры подающих патрубков, учитываться дистанция прокачки.

Принцип применения

Анализ использования техники для подачи бетона показывает, что наиболее эффективно его применение в местах, где затруднен подъезд крупногабаритных грузовиков к пункту укладки, при высокой плотности застройки, а также при необходимости заливки бетона на больших высотах. Хотя можно использовать агрегат в обычных условиях — это зависит от средств строительной организации.

Для подачи материала на большое расстояние или вверх применяется бетононасос имеющий специальную стрелу.

На отечественных стройплощадках популярны бетононасосы на автомобильной платформе, которые имеют разные габариты. Из бетоносмесительной емкости раствор перегружается в приемный бункер качающего устройства, после чего смеси начинает принудительно перемещаться по заранее смонтированному трубопроводу. Наличие специальной стрелы при бетононасосе облегчает подачу раствора на большие расстояния и высоты.

Перед началом работы в насосный механизм заливают молочко из цемента. Вещество выступает смазывающим материалом для рабочей системы, оно предотвращает перегрузку мотора устройства, а также воздушных пустот в трубопроводе.

Виды бетононасосов

Принцип действия насосной установки основан на вытеснении массы раствора. При этом образуется свободный объем пространства, который снова самозаполняется. Насосы классифицируются по типу главного рабочего органа машины:

  • Поршневые. Эта разновидность нагнетающего механизма способна подать бетон на дистанцию 6—65 м в вертикальном направлении, его производительность составляет 180 м3/час. При взаимодействии раствора с поршнями на их стенках оседают остатки бетона, которые оказывают на механизм абразивное действие. Рабочая масса при этом подается прерывистыми рывками. Существуют модели с гидромеханизмом, они отличаются повышенной износостойкостью и плавной подачей, а также более высоким рабочим давлением, которое позволяет перемещать суспензию на более длинную дистанцию.
  • Шнековые. Героторный насос работает тихо, независимо от жесткости раствора. Если в подающем трубопроводе образовался затор, изменяется направление вращения мотора, который удаляет такую пробку. Главный минус машины — трубы бетонопровода быстро изнашиваются. Этот недостаток покрывает дешевизна ремонта, который выполняют неподготовленные работники.
В шнековом типе машины быстро изнашиваются трубопроводы, при этом их ремонт или замена являются доступными.

Сравнение двух типов машин на основании практического использования техники показывает, что легкий и доступный ремонт героторных насосов для бетонного раствора не компенсирует высокую производительность и долговечность эксплуатации гидравлических поршневых устройств. Эти свойства определяют выбор необходимой модели бетононасоса.

Особенности применения

При использовании спецтехники следует всегда контролировать рабочее давление в насосной системе, которое прописано в инструкции пользователю. После окончания процесса подачи трубопровод очищается технической жидкостью под давлением, поэтому следует оснастить установку насосом для откачивания воды. При прокладке труб стараются минимизировать изгибы и не допускать перпендикулярного расположения. Приостанавливать работу системы на длительное время запрещается, в качестве вынужденной меры по профилактике поломки, нужно через 10 минут подавать небольшие порции бетона. Все неисправности в основной массе вызваны образованием бетонной пробки в трубах. В таких случаях машина выключается и ищется место закупорки, которое очищается. При использовании устройства в зимний период бетонную массу подогревают до +20—30 С, сам насос разогревают паром.

ATABEY — стационарные бетононасосы | РУСАВТОТРЕЙД

Большинство строительных объектов в России требуют не только доставки бетона на на объект или производства его на места, но и подачи готовой смеси на расстояние как о горизонтали так и по вертикали.

Исходя из средней высоты этажа жилого здания — 3 метра, обычная 9-ти этажка, потребует от застройщика использования бетононасоса стационарного с высотой подачи 27 метров. Что тогда говорить о высотках в 24 и более этажа.

Для решения этой важной задачи строители обычно останавливают свой выбор на покупке стационарного бетононасоса.

Эта техника позволяет осуществлять подачу смеси на высоту до 90 метров, а этого уже будет достаточно для обеспечения работ на объектах высотой в 30 этажей. При этом обьем подаваемого раствора достаточно внушителен. В зависимости от модели, стационарные бетононасосы Atabey серии CP могут прокачивать от 25 до 100 метров кубических (м3) в час. С учетом того что в обычный миксер помещается от 7-15м3, то для того чтобы загрузить такой бетонный насос работой, потребуется бесперебойный доступ груженных миксеров к насосу.

Стационары Atabey представлены линейкой CP в которую входят следующие модели:

25, 40, 50, 60, 80, 100. Цифра в маркировке обозначает объем бетона, прокачиваемого бетононасосом в час.

Большие возможности при выборе бетонопровода позволяют конфигурировать подачу бетона в соответствии с любыми требованиями клиента. Это может быть и прямая прокачка на высоту, и чередующаяся вертикально/горизонтальная перекачка и любые другие конфигурации.

В качестве опционного оборудования с бетононасосом клиент может выбрать:

  • Моечный насос высокого давления

  • Автоматическая центральная система смазки

  • Проводное устройство дистанционного управления

  • Пульт дистанционного радио-управления

  • Комплект рекомендуемых запчастей

  • Бетоновод необходимой конфигурации

Что такое автобетононасос | Портал спецтехники Украины «ENKI»

Автобетононасос – тип строительной машины, предназначенный для приемки бетонной смеси от бетонотранспортирующей техники и подачи её в горизонтальном и вертикальном направлениях к труднодоступному месту укладки.

Современное строительство монолитных бетонных или железобетонных сооружений не может эффективно, и оперативно выполнятся без бетононасосного оборудования. У него есть определенные недостатки: оно очень громоздкое, иногда, необходимо дополнительное оснащение стрелой или лотком, его долго раскладывать-складывать, транспортировка выполняется только с помощью другого средства передвижения.

Но, установка бетононасоса на автомобильное шасси устраняет ограничения и создает новые возможности в использовании:

— быстрая смена позиции благодаря высокой мобильности;

— полная автономность и независимость от других источников питания;

— задействуется минимальное количество трудового персонала;

— нет необходимости к привлечению другого оборудования;

— возможность выполнение работы в стесненных условиях;

— современные бетононасосы оснащены датчиками контроля качества смеси.

Автобетононасосы классифицируют по следующим параметрам:

1. По типу установленного насоса:

   — роторные;

   — поршневые.

Делятся на два типа:

   а) шторочные – механизм подачи закрывается от бетоновода шторками;

   б) шиберные – механизм подачи закрывается от бетоновода шибером. Существует две разновидности: S-образный шибер и С-образный шибер.

Рисунок S-образного шибера

Рисунок С-образного шибера

2. По максимальной высоте, на которую возможно подать бетон с использованием базовой стрелы. Современная техника способна подавать раствор на высоту до 65м.

3. Производительность бетононасоса – м куб/час. Средний показатель среди всех моделей 50-60 м куб/час, максимально возможный на сегодняшний день 200 м куб/час.

4. По типу складывания стрелы:

— R-образная;

— Z-образная;

— RZ -образная.

Автобетононасос состоит из двух основных частей – шасси грузового автомобиля, и смонтированной на нем бетононасосной установки со стрелой.

Шасси-  это ходовая часть серийного грузового автомобиля с кабиной и двигателем, возможно, с некоторой модернизацией для установки бетононасоса (перемещение баков, осветительных приборов, установка коробки отбора мощности). Чаще всего применяются шасси с колесной формулой 6х4, или 8х4, реже 4х2. Возможно объединение двух типов техники (транспортирующей и подающей бетон) на одном шасси – автобетононасос-смеситель. Эта универсальная техника способна выполнять две функции — доставка бетона на объект и подача раствора в место заливания с помощью стационарно установленного насоса и стрелы.

Бетононасосная установка состоит из следующих узлов: платформа, на которой смонтировано все оборудование, бетонный насос с приводом, приемный бункер, поворотная стрела с бетоноводом и аутригеры.

Существует две разновидности бетонных насосов – роторный и поршневой. В зависимости от типа, насосы имеют разную производительность с различными видами бетона, надежность работы, качество подачи и габаритные размеры.

Конструкция роторного насоса примерно следующая: в стальном корпусе насоса на роторе установлены вращающиеся обрезиненные толкающие и прижимные ролики. При вращении насоса они продвигают смесь из насоса в приемную резиновую армированную трубу небольшого диаметра, обеспечивают всасывание бетона из лотка и подачу в бетоновод. Роторный насос может иметь привод от электрического (гидравлического) мотора, или от силового агрегата автомобиля через раздаточную коробку. Такой насос отличается равномерной подачей бетона, приемлемым уровнем шума, низкой ценой и небольшими затратами на обслуживание. Но, он имеет небольшую производительность и низкую износостойкость расходных деталей.

Поршневой насос состоит из одного или двух поршней, которые поочередно всасывают и выталкивают смесь в бетоновод. У него, примерно, следующий принцип работы:

— в приемный бункер поступает смесь. В нем она постоянно перемешивается, чтобы не слоилась и была однородной;

— поршень бетононасоса возвратно-поступательным движением всасывает смесь из бункера и благодаря работе системе распределительных клапанов подает ее в бетоновод.

Общий недостаток поршневой конструкции — износ механических трущихся деталей, из-за попадания твердых включений между ними. Одноцилиндровый насос не способен выполнять равномерную подачу раствора. Однако он имеет меньшие габариты и не требует мощного приводного двигателя, в отличие от двухпоршневого насоса. Последний, состоит из двух цилиндров длиной около 1500-2500 мм каждый и диаметром не меньше 150 мм. Это позволяет создать высокое давление, и подать бетон на большое расстояние или высоту. Спаренная конструкция равномерно подает строительный материал к месту укладки.

Приемный бункер — это резервуар, соединенный с насосом. В бункер выгружается бетон, и с помощью миксера там постоянно перемешивается. В емкости может устанавливаться вибратор для улучшения прокачки и просеивания смеси.

Стрела — это основной рабочий орган автобетононасоса, от ее характеристик зависит рабочая площадь, в которую возможно подать бетон. Она крепится к установке с помощью опорно-поворотного устройства, и может вращаться по вертикальной оси относительно автомобиля.

Стрела состоит из нескольких секций, соединенных на осевых шарнирах, складывание/раскладывание секций одной относительно другой выполняется гидравлическими цилиндрами. К стреле крепится жесткий бетоновод, он соединяется на локтях гибкими трубами, с возможностью быстрой замены поврежденных участков. Стрела оканчивается длинным, гибким, распределительным трубопроводом длиной 3-7м.

Как было сказано, конструкция стрелы может быть: R-образная, Z-образная, RZ –образная.

R-образная схема самая распространенная благодаря простому механизму раскладывания. Однако, имеет большие габариты и мертвые зоны.

Z-образный профиль стрелы — это более сложная конструкция. Она удобнее в работе в стесненных условиях из-за минимальной высоты раскладывания.

Объединенная конструкция – RZ совмещает в себе достоинства предыдущих типов стрел. Она обладает самым лучшим покрытием рабочей зоны выполнения работ во всех плоскостях стрелы и маленькими размерами.

Аутригеры крепятся осевыми шарнирами к неповоротной платформе бетононасосной установки.   Состоят из гидравлических упоров, и гидравлической системы выдвижения. Они предназначены для улучшения устойчивости оборудования при работе стрелы на большом вылете.

Героторный насос — устройство, как выбрать растворонасос?

Героторный насос и его устройство

Содержание статьи:

При строительстве различного рода объектов, нередко приходится транспортировать жидкие и пастообразные растворы из одной точки в другую. Для этих целей как некстати подходит героторный насос, представляющий собой устройство объемного действия.

На сегодняшнее время, героторные насосы для бетона пользуются огромной популярностью, поскольку они позволяют выполнить быструю транспортировку бетонных смесей, с подвижностью в 5 и более сантиметров.

О том, что такое героторный насос и как его выбрать для строительных нужд, будет рассказано в данном обзоре.

Устройство героторного насоса

Героторный насос это специальное устройство, работа которого осуществляется за счёт движения винтового механизма расположенного внутри его корпуса. В основе всей конструкции героторного насоса лежит ротор, изготовленный из качественной и закалённой стали.

Вращаясь, ротор героторного насоса приводит в движение поступающую смесь, которая равномерно проходит через него, проталкиваясь между корпусом и винтами. Таким образом, получается быстро и без особых проблем доставить раствор из одной точки в другую, без привлечения для этого дорогостоящей спецтехники.

В строительстве героторный насос наибольшее распространение получил:

  •  При выполнении масштабных штукатурных работ;
  •  Для подачи бетонных смесей на высоту, в том числе пенобетона, полистиролбетона и т. д.;
  •  Для транспортировки различных других пастообразных сред.

Однако самое весомое преимущество героторного насоса заключается в том, что он позволяет без труда выполнять транспортировку вязких и абразивных шлаков (степень вязкости которых может быть более чем 46000 сСт). Плюсом, ко всему вышеперечисленному, является также и возможность транспортировки героторным насосом многофазных сред, содержащих как газ, так и твердые частицы.

Героторный насос — как выбрать правильно?

Итак, чтобы правильно выбрать героторный насос, нужно учитывать в первую очередь нужную производительность и давление (напор) с которым будет осуществляться подача жидких строительных смесей. Кроме того, важно учитывать и высоту, на которую будет подаваться героторным насосом бетонный раствор.

Последнее значение (высота подачи раствора) во многом зависит от конструкции ротора, которая, к слову, может быть различной. Всё зависит в первую очередь от диаметра ротора и его длины, а также числа оборотов насоса и шага расположенных винтов.


В целом, ситуация при выборе героторного насоса для бетона, выглядит следующим образом:

  1.  Чем больше по длине ротор, тем на большую высоту сможет поднять бетонную смесь героторный насос;
  2.  Больший объем замкнутого пространства вокруг ротора говорит в первую очередь о большой производительности выбираемого устройства;
  3.  То же самое касается и скорости вращения ротора, чем она выше, тем производительней героторный насос. Однако при этом, следует учитывать и ресурс выбираемого изделия, поскольку в таком случае он будет несколько меньшим.

На снижение давления в героторном насосе, в первую очередь влияет заниженный диаметр подающего раствор рукава. Сильно снижают производительность и соединяющие рукав фитинги, в особенности это касается Г-образных их вариантов.

Кроме того, падение давления в героторном насосе, нередко связано и с высокой плотностью подающего в него раствора, а также из-за большого количество наростов в самом рукаве.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Какие насосные станции используются для приготовления, перекачки и подачи растворов

         

           Насос для перекачки раствора относится к категории специализированного оборудования, которое используется в строительстве для перемешивания компонентов состава с целью приготовления однородной массы, а также для подачи готовой смеси определенной консистенции на необходимое расстояние в длину или по вертикали.

 

          Данная установка для раствора используется, как на крупный строительных площадках, так и для ремонтных работ в небольших помещениях. Такая станция способна взаимодействовать с различными бетонами, штукатурными составами, песчано-цементными растворами и прочими разнофракционными жидкими, полусухими, сухими, тягучими, вяжущими или густыми смесями. Каждая из моделей способна перемещать составы с каким-либо количеством твердых частиц.

 

          Неприхотливые в эксплуатации машины для раствора отлично подходят для работы при низких температурах, на труднодоступных участках без каких-либо коммуникаций, а также могут размещаться на открытой площадке и функционировать во время жары, мороза или выпадения осадков. Когда нет времени откладывать строительные работы из-за непогоды, подобная установка станет отличным решением.

 

       Конструкция такой машины для приготовления раствора отличается простотой и легкостью в применении. Установка может выполнять множество, как основных, так и побочных функций. К примеру, при необходимости, насос используется не только по своему прямому назначению – для подачи раствора, но и для откачки тех или иных жидких стройматериалов. Надежная конструкция техники, а также износостойкая поверхность рабочих деталей, позволяют машине работать с агрессивными веществами.

 

 

 

                Какие существуют насосы для перекачки растворов

 

 

 

            Все машины для подачи раствора делятся на несколько типов, в зависимости от способа приведения их в действие, а также конструктивных особенностей рабочих элементов. По типу использования, подобная техника делится на следующие виды:

 

  • Насосы, оснащенные рабочим колесом ламинарного типа. Этот агрегат лучше всего подходит для перекачки вяжущих составов в бак растворонасоса. Также, он применяется, когда необходимо откачать лишние воздушные массы из трубопроводов.

 

  • Химические насосы. Данный вид устройств имеет упрочненные детали и применяется для взаимодействия с активными химическими составами. Машина легко справится с перекачкой жидких щелочных растворов или каких-либо кислот.

 

  • Центробежные насосы. Такая установка будет уместна для работы со смесями средней вязкости. Мощные лопасти позволяют быстро и качественно перекачивать большое количество плотных составов.

 

            Для того, чтобы обеспечить подачу различных смесей на большую высоту и расстояние до 200 метров по горизонтали, используются такие агрегаты:

 

  • диафрагменно-плунжерные установки;

 

  • винтовые (героторные) насосные стации;

 

  • пневмоподаватели (пневмонагнетатели).

 

 

 

            Имея компактные габаритные размеры, любая подающая установка может работать, как на открытом строительном участке, так и в закрытом помещении (в жилом здании или производственному цеху). Кроме того, данные машины выполняют работу экономично, качественно и быстро.

 

 

                 Особенности конструкции диафрагменно-плунжерных растворонасосов

 

 

            Диафрагменно-плунжерный насос для цементного раствора часто используется на объектах, где проводятся штукатурные работы и необходимо подавать большое количество состава. Такие машины превосходно справляются с нанесением смесей на вертикальные поверхности, что делает их удобными в использовании при проведении ремонтных и отделочных работ.

 

            Станция для раствора диафрагменно-плунжерного типа способна подавать строительную смесь на расстояние около 40 метров в высоту. При этом, в ее бак могут быть загружены жидкие составы фракционностью 5 мм.

 

            Для того, чтобы густые растворы не расслаивались, нужно следить за показателями рабочего давления, которое не должно превышать 25 Атм. Стоит помнить, что при чрезмерно быстром исключении воды из состава, могут образовываться пробки в бетонопроводе.

 

         Данная машина является узкоспециализированной техникой и не подходит для перекачки некоторых бетонных составов, в том числе: пенобетонных и полистиролбетонных смесей, имеющих низкую или среднюю плотность.

 

 

 

              Принцип работы винтовых (героторных) растворонасосов

 

 

            Насосная станция для раствора винтового (героторного) типа имеет конструкцию, которая соединяет в подающей части винтовую пару c питающим стальным шнеком, вращающимся в статоре (резиновой обойме), благодаря чему и происходит перемещение жидкого состава. Такой принцип действия позволяет использовать растворонасос для работы со смесями, имеющими низкую плотность.

 

            Винтовая станция приготовления раствора и его подачи, благодаря своему маленькому размеру и большой производительности, позволяет осуществлять работу максимально оперативно и на любых труднодоступных для другой техники участках стройплощадки.

 

            Растворы перемещаются достаточно аккуратно, поэтому такая машина легко справится с пенобетонным, полистиролбетонным или штукатурным составом. При помощи этой установки можно нагнетать необходимое количество раствора для заполнения пустот в стенах, наносить штукатурные массы, а также подавать составы для укладки наливных полов.

 

            Винтовой растворонасос является универсальной машиной, которая безопасна в работе, имеет низкую стоимость и легко ремонтируется, в случае выхода из строя. Такие установки считаются наиболее надежным вариантом, в сравнении со своими аналогами.

 

            Единственным ограничением в использовании подобных насосов, является невозможность применять машину при работе с растворами, фракционность которых составляет более 3 мм. Чтобы состав был захвачен винтом и порционно передан по бетонопроводу, раствор должен быть достаточно подвижным. Правильное использование машины позволит предотвратить преждевременный износ винтовой пары.

 

 

 

 

 

            Использование пневмоподавателей (пневмонагнетателей)

 

 

             Пневмоподаватель (или пневмонагнетатель) – самая универсальная и многофункциональная установка для приготовления растворов. Такая машина может выполнять огромное количество задач, включая, как самостоятельное изготовление любого раствора, так и его порционную подачу на расстояние до 80 метров по вертикали.

 

             Особенно незаменимой такая техника будет в случае, когда нужно работать с полусухими или сухими цементно-песчаными растворами, где крупность фракции составляет около 15 мм. Также, установка может работать с любыми жесткими бетонами Данная машина выполняет основные строительные задачи и успешно используется при каркасном домостроении, а также установке скользящей опалубки.

 

        Пневмоподаватель являет собой сосуд, оснащенный герметично закрывающимся люком для загрузки смесей, а также механизмами управления поступления воздушных масс, и патрубком для выгрузки готового состава. Такая машина имеет лопастные активаторы, которые производят перемешивание отдельных компонентов раствора и способствуют ускорению подачи состава. Нагнетание давления для выгрузки строительных масс, может полностью регулироваться оператором установки.  

 

          Установка пневмошасси позволяет перемещать машину по всему строительному участку. А благодаря своей функциональности (возможность производить смесь на участке и, при воздействии давления, подавать к месту выгрузки), машина получила название смеситель-пневмонагнетатель.

 

 

 

       Современное строительство нуждается в профессиональной технике, которая позволит ускорить рабочие процессы, максимально механизировав их. Насосные станции облегчат труд строительной бригады и позволят быстрее закончить работы. Кроме того, подобное оборудование значительно повышает качество конечного результата.

 

            Компания «Растворонасос.ру» предлагает своим клиентам разнообразные по комплектации, цене и возможностям модели строительной техники. Наши сотрудники помогут подобрать такой насос для раствора в аренду, который будет выполнять, как основные, так и вспомогательные задачи на вашей строительной площадке. А сервис, предоставляемый компанией, непременно, вас впечатлит.

Объяснение давления напора и запорной головки насоса

Что такое напор насоса и запорная головка?

Одна из наиболее неправильно понимаемых физических характеристик насоса — это понятие напора. Это связано с давлением, но как именно?

Эта статья проясняет термин «напор» применительно к насосам, поэтому вам больше не придется беспокоиться о том, что такое напор, как он связан с давлением или почему это важно.

Это концепция, которую на самом деле невероятно просто определить, но она может сбивать с толку, когда ее переводят на примеры с реальными насосами.Представьте насос, у которого есть труба, которая идет прямо вертикально вверх от нагнетательного патрубка (см. Рисунок 1) .

Рис. 1: Мнимая вертикальная напорная труба, используемая для измерения напора.



Проще говоря: напор насоса — это максимальная высота, на которой насос может перекачивать против силы тяжести. Интуитивно понятно, что если насос может создавать большее давление, он может перекачивать воду выше и создавать более высокий напор.Также обратите внимание, что чем выше уровень жидкости в резервуаре, тем выше насос сможет перекачивать воду в вертикальную напорную трубу из-за напора, создаваемого жидкостью во всасывающем резервуаре (см. Рисунок 2) .

Рисунок 2: Напор зависит от самого насоса и высоты жидкости во всасывающем баке.



Гораздо более полезной мерой напора является разница между уровнем жидкости во всасывающем баке и напором в вертикальной напорной трубе.Это число известно как «общий напор», который может создать насос.

Повышение уровня жидкости во всасывающем баке приведет к увеличению напора, а снижение уровня приведет к снижению напора. Производители и поставщики насосов часто не говорят вам, какой напор может создать насос, потому что они не могут предсказать, какой будет высота жидкости в вашем всасывающем баке. Вместо этого они сообщают общий напор насоса, разницу в высоте между уровнем жидкости во всасывающем баке и высоту водяного столба, которую может достичь насос.Общий напор не зависит от уровня жидкости во всасывающем баке.

Рис. 3: Общий напор не зависит от напора на всасывании.



Обратите внимание, что теперь, когда мы определили общий напор, мы можем преобразовать эти полезные отношения в уравнения:

Ht = Hd — Hs

Где Ht — общий напор, Hd — напор нагнетания, а Hs — напор всасывания.Также имейте в виду, что это уравнение выполняется независимо от того, является ли высота всасывания положительной (уровень жидкости во всасывающем баке выше насоса) или отрицательной (уровень жидкости во всасывающем баке ниже насоса). См. Рисунок 4 для примера последней ситуации. В этом случае насос по-прежнему будет производить такой же общий напор, но, поскольку напор на всасывании отрицательный, напор на нагнетании будет уменьшен на эту величину в соответствии с нашим уравнением.

Рис. 4: Пример того, как отрицательный напор всасывания влияет на напор нагнетания.



На рисунке 5 насос перекачивает жидкость из всасывающего резервуара в вертикальную трубу, где жидкость поднимается, пока не преодолеет силу тяжести и не перестанет подниматься. В этой ситуации расход насоса равен нулю. Насос работает, но сила тяжести останавливает подъем воды в вертикальном напорном трубопроводе и прекращается чистый поток. Это известно как «запорный напор», это величина напора, которую насос может создать при нулевом расходе.

Чтобы выбрать требуемый насос, вам необходимо знать две вещи: общий напор и требуемую скорость потока. Как и следовало ожидать, эти две величины связаны. Максимальный напор (запорный напор) достигается при нулевом расходе. Увеличение скорости потока приводит к трению в системе, поскольку жидкость движется по трубам от всасывающего бака к насосу и от насоса к напорному патрубку. Это трение снижает общий напор, который может создать насос. Фактически, когда поток увеличивается, трение увеличивается, а общий напор продолжает уменьшаться.Величина потери напора из-за трения называется «напором трения» или «потерей на трение» (см. Рисунок 5 и рисунок 6) .

Рис. 5: Взаимосвязь между общим напором, запорным напором, напором нагнетания и высотой всасывания в насосе без потока.

Рисунок 6: Взаимосвязь между общим напором, запорной головкой, напором нагнетания и высотой всасывания в насосе без потока.



В системе, где есть поток, полный напор равен разнице между напором нагнетания и напором всасывания плюс напор трения, и эта сумма будет меньше, чем напор отключения.График зависимости напора от расхода известен как кривая производительности насоса (пример кривой производительности насоса см. На Рисунке 7) .

Рисунок 7: Кривая производительности насоса для полного напора в зависимости от расхода.

Каждый центробежный насос будет поставляться с графиком зависимости напора от расхода. Требуемый расход и общий напор будут пересекаться в определенной точке на кривой производительности насоса, и сравнение этого с кривой насоса позволит вам определить, подходит ли этот конкретный насос (т.е. будет ли он производить достаточный напор при требуемом расходе?) для ваших нужд.

Почему напор используется как мера способности насоса перекачивать жидкости, а не давление? Исторически сложилось так, что многие насосы использовались для перекачки воды на более высокий уровень — например, в резервуар для хранения на вершине холма. Если вам нужно качать воду на высоту 60 метров, чтобы подняться на холм, то использование напора, измеряемого в метрах, является естественным. Вы автоматически понимаете, что если у насоса нет 60 метров напора, он не подходит для вашего применения.

Другая причина, по которой используется напор, заключается в том, что до тех пор, пока перекачиваемая жидкость имеет такую ​​же вязкость, что и вода, напор будет идентичным для разных жидкостей. Это может быть, а может и не иметь место при использовании давления для определения характеристик насоса. Хотя некоторые производители насосов действительно используют давление для характеристики своих насосов, подавляющее большинство насосов по-прежнему характеризуются общим напором, который они создают.

Мы надеемся, что вы нашли этот пост в блоге полезным.Посетите страницу нашего блога, чтобы узнать больше о том, как уменьшить трение в линиях всасывания / нагнетания или как проверить поток и давление напора.

Global Pumps — ведущий австралийский поставщик промышленных насосов для горнодобывающей, правительственной, винодельческой, пищевой, химической, обрабатывающей, лакокрасочной, полиграфической, упаковочной и обрабатывающей промышленности.

Мы храним широкий ассортимент насосов и запасных частей в Австралии и доставляем их в любую точку мира.

Мы предоставляем экспертные технические консультации, услуги в области машиностроения и химического машиностроения, а также услуги по техническому обслуживанию насосов, насосных систем и полных комплексов под ключ.

Наши инженеры по насосам и консультанты по продажам готовы помочь вам выбрать правильный насос или систему, отвечающую потребностям вашего конкретного промышленного применения, для достижения эффективности, повышения производительности и сокращения времени простоя.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных экспертов по насосам о том, какой тип промышленного насоса вам нужен для конкретного промышленного применения.

Sanivite — Простое решение для установки на кухне — SANIFLO

Дренажный насос Sanivite используется для откачки сточных вод из различных приспособлений в коммерческих и жилых помещениях.Система способна сбрасывать отходы на высоту до 16 футов по вертикали и / или 150 футов по горизонтали. Эта модель достаточно мала, чтобы поместиться в кухонном шкафу, и была разработана для работы в самых тяжелых условиях, поскольку она способна работать с горячей водой и жиром.

Модель Sanivite была разработана для работы в самых тяжелых условиях эксплуатации дренажных насосов. Его возможности перекачивания и уникальный дизайн — причина, по которой этот диапазон насосов предпочтителен для тяжелых условий эксплуатации.

Внутренняя часть Sanivite состоит из напорной камеры, которая запускает и останавливает установку, и двигателя, который приводит в действие насос.

Когда вода попадает в Sanivite, она активирует микровыключатель в напорной камере, который, в свою очередь, запускает двигатель. Двигатель запечатан на весь срок службы в маслонаполненном корпусе. Шпиндель / вал приводит в движение рабочее колесо, поэтому количество движущихся частей сведено к минимуму. Вода попадает в камеру и откачивается в канализацию.

Агрегат перекачивает сточные воды вверх на 16 футов и / или 150 футов по горизонтали (с падением под действием силы тяжести). Как только вода слита и уровень воды в контейнере упадет, микровыключатель отключает устройство до тех пор, пока вода снова не войдет в устройство.Нормальный рабочий цикл Sanivite может составлять от 2 до 10 секунд в зависимости от конфигурации участка нагнетательного трубопровода; поэтому потребляемая мощность минимальна.

Помимо раковины, Sanivite также принимает и сбрасывает сточные воды из множества других сантехнических устройств, таких как душ, ванна, писсуар и гидромассажная ванна. При добавлении ванны или душа необходимо будет соорудить цоколь. Это основание должно состоять из края 2 «x 6» (минимум) или 2 «x 8» (рекомендуется) по краю, чтобы можно было установить Р-ловушку и обеспечить необходимый гравитационный поток 1/4 дюйма на фут в направлении насосный агрегат.

Sanivite также может принимать сточные воды из стиральной машины через косвенное соединение, такое как раковина для белья.

Сточные воды из других сантехнических приборов сбрасываются в Sanivite через два 2-дюймовых впускных отверстия с обеих сторон корпуса и дополнительное впускное отверстие 1 1/2 дюйма в верхней части устройства. Выпускное колено наверху Sanivite может быть повернутым влево, вправо или назад, в зависимости от нагнетательной установки. Обратный клапан, который поставляется уже собранным на нагнетательном патрубке, предотвращает обратный поток в агрегат.

Конструкция данного устройства предусматривает вентиляционное соединение на крышке. Все правила сантехники требуют подключения к вентиляционной системе. Обратите внимание, что система вентиляции должна быть двусторонней. Использование механических вентиляционных отверстий, клапанов для впуска воздуха или аналогичных устройств не разрешается, поскольку они считаются системами вентиляции с односторонним движением.

Также настоятельно рекомендуется подключать сливной насос к цепи прерывателя замыкания на землю (GFI).

Sanivite достаточно мала, чтобы с комфортом поместиться в кухонном шкафу или туалетном столике или внутри гидромассажной ванны.

Sanivite сертифицирован по американским и канадским стандартам. Электрический стандарт UL 778, CA: Электрический стандарт CSA C22.2

Правила, которых следует придерживаться, чтобы избежать проблем с насосом

Где Ha = Атмосферный Напор — это напор или давление (давление измеряется в футах напора) на поверхности жидкость в резервуаре, который мы откачиваем. В такой открытой системе это будет атмосферное давление, 14,7 фунтов на квадратный дюйм или 34 фута водяного столба.

Hs = расстояние по вертикали, измеряемое в футах, между свободной поверхностью жидкости и осевой линией рабочего колеса насоса.Если жидкость ниже насоса, это становится отрицательным значением.

Hvp = давление пара жидкости при температуре откачки, выраженное в футах напора.

Hf = потери на трение во всасывающем трубопроводе, выраженные в футах напора.

Чтобы выразить эту формулу проще, подумайте о NPSHA как о результате атмосферного напора (давления), толкающего жидкость в насос. Насос получает дополнительный напор на входе или давление, если уровень жидкости выше впускного отверстия насоса, или минус напор, если уровень жидкости ниже насоса.Вес жидкости создает давление. Насос теряет напор на входе или давление из-за потери на трение жидкости, движущейся по всасывающей трубе (небольшие или длинные трубы имеют большое трение). И, наконец, напор на входе или давление снижается за счет давления пара. Это проблема, если жидкость легко испаряется или очень горячая. Итак, NPSHA — это атмосферный напор плюс-минус

Последнее замечание о NPSHR для насоса. Многие производители насосов предоставляют для своих насосов кривые NPSHR. Эта кривая определяется в лабораториях с использованием методологии, установленной Гидравлическим институтом.Различные точки на этой кривой определяются путем ограничения входного давления с помощью клапана. Ограниченное входное давление создает потерю потока или кавитацию. Кривая NPSHR построена на основании потери насосом трех процентов номинального расхода. В различных точках потока на входе в насос снимается вакуум. Эти точки нанесены на график ниже кривой насоса, показывающего минимальное давление на входе, необходимое насосу, но по определению этот потерянный поток на самом деле является пузырьками пара, и насос поврежден.При установке насоса убедитесь, что условия на входе значительно превышают требования NPSHR для насоса .


Правило №2. СНИЖЕНИЕ ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ

Когда насос принимает всасывание из резервуара, он должен быть расположен как можно ближе к резервуару. Это снижает потери на трение на доступном NPSH. Однако насос должен располагаться достаточно далеко, чтобы к насосу можно было подвести надлежащий трубопровод. Правильная обвязка означает, что к насосу подводится прямая часть трубы, диаметр которой составляет не менее десяти (10) диаметров трубы.Мы можем это Правило 10D. Например, минимум 20 дюймов прямой трубы должен быть непосредственно перед насосом, если входная труба имеет диаметр 2 дюйма. Трение в трубе уменьшается за счет использования трубы большего диаметра. Это ограничивает линейную скорость и, следовательно, потери на трение. Во многих отраслях промышленности используется скорость от 5 до 7 футов в секунду, но это не всегда возможно.

Правило № 3. НИКАКИХ КОЛЕНОК НА ВСАСЫВАНИИ

Установка колена на всасывающий фланец недопустима! В локте всегда неравномерный поток.Когда он установлен на всасывающем отверстии насоса, он создает неравномерный поток в проушине рабочего колеса. Это может вызвать турбулентность и вовлечение воздуха, что может привести к повреждению рабочего колеса и вибрации. Хуже колена на входе в насос только два колена. Как упоминалось выше, установленный метод обеспечения ламинарного потока на входе в насос заключается в использовании правила 10D: прямая труба в насос. Это также означает отсутствие клапанов, редукторов, тройников и т. Д.

Правило №4.ОСТАНОВИТЕ ВОЗДУХ ИЛИ ПАРА НА ВСАСЫВАНИИ

Всегда проверяйте всасывающую линию на герметичность. Во время работы насос создает частичный вакуум, который засасывает воздух во всасывающую линию. Это создаст эффект, аналогичный кавитации, и с такими же результатами. Другим источником воздуха во всасывающей линии является возвратная линия в резервуаре, если насос рециркулирует жидкость через систему. Если линия возврата или подачи находится выше уровня жидкости в баке, жидкость сильно аэрируется.Это огромная проблема. Аэрированные резервуары повреждают насос, просто создавая условия, подобные кавитации, для насоса. Исправление заключается в том, чтобы затопить обратный или подающий трубопровод. Возвратные линии в резервуаре могут быть близко к выпускному патрубку резервуара и могут создавать ту же проблему. Решение — переместить обратную линию или заглушить резервуар.

Наличие воздушного кармана во всасывающей линии — еще один пример причины неисправности насоса, которая никогда не должна происходить. Любая высокая точка всасывающей линии может заполниться воздухом и помешать правильной работе насоса.Это особенно верно, когда перекачиваемая жидкость содержит значительное количество воздуха в растворе или увлеченного воздуха, а насос работает с высотой всасывания. Слишком часто длинные всасывающие линии устанавливаются с неправильным шагом или с неровностями и возвышенностями, где может скапливаться воздух. Если подача жидкости находится ниже насоса, всасывающая линия должна доходить до насоса. Прямые редукторы — определенно нет. Используйте эксцентриковый переходник, установленный плоской частью вверху и наклонной частью внизу.Установите наоборот, если источник подачи находится над насосом.

Другой распространенной проблемой является перекачка резервуара до низкого уровня или наличие короткого резервуара, который обычно имеет низкий уровень жидкости над выпускным патрубком резервуара. Если насос принимает всасывание из резервуара с низким уровнем жидкости, образование вихрей может втягивать воздух во всасывающую линию и, следовательно, в насос. Устранить завихрение можно, установив датчик низкого уровня жидкости для отключения насоса. В качестве альтернативы можно установить раструбное соединение на отверстии резервуара, чтобы снизить скорость на выпускном патрубке резервуара, тем самым снизив требования к уровню жидкости для предотвращения завихрения резервуара.Или на напорном патрубке бака может быть установлен вихревой прерыватель. Они очень похожи на сливную пробку в современной раковине для ванной, за исключением того, что диаметр верхнего круглого диска наверху в 1½ раза больше внутреннего диаметра сливного патрубка бака. Размещение выпускного патрубка резервуара рядом со стенкой резервуара также поможет разрушить вихрь.

В следующей таблице показано минимальное погружение, необходимое для открытия, если не используются некоторые из предложенных решений, упомянутых выше:

Гидравлический институт утверждает, что обычно рекомендуется погружение на один фут на каждый фут в секунду скорости на входе всасывающей трубы, при рекомендуемой максимальной скорости на входе шесть футов в секунду.

Правило № 5. ПРАВИЛЬНОЕ ВЫРАВНИВАНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ

Фланцы трубопроводов должны быть точно выровнены перед затяжкой болтов, а все трубопроводы, клапаны и связанная с ними арматура должны иметь независимые опоры, чтобы не создавать нагрузки на корпус насоса. Из-за этой проблемы насосы с магнитной муфтой могут иметь очень короткий срок службы. Пластиковые насосы не выдержат этих сил и моментов. Деформации трубопровода также могут повлиять на срок службы уплотнений и подшипников. Напряжение, оказываемое трубопроводом на корпус насоса, снижает вероятность удовлетворительной работы и срока службы насоса.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЧТО СЛЕДУЕТ ПОСМОТРЕТЬ

Иногда, когда электрик подключает двигатель, он подключается в обратном направлении, что означает, что насос может вращаться в неправильном направлении. Результат — низкий расход и напор. Перед установкой насоса на двигатель быстро включите и выключите двигатель или «толкните» его, проверьте направление вращения и сравните его с направлением, указанным на корпусе насоса. Если направление неправильное, поменяйте местами электрические провода.

Многие производители предлагают специальные насосы для перекачивания шламов, однако большинство насосов не предназначены для перекачки посторонних материалов без повреждения насоса.По этой причине во многих случаях перед насосом устанавливаются сетчатые фильтры или фильтры. Основная проблема заключается в том, что пользователи не могут контролировать перепад давления, который возникает на сетчатом фильтре или фильтре, когда он загружается посторонними веществами. В результате возникают высокие потери на трение, что приводит к недостаточному NPSHA и кавитации в насосе. Решение состоит в том, чтобы установить приборы измерения перепада давления или вакуумметр или, что еще лучше, реле, которые могут автоматически предупреждать операторов. Иногда ущерб от недостаточного NPSH хуже, чем при отсутствии сетчатого фильтра или фильтра.

ОБЗОР

Если любое из вышеперечисленных правил было проигнорировано, следуйте правилам с 1 по 5.

Корпорация Valin® обнаружила, что базовая конструкция труб в малых насосах обычно игнорируется. Это приводит к сокращению срока службы уплотнений или подшипников. Тот факт, что насос работает, не означает, что насос подключен правильно! Даже если насос работает удовлетворительно, это не означает, что он подключен правильно, это просто делает его удачным.

Сторона всасывания насоса намного важнее, чем трубопровод на нагнетании. Если на стороне нагнетания допущены какие-либо ошибки, их обычно можно компенсировать, увеличив производительность выбранного насоса. Однако проблемы на стороне всасывания могут быть источником постоянных и дорогостоящих проблем, которые никогда не могут быть связаны с правилами 1-5.

Решением проблемных насосов может быть не насос, а трубопровод, танк или любой другой вопрос, рассмотренный выше.Удачи и счастливой прокачки!

Рекомендации по проектированию всасывающего трубопровода насоса

Основная причина многих проблем и отказов насоса может быть связана с плохой конструкцией трубопровода до и на стороне всасывания. Общие проблемы, которых следует избегать:

  • Недостаточное давление жидкости, ведущее к кавитации внутри насоса.

  • Узкие трубы и сужения, создающие потери от шума, турбулентности и трения.

  • Унос воздуха или пара, вызывающий шум, трение и снижение производительности.

  • Взвешенные твердые частицы, вызывающие повышенную эрозию.

  • Некачественный монтаж трубопроводов и других компонентов.

Кавитация

Точка кипения жидкости соответствует температуре, при которой давление ее пара совпадает с давлением окружающей среды.Если, например, вода подвергнется значительному падению давления при комнатной температуре, она закипит.

В любой насосной системе существует сложный профиль давления. Это происходит из-за многих свойств системы: производительности, напора, потерь на трение как внутри насоса, так и в системе в целом. Например, в центробежном насосе давление на крыльчатке сильно падает, а давление снова увеличивается в пределах его лопастей (см. Диаграмму). В поршневом поршневом насосе давление жидкости падает, когда она всасывается, по существу, из состояния покоя в цилиндр.Когда жидкость вытесняется, давление жидкости снова увеличивается.

Если давление жидкости в любой точке насоса ниже, чем давление пара, она буквально закипит, образуя пузырьки пара внутри насоса. Образование пузырьков приводит к снижению производительности и увеличению вибрации и шума, но большая опасность возникает, когда пузырьки попадают в секцию насоса под более высоким давлением. Пар конденсируется, и пузыри взрываются, выделяя локально огромное количество энергии. Это может привести к серьезным повреждениям и вызвать серьезную эрозию компонентов насоса.

Чтобы избежать кавитации, вам необходимо подобрать насос в соответствии с жидкостью, системой и областью применения. Это сложная область, и вам рекомендуется обсудить ваше применение с поставщиком насоса.

Понимание NPSH

Чтобы избежать кавитации, давление жидкости должно поддерживаться выше давления пара во всех точках, когда она проходит через насос. Производители указывают свойство, называемое «Требуемая чистая положительная высота всасывания» или NPSH-R — это их минимальное рекомендуемое давление жидкости на входе, выраженное в метрах.Документация, поставляемая с помпой, может содержать диаграммы, показывающие, как NPSH-R изменяется в зависимости от расхода.

Фактически, NPSH-R определяется как давление на стороне всасывания, при котором кавитация снижает давление нагнетания на 3%. Таким образом, при проектировании трубопроводов на стороне всасывания для вашей системы вы должны убедиться, что они превышают номинальное значение NPSH-R производителя для рабочих условий. Рассчитанное вами значение называется доступным NPSH (NPSH-A).

Помните, что номинальное значение NPSH-R производителя — это минимальное рекомендуемое давление напора на входе: насос уже испытывает кавитацию при таком давлении.Следовательно, важно предусмотреть запас прочности от 0,5 до 1 м, чтобы учесть этот и другие факторы, такие как:

  • Рабочая среда насоса — постоянна ли температура?

  • Перемены погоды (перепады температуры и атмосферного давления).

  • Любое увеличение потерь на трение, которое может происходить время от времени или постепенно в течение срока службы системы.

Турбулентность и трение

Насосы, и особенно центробежные насосы, работают наиболее эффективно, когда жидкость подается без скачков, плавным, ламинарным потоком.Любая форма турбулентности снижает эффективность и увеличивает износ подшипников, уплотнений и других компонентов насоса.

Прямой трубопровод, подсоединяемый к насосу, должен иметь длину не менее 5 диаметров трубы. Никогда не подключайте колено, редуктор, клапан или сетчатый фильтр к этому последнему участку трубопровода. Если вы подсоединяете колено непосредственно к фланцу насоса, жидкость эффективно центрифугируется по направлению к внешнему изгибу колена, а не в центр (проушину) рабочего колеса.Это создает нагрузку на подшипники и уплотнения насоса, что часто приводит к износу и преждевременному выходу из строя.

Иногда просто невозможно предусмотреть достаточное расстояние отстоя в трубопроводе перед насосом. В этих случаях используйте проточный кондиционер или выпрямитель.

Стандартной практикой является использование трубопроводов со стороны всасывания на один или два размера больше, чем входной патрубок насоса — ни в коем случае нельзя использовать трубопровод меньшего размера, чем входной патрубок насоса.

Маленькие трубы приводят к большим потерям на трение, а это означает, что эксплуатация вашей насосной системы обходится дороже. С другой стороны, трубы большего диаметра более дороги, поэтому вам необходимо взвесить возросшую стоимость с вероятной экономией энергии в результате снижения потерь на трение.

Также имеет смысл свести длину трубопровода к минимуму, разместив насос как можно ближе к источнику жидкости.

Трубопровод большего размера означает, что вам понадобится редуктор перед входом в насос.Редуктор представляет собой сужение и требует тщательного проектирования, чтобы избежать как турбулентности, так и образования карманов, в которых может скапливаться воздух или пар. Лучшее решение — использование эксцентрикового редуктора, ориентированного так, чтобы исключить возможность образования воздушных карманов.

Как правило, скорость всасывающего трубопровода должна быть ниже 2 м / с. При более высоких скоростях большее трение вызывает шум, более высокие затраты на энергию и увеличение эрозии, особенно если жидкость содержит взвешенные твердые частицы. Если ваша система содержит узкие трубы или другие сужения, имейте в виду, что скорость трубы в этих точках будет намного выше.

Унос воздуха или пара

Лучше не допускать попадания воздуха или пара в трубопровод. Вовлеченные газы приводят к снижению производительности насоса, увеличению шума, вибрации и износу компонентов. Поэтому важно правильно расположить подающую трубу в резервуаре или емкости. Он должен быть полностью погружен в воду. Если он находится слишком близко к поверхности жидкости, всасывание создает вихрь, втягивающий воздух (или другие пары) в жидкость и через систему откачки.В подающей трубе также не должно быть никаких других труб, мешалок или лопастей мешалки — всего, что может привести к попаданию воздуха в жидкость. В неглубоких резервуарах или прудах может быть целесообразно использовать перегородку для защиты питающей трубы от попадания воздуха.

Взвешенные вещества

Вы также должны убедиться, что подающая труба не находится слишком близко ко дну резервуара или пруда. Если это так, то вместо воздуха или пара в систему всасывания могут попасть твердые частицы или шлам! В любом случае жидкость может содержать взвешенные твердые частицы.

Некоторые поршневые насосы могут работать со смешанной фазой без каких-либо повреждений или серьезных потерь в производительности. Центробежные насосы не так прочны и должны быть защищены от твердых частиц. В этой ситуации вам потребуется установить фильтр или сетчатый фильтр. Фильтры могут создавать большой перепад давления и нести ответственность за кавитацию и потери на трение. Сетка фильтра должна иметь как минимум в три раза большую площадь поперечного сечения трубы. Используйте манометр дифференциального давления на экране, чтобы следить за любым повышенным падением давления, прежде чем возникнут проблемы с засорением.Это также поможет в точной оценке NPSH-A.

Установка

Очевидно, что насосы должны быть надежно размещены, как и трубопроводы. Не используйте одно для поддержки другого. Все остальные компоненты должны быть так же надежно расположены и не создавать напряжения или деформации в других частях системы. Убедитесь, что труба, соединяющая входной фланец насоса, точно совмещена с ним. Если вам необходимо установить обратные клапаны или клапаны регулирования потока, установите их на напорной стороне насоса, а не на всасывающем трубопроводе.

Сводка

Проблемы с трубопроводом на стороне всасывания часто имеют разрушительные последствия для системного насоса, и их можно избежать, следуя этим рекомендациям:

  • Убедитесь, что условия не способствуют кавитации, особенно если вы используете центробежный насос. Это требует тщательного выбора насоса, его расположения и напора.

  • Расположите подающую трубу, чтобы свести к минимуму унос воздуха / пара и твердых частиц.

  • Минимизируйте трение и турбулентность, выбирая подходящие трубы и компоненты:

  • Используйте трубы, диаметр которых вдвое больше диаметра фланца на всасывающей стороне насоса.

  • Убедитесь, что трубопроводная система выровнена с фланцем насоса и прямая, как минимум на 5 диаметрах трубы.

  • Используйте эксцентриковый переходник, ориентированный для устранения воздушных карманов.

  • Поддерживайте скорость в трубе ниже 2 м / с.

Накачать хранилище | Сделай математику

Если мы примем солнечную и ветровую энергию в качестве основных компонентов нашей энергетической инфраструктуры, поскольку мы откажемся от ископаемого топлива, мы должны решить проблему хранения энергии в широком масштабе. Более ранний пост продемонстрировал, что у нас, вероятно, недостаточно материалов в мире, чтобы просто построить гигантские свинцово-кислотные (или на никелевой, или на литиевой) основе для выполнения этой работы. В комментариях часто указывается, что гидроаккумулятор является гораздо более разумным ответом.Действительно, гидроаккумулятор в настоящее время является доминирующим — и почти единственным — решением для хранения в масштабе сети. Здесь мы взглянем на гидроаккумулятор и оценим, что он может для нас сделать.

Основы гравитационного хранения

Когда вы поднимаете объект, вы должны приложить силу для противодействия гравитации (вес объекта) и приложить эту силу к высоте , на которую вы поднимаете объект. Вес объекта — и, следовательно, сила, приложенная для его подъема, — это его масса, умноженная на ускорение свободного падения (применение Ньютона F = мА ; в данном случае мг , где г — ускорение свободного падения, или около 10 м / с²).Работа определяется как сила, умноженная на расстояние, поэтому подъем объекта массой м на высоту ч приводит к затратам энергии (работы) в размере мг / ч . Это называется гравитационной потенциальной энергией .

Это называется потенциальной энергией, потому что можно положить вложенную энергию на полку — буквально, фактически — чтобы к ней можно было получить доступ позже. Упавший кирпич, которому ранее была придана гравитационная потенциальная энергия, может выполнять полезную работу, например, забивать гвоздь в кусок дерева (огромная сила, умноженная на небольшое расстояние = та же работа).Накопленная энергия не ухудшается ни на йоту со временем: в этом смысле она представляет собой идеальное долгосрочное хранилище.

Идея гидроаккумулятора с насосом состоит в том, что мы можем закачивать массу воды в резервуар (шельф), а затем извлекать эту энергию по желанию, исключая потери на испарение. Насосы и турбины (на самом деле часто реализованные как один и тот же физический блок) могут иметь КПД примерно 90%, поэтому хранение в оба конца обходится весьма скромно.

Концепция водохранилища Raccoon Mountain.

Основная проблема с гравитационным накоплением заключается в том, что он невероятно слаб по сравнению с химическими методами, сжатым воздухом или маховиком (см. Сообщение о вариантах домашнего накопления энергии). Например, чтобы получить количество энергии, хранящейся в одной батарее AA, нам нужно будет поднять 100 кг (220 фунтов) на 10 м (33 фута), чтобы соответствовать этому. Чтобы соответствовать энергии, содержащейся в галлоне бензина, нам нужно будет поднять 13 тонн воды (3500 галлонов) на высоту одного километра (3280 футов). Понятно, что плотность энергии гравитационного накопителя сильно снижена.

То, что нам не хватает плотности энергии, мы восполняем в объеме. Например, озера за дамбами представляют собой значительные запасы воды.

Мощность потока

Когда вода выходит со дна плотины, она несет энергию, как если бы она была «поставлена» на поверхность озера за плотиной. Как вода на дне «знает», насколько высока поверхность озера? Давление, которое пропорционально весу воды наверху. Итак, возьмем кубический метр воды массой 1000 кг и пропустим его через турбину.Энергия мг / ч в кубе воды для плотины высотой 100 м составляет (1000 кг) (10 м / с²) (100 м) = 10 6 Дж, или один мегаджоуль.

Если через эту плотину высотой 100 м будет протекать только один кубический метр в секунду, она будет производить 1 МДж / сек или 1 МВт. Я игнорирую примерно 90% -ный КПД гидроэлектрических турбин, чтобы цифры были аккуратными и приблизительными. Чаще расход измеряется в диапазоне 1000 м3 / с, так что наша 100-метровая плотина будет производить 1 ГВт в этом масштабе.

Итак, рецепт прост в понимании плотины гидроэлектростанции: умножьте высоту воды за плотиной (в метрах) на десятитысячный расход в кубических метрах в секунду, чтобы получить мощность в ваттах.

Нам нужно

Сколько места для хранения?

В США энергетическая диета составляет около 3 × 10 12 Вт, или 3 ТВт. Две трети из них используются в тепловых двигателях (электростанциях, автомобилях и т. Д.) Со средней эффективностью 30%, обеспечивая при этом 0,6 ТВт полезной работы. Другой 1 ТВт — это прямое тепло (много тепла промышленных процессов), а также электричество из ядерных и гидроэнергетических источников. Представив, что мы заменяем наши тепловые двигатели на электричество и электрифицированный транспорт, нам нужно что-то около 2 ТВт общей мощности, учитывая некоторую неэффективность.Если вас устраивает половина этого, хорошо — коэффициент в два качественно не изменит гигантский масштаб проблемы.

Следующий вопрос: на сколько нам нужно нашего хранилища? В статье Nation Sized Battery я утверждал, что нам нужно 7 дней хранения, чтобы он был невидим для конечного пользователя. То есть, если американцы настаивают на том, чтобы не менять свои привычки и иметь ноль сбоев хранилища в течение десяти лет (читайте о полном отключении Сан-Диего из-за недавнего отключения электроэнергии в масштабах округа), то 7 дней — это наверное недалеко от цели.У меня есть зенитки за этот выбор, но я использую его здесь снова, потому что A) это не так уж и необоснованно, B) оно позволяет проводить параллельное сравнение с национальным расчетом батареи и C) вы увидите, что это не делает или сломайте корпус: даже один день хранения — это очень сложно. Разделите все мои цифры на шкале на 7, например, если хотите, чтобы я использовал один день хранения.

Обратите внимание, что 7 дней хранения буквально не означают, что мы готовы испытать 7 дней с нулевым входом от возобновляемой инфраструктуры.Например, работа на уровне 30% от уровня безубыточности в течение 10 дней также оставляет систему с 7-дневным дефицитом энергии. Это обстоятельство нетрудно представить: на юго-западе пасмурная зимняя неделя, а скорость ветра над страной вдвое меньше среднего значения (то есть в восемь раз меньше мощности) за тот же период.

Таким образом, 2 ТВт за 7 дней означают 336 миллиардов кВтч емкости хранения.

Гидравлическая насосная установка First-Blush

В каком масштабе потребуется этот объем хранилища, если мы построим схему с гидроаккумулятором? В качестве ближайшего ориентира следует отметить, что у нас 78 ГВт установленной гидроэлектроэнергии в США.С., Что составляет 4% от целевой потребности в 2 ТВт. Наши традиционные гидроэнергетические мощности не могли быть увеличены даже в два раза, поскольку основные речные участки уже были захвачены.

А как насчет потенциальных насосных гидроустановок: не на текущих реках, а в горах, где мы могли бы отгородить высокую долину и заполнить ее водой?

Я говорю о горах, потому что нам нужен значительный перепад высот для гидроаккумуляции, чтобы иметь смысл. Мы не увидим гидроаккумулирующих резервуаров на равнинах.Горизонтальное расстояние также должно быть минимизировано, поэтому нам нужен резкий рельеф, то есть горы.

В первом приближении мы можем представить горы в виде комков. У них есть заостренные вершины, которые указывают вверх. Они явно не очень чашеобразные. Может быть, перевернутые миски. Однако они действительно часто образуют впадины (в некоторых частях «крики»), окруженные рукавами / гребнями горы. Заграждение отверстия в дупле позволяет нам заполнить эту бесполезную пустоту водой. Пикам и суркам можно просто научиться плавать! Нам также понадобится еще один водоем равного объема внизу, чтобы уловить воду в цикле хранения.

Я не могу сказать, что изучал топографию наших земель, чтобы увидеть, сколько мест можно увидеть в этих грандиозных инженерных чудесах. Я могу не обращать внимания на широко распространенное существование естественных чаш, расположенных на краях обрывов. Как бы то ни было, 22 ГВт гидроаккумулирующих мощностей, которые мы использовали в настоящее время от до , предположительно выбрали первичные точки. Вместо того, чтобы возиться с топографическими картами, я использую простую «полую» модель, основанную на моем пребывании в горах и изучении рельефных карт.

В любом случае, давайте не будем позволять этим деталям мешать нам заниматься математикой! Предположим, наша средняя кандидатная впадина допускает наличие стены высотой 500 м (1650 футов) на одном конце и другой стены на несколько сотен метров ниже для нижнего резервуара (впадина здесь шире — возможно, к настоящему времени даже долина — так что тот же объем занимает меньшую глубину и большую площадь).

Простая модель для заполнения котловины водой на высоту, h.

Моя модель для полости будет иметь V-образный профиль со сторонами с уклоном 20% и полом с уклоном 10%.Таким образом, стена плотины высотой 500 м имеет наверху 5 км в поперечнике, а озеро тянется на 5 км в виде треугольника. При такой геометрии создается резервуар объемом 2 кубических километра. Учитывая сужающуюся форму, запасенная гравитационная потенциальная энергия составляет 2 миллиарда кВтч. Нам просто нужно построить 170 таких вещей. Не говоря уже о том, что мы никогда не строили стены таких размеров. Или тот факт, что крупнейшее гидроаккумулирующее предприятие на сегодняшний день хранит 0,034 миллиарда кВтч — в 60 раз меньше мощности.

Но давайте продолжим игру: если мы действительно потребовали 2 ТВт энергии примерно от 170 гидроаккумулирующих станций, мы говорим о 12 ГВт производственной мощности каждой.Это значительно больше, чем самая большая гидроэлектростанция в США (Гранд-Кули, 6,8 ГВт). Раз 170.

Возможно, я был слишком амбициозен, начав с плотины высотой 500 м. Большее количество резервуаров меньшего размера позволит использовать более разумные электростанции и, возможно, позволит избежать превращения семи чудес света в 177 чудес света (с большим количеством резервов).

Энергия, запасенная в полых стенах, весит, как высота резервуара, до четвертой степени ! Так что если мы опустимся на высоту 250 м (для меня все еще впечатляет, будучи выше плотины Гувера), нам потребуется в 16 раз больше установок (более 2500), каждая мощностью 600 МВт.Что касается масштаба, то в настоящее время у нас есть 24 гидроэлектростанции в США мощностью> 600 МВт.

Плотина Гувера: высота 221 м; Мощность 2,0 ГВт; 2,5 миллиона кубометров бетона.

Я думаю, что на этом этапе вы можете понять, почему спорить о необходимости 1 ТВт вместо 2 ТВт или о том, что требуется 2 дня хранения против 7 дней, не решит проблему сложной проблемы. Даже выполнение 1% требований, которые я изложил, было бы супер-впечатляющим.

Все это бетон!

Для этих стен плотины потребуется много бетона.Обследование строительства плотины показывает, что толщина основания составляет примерно 65–90% высоты плотины. Выбранная на 75% и сужающаяся к выступу, наша вышеупомянутая геометрия требует объема бетона на 25% больше, чем h ³, где h — высота плотины. Для нашей 250-метровой дамб нам нужно 19 миллионов кубометров бетона каждая. Каждая плотина содержит столько же бетона, сколько существует в плотинах Трех ущелий и Гранд-Кули вместе взятых! А это версия наших плотин « small ».А нам их нужно более 2500. Я просто говорю.

При затратах на энергию 2,5 ГДж на тонну бетона и плотности 2,4 тонны на кубический метр нам в конечном итоге потребуется 32 миллиарда кВтч энергии на плотину и 90 триллионов кВтч в целом. Это более чем в 250 раз превышает количество энергии, удерживаемой плотинами, и представляет собой три года из общих энергетических аппетитов США сегодня.

Обратите внимание, что я полностью игнорирую требования к нижнему резервуару.

Просторная комната для катания на водных лыжах

Теперь я хочу понять, как это выглядит по сравнению с нашим ландшафтом.Какую площадь займут все эти озера?

В модели высотой плотины 500 м площадь верхнего водохранилища составляет 12,5 квадратных километров. Водохранилища Times 170 — это 2125 квадратных километров. В 250-метровой модели у нас есть 3 квадратных километра на резервуар, или 8500 км² для всего набора. Таким образом, общая необходимая площадь масштабируется как обратный квадрат характерной высоты плотины.

Нам также нужно добавить область для нижнего резервуара. Поскольку местность, вероятно, имеет меньший уклон внизу, предположим, что площадь поверхности нижнего водохранилища вдвое больше, чем верхний водохранилище, так что теперь у нас есть около 25000 км² в районе нового озера (оба водохранилища не заполнены сразу, но эта земля негде построить торговый центр).

Получаем площадь равную 160 км по стороне. Это та же территория, что и озеро Эри (и больше, чем его объем). Добавьте на карту место еще одного Великого озера. Нетривиальное дело. Я еще не спрашивал, где мы берем воду для этого предприятия. Хорошо, что нехватка воды на этой планете не вызывает беспокойства.

Стоит также сравнить с площадью фотоэлектрической системы, обеспечивающей 2 ТВт средней мощности. Для такой производительности потребуется 10 ТВт установленной мощности (с учетом дня / ночи, угла солнечного света, погоды).При 15% эффективности и 1 кВт / м² пиковой солнечной энергии нам потребуется около 65 000 квадратных километров панели — примерно сопоставимые масштабы. Имейте в виду, что акватория основана на более чем 2500 гигантских плотинах высотой 250 м, каждая из которых выше плотины Гувера и содержит в 8 раз больше бетона. Для небольших, более реалистичных проектов площадь воды может легко превышать площадь солнечной панели. Преобразование земли в гидроаккумулятор наносит гораздо больший, чем ущерб окружающей среде, чем преобразование в солнечную ферму, поэтому проблемы хранения преобладают.Ветер занимает значительно больше земли (примерно в 50 раз), чем солнечный, поэтому водохранилища не будут конкурировать с областью, предназначенной для ветряных электростанций.

Варианты и масштабирование

Мы опирались на множество предположений в нашем исследовании потенциала для гидроаккумуляции. Легко потерять из виду выбор и влияние, которое он оказывает. Важен ли уклон в 20% по бокам? Как все зависит от высоты плотины?

В общем анализе получается, что количество необходимых плотин пропорционально общему запасу энергии, умноженному на боковой уклон впадины (в%, т.е.ж.) умноженный на уклон пустотелого пола, деленный на высоту плотины в четвертой степени. Но что интересно, общий объем (и, следовательно, энергия), необходимый для бетона, зависит только от уклона пустотелого пола, деленного на высоту плотины.

В результате одна 500-метровая плотина заменяет 16 250-метровых плотин, забирая при этом только половину общего количества бетона. Таким образом, масштабирование отдает предпочтение крупным проектам изящным. Конечно, количество подходящих сайтов для мегапроектов может быть слишком маленьким, в то время как необходимость найти в 16 раз больше площадок поменьше — это не прогулка по парку.

Общая площадь озера масштабируется как величина, обратная величине бокового откоса и квадрату высоты плотины. Так что, естественно, более широкие и мелководные озера будут более заметны из космоса. Общий необходимый объем воды просто равен обратной высоте плотин.

Конечно, любая реальная реализация будет иметь широкий диапазон высот плотины в наборе. Я отношусь ко всем как к одному, чтобы установить исходные цифры. Строгие средние значения не работают из-за нелинейного масштабирования, но это, по крайней мере, дает нам представление.Анализ, в котором я разрешил распределение высот плотин, просто напрасно потратил бы мое и ваше время.

Распространенный трюк — построить большую подающую трубу от нижней части верхней дамбы к турбине / насосу, расположенной намного ниже. Это будет нелегко сделать везде, но дополнительный перепад на 500 м улучшает 250-метровую плотину в 3,6 раза, а плотину 500 м — в 2,3 раза. Это сокращает количество таких проектов, необходимых во столько же раз (все еще большое количество). Но не слишком увлекайтесь этим вариантом: нам еще нужно место, чтобы поставить нижний резервуар.Если вы откажетесь от слишком большой высоты, у вас закончатся естественные стены и вертикальный рельеф, что потребует очень большой затопленной площади, чтобы поймать воду.

Сравнение с реальными примерами

Гидроаккумулятор

Лудингтон: 110 метров; 1,87 ГВт; 15 часов; 27 миллионов кВтч.

Хватит дурачиться. Давайте сравним эту сказочную страну с чем-то реальным. У нас есть гидроаккумулирующие хранилища на 22 ГВт, что составляет около 1% от моей цели в 2 ТВт. Но они, как правило, спринтеры, а не марафонцы (обычно около 12 часов работы при полной загрузке), поэтому фактический объем хранилища отстает от того, что нам нужно, примерно в 1500 раз.Думаете, нам нужен всего один день хранения? Тем не менее множитель 200 выкл.

Самая большая гидроаккумулирующая установка в США (с точки зрения энергии, а не мощности) находится в Раккун-Маунтин, штат Теннесси. Этому учреждению я во многом обязан своим комфортом с кондиционированием воздуха в детстве. Находясь на вершине горы, водохранилище разгружается в реку Теннесси на 300 м ниже (технически водохранилище Никаджек). Установленная мощность составляет 1,532 ГВт, что подразумевает расход 575 м³ / с. Верхний резервуар обеспечивает необычно долгие 22 часа работы, так что объем полезной воды составляет 45 × 10 6 м³, а объем накопленной энергии составляет 34 миллиона кВтч.Площадь озера составляет 2,16 квадратных километров, средняя глубина — 21 метр. (Земляная) плотина имеет высоту 70 м и длину 1800 м, из чего я рассчитываю, что объем плотины составляет около 10 6 м³ — примерно половину от плотины Гувера.

Енот-гора: 302 м; 1,53 ГВт; 22 часа; 34 млн кВтч.

Что могут сказать мне эти настоящие числа о моей упрощенной геометрии и предположениях, которые она сделала? Основное отличие состоит в том, что геометрия Raccoon Mountain имеет гораздо более пологие уклоны: что-то вроде 3–5% вверх по «лощине» и около 8% вверх по бокам.Нам потребуется 10 000 Раккунских гор, чтобы удовлетворить мою базовую энергетическую мощность, хотя мы могли бы уменьшить количество энергии на единицу. Это становится 50 000, если вы не можете использовать уловку сброса в резервуар далеко внизу. Для 10 000 копий горы Енот общая площадь озера (включая площадь озера внизу) примерно в три раза больше озера Эри (размер озера Верхнее). Объем плотины составляет примерно одну пятую того, что было у нас раньше, и становится сопоставимым в той степени, в которой не используется трюк с глубоким падением.Общий объем поглощенной воды сопоставим для двух случаев (потому что это всего мг / ч , а наша базовая линия была ч = 250 м, тогда как в Раккун Маунтин используется х = 300 м).

Изменение назначения гидроэнергетической инфраструктуры

Если в какой-то момент в этом развитии вы подумали: «Подождите минутку: зачем строить все эти гигантские плотины в горах, когда у нас уже есть большие озера и плотины, а вода уже доставляется к порогу ?!» значит, вы не одиноки: я тоже задавался вопросом.

Первое примечание: наша установленная мощность гидроэлектростанций в США составляет 78 ГВт; в 25 раз меньше необходимой полной мощности.

Следующее примечание: поток воды не всегда доступен для реализации установленной мощности. Например, гидроэлектростанции США производят около 270 миллиардов кВтч ежегодно, что составляет всего 40% от того, что было бы произведено, если бы все плотины работали на 100% круглый год. Например, на плотине Гувера годовой объем производства составляет 4 человека.2 млрд кВтч, что составляет 23% от установленной мощности 2,08 ГВт, которую можно было бы выработать за год. Даже могучая Колумбия колеблется настолько, что плотина Гранд-Кули реализует только 35% своей мощности.

Эти моменты важны, потому что для достижения необходимой выходной мощности в 2 ТВт нам необходимо умножить гидроэлектрическую мощность , расход на коэффициент 25, или на коэффициент 60 больше, чем средний расход. Мы можем предсказать несколько проблем с эрозией здесь и там.

Давай все равно сделаем это!

Не будем слабаками.Давайте просто нарастим наши гидроэлектрические мощности на разрабатываемых объектах и ​​спросим, ​​достаточно ли у нас накопителей энергии за плотинами. Один из способов взглянуть на это — выяснить, сколько энергии было бы произведено, если бы все озера, запруженные за гидроэлектростанциями, упали на один метр за 24-часовой период. Расчет этого для каждой плотины на основе площади поверхности каждого озера дает в общей сложности 170 ГВт мощности. Нам нужно больше, чем это. Только наша потребность в электроэнергии в этой стране составляет в среднем 450 ГВт, и, конечно же, мы стремимся к этому примерно в четыре раза, чтобы покрыть все наши потребности в энергии.

В результате для получения достаточного количества энергии из существующей инфраструктуры потребуется осушать каждый резервуар чуть более чем на 10 метров в день. Но по мере того, как озера стекают, площадь поверхности сокращается, так что моя десятиметровая оценка слишком занижена. Кроме того, многие плотины выйдут из строя, как только мы выйдем за пределы 10-метрового диапазона, и тот факт, что подаваемая энергия падает с падением высоты воды, еще больше снижает пропускную способность. Используя объем, указанный за каждой плотиной, я обнаружил, что осушение всех водохранилищ за 7-дневный период дает мощность 500 ГВт.Конечно, плотины часто строятся последовательно вдоль реки, поэтому мы можем повторно использовать воду по пути. Это даст нам несколько множителей и приблизит нас к нашим потребностям.

Но давайте не будем забывать, что наша схема включает в себя опорожнение всех озер и рек от воды, причем со скоростью, намного превышающей то, что каналы привыкли нести. Это экстремальный маневр.

Осушите Великие озера

Пока мы «развлекаемся», давайте посмотрим, что мы можем извлечь из Великих озер. Все четыре верхних озера находятся практически на одинаковой высоте (6-метровый перепад от Верхнего до Эри), в то время как между Эри и Онтарио есть перепад высотой 99 метров.Мы называем этот водопад Ниагрским водопадом, хотя только половина падения образуется непосредственно через водопад.

Если бы мы осушили по одному метру из каждого верхнего озера, мы получили бы 54 миллиарда киловатт-часов энергии: примерно шестую часть запланированной мощности. Если проводить в течение семи дней, поток составит 375 000 кубических метров в секунду, что в 125 раз превышает нормальный поток через водопад. Теперь я заплачу, чтобы увидеть это! Но сначала я хотел бы в последний раз посетить каждый город вдоль реки Святого Лаврентия.

Если бы мы попытались уловить воду в озере Онтарио, чтобы уберечь тех, кто ниже по течению от гнева, ее уровень поднялся бы на 12 метров (39 футов).Остерегайтесь Торонто и Рочестера!

Труба, по которой эта вода подается к турбинам, должна быть более 125 метров в диаметре (или 160 трубок каждая по 10 метров в диаметре), чтобы ограничить скорость воды по трубам / турбинам ниже скоростей автострады! Как весело.

Я сошел с ума?

Почему я всегда так делаю: выбираю задачу и показываю, насколько нелепо решать проблему монолитным подходом? Может быть, Я тот, кто смешон!

Эта тенденция является отражением моего стремления понять, как мы можем столкнуться с огромными энергетическими проблемами впереди.Первым шагом всегда является оценка потенциальных решения относительно полномасштабного спроса. Если он протирает пол с избыточной емкостью, тогда отлично: это, несомненно, простое решение. Если это не так, то это тоже очень информативно.

Да, разнообразный портфель из полдюжины неадекватных решений может добавить к адекватному решению. Но полдюжины , прискорбно неадекватных решений , не могут осуществить тот же трюк. Пока что мои поиски продолжают выявлять ужасно неадекватный тип.Масштаб замены ископаемого топлива настолько устрашающий, что настолько устрашающе, что мы очень быстро попадаем в затруднительное положение, когда приводим цифры к предлагаемым решениям.

Распространенной реакцией на сообщение Nation Sized Battery, особенно на форуме Oil Drum Forum, было то, что я поступал глупо, рассматривая полномасштабную свинцово-кислотную батарею, и что перекачиваемое хранилище было более очевидным решением проблемы. Для меня это было неочевидно, но я еще не сделал математических расчетов. Тот факт, что только одна из рассматриваемых здесь «малых» плотин имеет столько же бетона, сколько плотины Три ущелья и Гранд-Кули вместе взятые, унизительно.Я был бы впечатлен, если бы мы его сделали. Я был бы изумлен, если бы мы заработали 25. А это всего лишь 1% от нашей потребности (или 7%, если вы все еще ощетиниваетесь за 7-дневную батарею).

Достаточно ясно, что гидроаккумулятор существует и достаточно хорошо работает в определенных местах. Но демонстрация не подразумевает масштабируемости, и масштабирование существующих установок не дало принципиально другого ответа (фактически, требовалось еще установок еще ). Огромная шкала, которую я рассчитываю, означает, что простые множители два или даже десять здесь и там не меняют общей окраски вывода.

Давайте проясним, что я не утверждаю, что крупномасштабное хранилище на нужном нам уровне невозможно . Но это намного сложнее, чем кто-либо думает. Когда придет время, дело не в том, чтобы просто «наращивать». Мы легко можем оказаться плохо подготовленными и страдать от недостатка энергоресурсов, перебоев в работе и длительного, медленного экономического спада, потому что мы коллективно не предвидели масштаб предстоящих проблем.

Благодарность: Томас Ту внес вклад в исследование гидроэлектростанций, консолидации мощности, высоты и факторов пропускной способности для плотин, а также площадей и объемов запруженных озер.

Просмотров: 5990

Размер выпускной трубы для насоса — лучше ли труба большего размера?

В. Я проектирую насосную систему из озера, и я прочитал и понял ваш расчет FT HD, необходимый для выбора насоса, но мне кажется, что диаметр трубы выше по потоку (восходящей) будет иметь значение при расчете. Я собирался использовать трубу большего диаметра, чтобы уменьшить сопротивление трубы и падение давления на клапане, но мне кажется, что вес дополнительной воды (противодавление) будет выше для трубы большего диаметра, чем для трубы меньшего диаметра.Должно быть легче протолкнуть воду на столбик 3/4 дюйма, чем на столб размером 1 1/2 дюйма. Вы ничего об этом не упоминаете. Не считая сопротивления трубы, имеет ли диаметр трубы значение для требуемого FT HD? Перефразировано: оказывает ли столб воды большего диаметра какое-либо влияние на статическое давление или силу, необходимую для его перемещения?

A. Короткий ответ заключается в том, что труба большего размера была бы лучше, потому что в трубе были бы меньше потери давления. Это связано с меньшими «потерями на трение», поскольку вода протекает через трубу большего размера.Большее количество воды в большей трубе не влияет на давление воды. Однако меньшая труба может создавать большие потери на трение, поэтому она может быть хуже, чем большая труба. Чтобы выяснить это, вам необходимо рассчитать потери на трение для разных размеров выпускной трубы в зависимости от расхода и размера трубы. См. Калькуляторы потерь на трение, чтобы рассчитать потери на трение в трубах.

Более подробный ответ:
Один из действительно трудных для понимания принципов гидравлики — это соотношение объема потока, давления и веса воды.Как ни странно, большая труба на самом деле будет легче для насоса. Важен не объем воды, а высота ее подъема. В каком-то смысле это вариант старой поговорки: «Что весит больше: фунт перьев или фунт свинца?» Очевидно, оба весят фунт! Эту версию можно сформулировать так: «Что проще для насоса: 5 галлонов в минуту для трубы 1/2 дюйма или 5 галлонов в минуту для трубы диаметром 2 дюйма? Ни то, ни другое, потому что 5 галлонов в минуту — это все еще 5 галлонов в минуту, независимо от размера трубы! Да, вам потребуется больше мощности, если вы действительно поднимаете больше воды, также нам потребуется больше мощности, чтобы поднять воду выше, но это не то, что происходит.Количество воды и высота, которую мы поднимаем, не изменились.

Другая проблема — поток через трубу. Это проблема, которая фактически делает меньшую трубу потенциально хуже, чем большую. Поскольку меньшая труба меньше по размеру, воду труднее протолкнуть через нее. Сопротивление стенок меньшей трубы вызывает потерю давления при протекании воды. это обычно называется «потерей на трение». Степень потерь на трение зависит от расхода и размера трубы.Как больший расход, так и меньшие размеры труб приводят к большим потерям на трение. Это единственная причина, по которой труба меньшего размера будет хуже, чем труба большего размера. Насколько хуже, зависит от фактического расхода и размера трубы.

Как правило (то есть: не всегда верно, но в большинстве случаев) размер трубы на выходе из насоса почти всегда меньше, чем размер трубы, которая обеспечивает оптимальный поток от насоса. Другими словами, если насос имеет выпускное отверстие с резьбой 1 дюйм, очень вероятно, что к выпускному отверстию 1 дюйм будет присоединена труба 1 1/2 дюйма для использования в качестве выпускной трубы.Производители насосов, как правило, используют входы и выходы меньшего размера, чтобы сэкономить деньги.

Более технический ответ:
Подумайте о ступнях головы. Как обсуждалось в руководстве по насосу, количество футов глубины воды определяет давление воды. Таким образом, 80 футов глубины воды равны давлению 80 футов hd. Это давление будет одинаковым независимо от размера трубы. Давление воды в нижней части трубы высотой 80 футов 1/2 дюйма точно такое же, как давление воды внизу трубы высотой 80 футов 6 дюймов, даже несмотря на то, что труба 6 дюймов вмещает намного больше воды.Насос на самом деле работает, создавая давление воды. Таким образом, для насоса нет разницы между закачкой в ​​трубу любого размера, давление воды, необходимое для перемещения воды в нижнюю часть обеих труб, одинаковое. Теперь давление, теряемое при движении воды по двум трубам, будет другим. Предполагая высокую скорость потока, будет потеряно намного больше давления из-за трения в меньшей трубе. По этой причине будет лучше использовать трубу большего диаметра. Однако в зависимости от потока он может быть лишь незначительно лучше.Чтобы узнать это, вам необходимо рассчитать потери на трение в выпускной трубе в зависимости от расхода и размера трубы. См. Калькуляторы потерь на трение, чтобы рассчитать потери на трение в трубах различных типов.

Гидравлические поршневые насосы — Научно-исследовательский институт пермакультуры

Недавний кризис водоснабжения во Флинте, штат Мичиган, показал, насколько уязвима и нестабильна наша промышленная система водоснабжения. Как только было установлено, что общественная вода во Флинте, штат Мичиган, действительно загрязнена свинцом и другими опасными веществами, тысячи людей были буквально вынуждены стоять в очередях в ожидании бутилированной воды от правительства или других агентств по оказанию помощи.Люди не знали, как получить чистую питьевую воду для себя.

Очевидно, что проживание за пределами городских районов дает больший доступ к большему количеству источников пресной воды. Источники, реки и озера чаще встречаются в лесах Висконсина, чем в районах Бруклина. Однако затраты на электроэнергию для подачи этой воды в ваши дома и выбросы парниковых газов, которые обычно связаны с энергетическими затратами на транспортировку воды, обычно сопряжены с экологическими затратами.

Вода и гравитация

Если вы живете в сельской местности или в месте, где источник воды легко доступен, первое, о чем вы должны подумать, это как подвести воду к верху вашего участка, чтобы вы могли использовать гравитацию для подпитки дома. и остальная часть вашей земли или фермы. Если вы когда-либо пытались нести ведра с водой в гору, вы можете засвидетельствовать тот факт, что сила тяжести — безусловно, лучший способ перемещать воду, независимо от какого-либо внешнего источника энергии.

При использовании принципов пермакультуры для проектирования вашего ландшафта, одна из наиболее важных вещей, которые следует учитывать, связана с тем, как вы можете использовать силу тяжести для подачи воды в различные части вашей земли.Где вы разместите свой дом, где вы планируете построить небольшой пруд, где будут размещены ваши основные полевые культуры: все эти соображения неразрывно связаны с доступностью воды и тем, как она может перемещаться из одного места на ферме в другое. .

К сожалению, не на каждом участке есть обильный источник воды, протекающий через самую высокую часть земли, который может храниться и впоследствии перемещаться в другие части земли. Чаще вода имеет тенденцию попадать в нижние части суши, поскольку ручьи и ручьи вырезают овраги и перекаты, которые, как правило, ниже, чем наш идеальный участок для дома.В то время как многие люди соглашаются использовать насосы для перекачки этой воды в более высокие части земли, где ее легче распределять и использовать, гидроцилиндровый насос может предложить более «пермакультуральное» решение для доставки воды туда, где она вам нужна, без использования ископаемых. топливная энергия.

Что такое гидроцилиндровый насос?

Гидравлический поршневой насос — это способ перекачивать воду в гору, не полагаясь на электричество, бензин или любой другой вид энергии, загрязняющей окружающую среду. Гидравлический цилиндр — это автоматическое насосное устройство, которое использует энергию, содержащуюся в потоке воды, проходящей через него, для подъема небольшого объема воды на более высокую высоту.Для того, чтобы получить «подъемник», вам понадобится надежный источник воды, который опускается не менее чем на 3–5 футов в высоту при пересечении вашей земли.

Гидравлический насос работает, создавая скачок давления, который возникает при внезапной остановке движения воды из-за использования закрытых труб из ПВХ и обратных клапанов. Вода тяжелая и, если она устремляется вниз по системе трубопроводов, ее внезапно останавливает вертикальная труба из ПВХ с заглушкой. Обратный клапан захлопывается, по сути выталкивая меньшую трубу, выходящую из основной трубы.Эта меньшая труба — это то, что переносит воду вверх против силы тяжести, используя не что иное, как энергию, создаваемую текущей водой.

Хотя существует несколько различных мнений относительно того, как далеко и на какой высоте вы сможете перекачивать воду с помощью гидроцилиндрового насоса, по самым скромным оценкам соотношение составляет 1: 7. На каждый 1 фут падения (или головы), которое у вас есть, вы сможете поднять воду примерно на семь футов. Например, предположим, что вы строите небольшое водохранилище или небольшой водоем с плотиной на самой высокой точке того места, где поток впадает в вашу землю.Приводная труба вашего гидроцилиндра выходит из этого небольшого резервуара и опускается примерно на 10 футов из одной части вашей земли в другую. Этот десятифутовый перепад позволит вам качать воду на высоте почти 70 футов в сторону более высокой области вашей земли.

Возможности для поршневых насосов

Хотя гидроцилиндровые насосы могут работать не в каждой ситуации, но если у вас есть надежный источник воды, который нужно перемещать из нижней точки в высокую, нет лучшей технологии, которая бы не зависела от каких-либо ископаемых. топливная энергия.Хотя может показаться, что гидравлические насосы достигают невозможного, работая как мифический вечный двигатель, они являются невероятно полезными инструментами, позволяющими использовать энергию природы для перемещения воды туда, где она может быть наиболее полезной для вашего общего дизайна пермакультуры.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *