Эжекторы и их использование в насосном оборудовании.

Эжектор — это устройство, которое передаёт энергию быстро движущейся среды (газы или жидкости) среде с меньшей скоростью. Написал, прочитал и сам понял, что ничего не понятно. Давайте проще. В детстве мы часто развлекались тем, что держали в воздухе вишенки, дуя в специально приспособленный стебель одуванчика. В интернете масса иллюстраций того, как шарик от пинг понга уверенно «левитирует», если на него снизу дуть воздухом, например, из фена. Интуитивно нам кажется, что вишенка или шарик должны скатиться с получившейся воздушной «горки» и упасть, но этого не происходит. Причину такого странного поведения в далёком 1738 году объяснил Даниил Бернулли, в честь которого объяснение и назвали законом Бернулли. Дело в том, что при увеличении скорости потока, давление в потоке уменьшается. Таким образом давление в струе воздуха оказывается внезапно ниже, чем давление в окружающем поток неподвижном воздухе. Схематически это можно изобразить как на рисунке 1:

Соответственно, вокруг шарика образуются воздушные потоки, направленные к центру. На шарик как бы дует ветер одновременно со всех сторон, и образуется, если угодно, муфта, которая не даёт ему выпасть из потока.

Частным случаем закона Бернулли в действии является эжектор. На примере рисунка 2 рассмотрим принцип его работы. Среда №1 (например, воздух), проходя через сопло (1) ускоряется за счёт заужения выходного отверстия сопла. Проходя сквозь всасывающую камеру (2), она создаёт в камере область пониженного давления. Выше скорость = ниже давление. Низкое давление подтягивает в камеру через всасывающее отверстие (3) среду №2 (например, жидкую краску). В смесительной камере (4) воздух и краска смешиваются и, вылетая через диффузор (5), тормозят, создавая область повышенного давления. Ниже скорость = выше давление. Несложно догадаться, что мы сейчас разобрали устройство обычного краскопульта.

Однако принцип эжектора используется не только в краскопультах, а… да, много где используется. Но нас, как специалистов по водяным насосам интересует использование эжекторов в насосах. На них и обратим наше внимание.

Применительно к насосам эжекторы бывают двух видов: встроенные в корпус насоса и внешние. Встроенные или внутренние разберём сегодня, а внешние оставим на следующий раз.

Для начала предлагаю посмотреть на него и убедиться, что, несмотря на несколько иной вид, конструктивно это всё ещё классический эжектор, и работает он всё по тому же принципу. При включении насоса крыльчатка (7) начинает вращаться, отбрасывая воду от центра к краям лопастей. Появившееся избыточное давление через специальные зазоры в эжекторе (6) выдавливает воду в рабочую камеру насоса (движение воды от крыльчатки показано на рисунке красными стрелками). Этот поток воды в поисках выхода частично выходит наружу через выходное отверстие (1), а частично, будучи втянутым в сопло (4), становится эжектирующей средой и стремится обратно к крыльчатке. За счёт заужения в сопле поток воды ускоряется и создаёт разрежение внутри всасывающей камеры эжектора (3), которое в свою очередь втягивает воду из скважины через входное отверстие (2). Эта вода является эжектируемой средой и отмечена на рисунке синими стрелками. В смесительной камере (5) потоки смешиваются и вода в уже большем количестве через диффузор вновь подаётся к крыльчатке, дополнительно увеличивая давление за счёт уменьшения скорости (). Цикл замыкается.

Что даёт применение эжектора в насосе?

Во-первых насосы с эжектором создают лучшее разрежение и, как следствие, способны втягивать воду с большей глубины. Так насосы без эжектора (да-да, такие насосы бывают) уверенно поднимают воду с глубины до 5-6 метров и с большим трудом до 7 метров в то время, как насосы с эжектором уверенно преодолевают 6-7 метров, а в отдельных случаях могут поднять воду с глубины до 9 метров.

Во-вторых насосы с эжектором меньше боятся воздуха, и запускать их в первый раз гораздо легче. Кроме этого такие насосы допускают установку обратного клапана на выходе из скважины, что особенно важно при использовании абиссинских скважин, на которых зачастую просто нет возможности установить клапан ниже уровня воды.