При монтаже системы с внешним эжектором ее основные составляющие — скважина, насос и эжектор — могут размещаться друг от друга на расстоянии до 20-40 м. Дополнительными элементами такой станции являются рециркуляционная труба для соединения насоса и эжектора и накопительный бак поддержания постоянного напора воды для системы рециркуляции.

На эффективности работы насосной станции такой состав элементов не сказывается, но предоставляет возможность для более рационального устройства участка.

Использование самодельного внешнего варианта

Проблему отсутствия эжектора можно решить заменой имеющегося насоса на другой, со встроенным эжектором, что повлечет дополнительные затраты средств и времени. Более экономичным вариантом будет изготовление несложного по конструкции устройства внешнего типа своими руками и установка его в существующую схему водоснабжения.

Собственноручная сборка эжектора

Для изготовления простейшего эжекторного устройства понадобятся всегда имеющиеся под рукой или в продаже сантехнические фитинги — тройник с внутренней резьбой, муфты и отводы.

Основным элементом служит неравнопроходной тройник, в нижнюю часть которого вставляется штуцер с наружной резьбой. При установке штуцера необходимо обеспечить, чтобы он не доходил до верхнего края тройника на 2-3 мм. Для этого при необходимости он дорабатывается подпиливанием или наращиванием полиэтиленовой трубкой. Штуцер будет играть роль сопла, поэтому от точности его установки зависят разрежение в корпусе тройника и напор воды на выходе.

К верхней части тройника через переходник подсоединяется полиэтиленовая труба для подачи воды в систему. На резьбе нижней части, кроме штуцера, устанавливается отвод для подачи рециркуляционной воды от насоса. Для забора воды из скважины или колодца используется боковой патрубок тройника с присоединенной через отвод полиэтиленовой трубкой. Его диаметр должен быть меньше, чем по основному проходу фитинга.

Что касается размеров, то для изготовления эжектора, обеспечивающего водоснабжение небольшого дома или дачи, достаточным будет использование тройника на ¾» с боковым штуцером на ¾» и внутреннего штуцера с диаметром 12 мм.

Порядок подключения труб

Для подключения к смежным элементам системы можно использовать полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Подсоединенная к боковому патрубку труба с установленными обратным клапаном и фильтром должна иметь достаточную для погружения в скважину длину, ее крепят в первую очередь.

К нижнему концу устройства с зауженным штуцером присоединяют трубопровод рециркуляции, соединенный с емкостью для воды и необходимый для создания обратного потока.

Верхняя часть эжектора подключается через трубопровод к поверхностному насосу, на этом сборка самодельной эжекторной установки завершена.

https://www.youtube.com/watch?v=x4zICtMBRFY

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Для первичного запуска системы со смонтированным эжектором ее элементы, включая все подсоединенные трубопроводы, должны быть развоздушены и заполнены водой. У насоса для его заполнения имеется специальный штуцер. Стартовый запуск насоса выполняют при закрытом вентиле на его напоре для развоздушивания и полного заполнения трубопроводов, время работы не должно превышать 10-20 секунд. Открытием крана стравливают воздух из системы, при необходимости выполняют несколько циклов операции до заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.

Затем гидроаккумулятор через расходные краны системы полностью сливается, а насос при пустой гидроемкости должен перейти в автоматический режим работы и включиться для ее заполнения. Если этого не происходит, то при соединении труб или заполнении были допущены ошибки — негерметичность соединения привела к подсосу воздуха или засорился обратный клапан на заборе воды. В этом случае необходимо повторить все перечисленные операции и выполнить повторный запуск системы.

принцип работы и устройство эжекторного насоса

Эжектор – что это такое? Данный вопрос часто возникает у владельцев загородных домов и дач в процессе обустройства автономной системы водоснабжения. Источником поступления воды в такую систему, как правило, является предварительно пробуренная скважина или колодец, жидкость из которых необходимо не только поднять на поверхность, но и транспортировать по трубопроводу. Для решения таких задач используется целый технический комплекс, состоящий из насоса, набора датчиков, фильтров и водяного эжектора, устанавливаемого в том случае, если жидкость из источника необходимо откачивать с глубины, превышающей десять метров.

Эжектор водоструйный с фланцевыми соединениями

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

Паровые

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

Пароструйные

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Газовые

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

• камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
• смесительный узел;
• диффузор;
• сопло, поперечное сечение которого сужается.

Устройство выносного эжектора

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Если правильно подобрать форму трубы и скорость потока, то в отвод, расположенный в суженной части, будет засасываться воздух или жидкость

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

• Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
• Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
• За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Подключение насоса с внешним эжектором

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

• минимум места, необходимого для установки;
• хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
• отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Центробежный насос с встроенным эжектором

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Насос с внешним эжектором

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров. При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

• тройник с внутренней резьбой;
• штуцер;
• муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.

Оценка статьи:

Поделиться с друзьями:

Эжектор – что это такое и как это работает? Эжектор

Эжектор – что это такое и как это работает? Точный ответ на этот вопрос знает любой инженер гидравлик, понимающий суть превращения энергии подмешиваемой струи в давление в трубопроводе. Непосвященным в тонкости инженерного дела потребителям воды из скважины достаточно понимания того факта, что этот узел напорного оборудования позволяет насосу качать воду с глубин более 15-20 метров. Но если вы хотите собрать эжектор своими руками, усовершенствовав свой насос, то вам понадобится понимание сути этого прибора фактически на инженерном уровне. И эта статья поможем вам разобраться с тем, что представляет собой эжектор, как он работает и как собрать подобный узел своими силами.

Что такое эжектор и как он работает?

С точки зрения физики процесса эжектор – это типичный выбрасыватель, нагнетающий давление в канале трубопровода. Он работает в паре с отсасывающим насосом, отбирающим воду из скважины или колодца.

Суть работы данного узла заключается во вбрасывании в трубопровод или рабочую камеру насоса струи жидкости, разгоняемой до высокой скорости. Причем разгон осуществляется за счет прохождения по плавно сужающемуся участку. Благодаря разнице скоростей движения основного потока и подмешиваемой струи в камере узла создается область разрежения, повышающего силу всасывания в трубопроводе.

По этому принципу работает и эжектор воздушный, и выбрасыватель жидкостной среды, и газо-жидкостной узел. В физике механику работы подобных узлов описывает закон Бернулли, сформулированный в 18 веке. Однако первый рабочий эжектор удалось собрать только в 19 веке, а точнее в 1858 году.

Эжекторный насос – принцип действия и ожидаемая выгода

Современные выбрасыватели разгоняют давление в трубопроводе, потребляя около 12 процентов объема прокачиваемого потока. То есть, если по трубе пойдет 1000 литров в час, то для эффективной работы эжектора потребуется выброс на уровне 120 л/час.

В насосе поддерживается следующий принцип работы эжектора:

• В трубу за насосом врезают отвод.
• Воду с этого отвода подают на циркуляционный патрубок эжектора.
• Всасывающий патрубок эжектора соединяют с трубой, опущенной в колодец, а напорный патрубок – с входом в рабочую камеру насоса.
• На опущенную в колодец трубу обязательно монтируют обратный клапан, блокирующий движение воды вниз.
• Подаваемый на циркуляционный патрубок поток движется с большой скоростью, создавая разрежение в зоне всасывания эжектора. Под действием этого разрежения увеличивается сила всасывания (подъема воды) и давление в трубопроводе, подключаемом к насосу.

Оснащаемый эжектором насос начинает отбирать воду из колодца глубиной более 7-8 метров. Без выбрасывателя этот процесс невозможен в принципе. Лишенный данного узла агрегат отсасывающего типа способен поднимать воду только в глубины 5-7 метров. А эжекторный насос качает воду даже с глубины 45 метров. При этом эффективность работы такого напорного оборудования зависит от разновидностей примененных выбрасывателей.

Разновидности эжекторов – классификация по месторасположению

Эжектор, принцип действия которого мы описали выше, монтируется только на поверхностные насосы. Причем существует две схемы монтажа:

• Внутреннее размещение – это когда выбрасыватель встраивается в кожух насоса или где-то поблизости.
• Внешнее размещение – в этом случае выбрасыватель монтируется в колодце, куда помимо основного трубопровода проводится еще и циркуляционная ветка.

Внутренний эжектор для насоса дает 100% гарантии безопасной эксплуатации выбрасывателя. В этом случае он защищен от заиливания и механических повреждений. Кроме того, внутренний монтаж сокращает длину циркуляционного трубопровода. Самый большой недостаток данной схемы – незначительный прирост глубины всасывания. Внутренний эжектор – что это такое, и какие дает выгоды, мы уже объяснили выше – позволяет поверхностному насосу качать воду только с глубины 9-10 метров. Ни о каких 15-40 метрах тут можно и не мечтать. А еще вас будет преследовать шум биения воды, распространяемый корпусом встроенного оборудования.

Внешний эжектор для обещает такие выгоды, как практически бесшумную работу (источник биения находится в скважине) и генерацию значительного разрежения, достаточного для подъема воды из скважины глубиной до 45 метров. К досадным недостаткам данной схемы относятся, во-первых, падение эффективности работы напорного оборудования примерно на треть, во-вторых, необходимость монтажа первичных фильтров, регулирующих частоту потока (такой узел боится заиливания).

Однако если вы собрались конструировать эжектор своими руками, то наиболее доступным вариантом будет именно внешний узел. Именно его мы и рассмотрим ниже по тексту.

Самостоятельное изготовление: пошаговая инструкция

Если вы решили сделать эжектор своими руками – чертежи вам не понадобятся, поскольку упрощенную модель внешнего узла можно собрать из стандартных тройников, штуцеров и фитингов и уголков для водопровода. Причем в качестве рабочих инструментов можно будет использовать только два разводных ключа, а из расходных материалов вам пригодится только ФУМ-лента.

Полный список деталей для самодельного выбрасывателя выглядит следующим образом:

• Штуцер с наружной резьбой и ершиком для монтажа шлангов. Он сыграет роль сопла, из которого выбрасывается высокоскоростной поток воды.
• Тройник с внутренней резьбой, диаметр которой должен совпадать с наружной нарезкой штуцера. Этот элемент будет использоваться как корпус.
• Три уголка с резьбовыми и цанговыми торцами. С их помощью можно упорядочить прокладку циркуляционного, всасывающего и напорного трубопроводов.
• Два или три цанговых или обжимных фитинга, с помощью которых обеспечивают подключение трубопроводов. Причем последний вариант требует использования дополнительного инструмента – обжимного ключа

Сам процесс сборки начинается с подготовки штуцера. С него стачивают шестигранник, выступающий над резьбовым торцом. Далее обработанный штуцер вкручивают в тройник со стороны сквозного канала, получая основу для циркуляционного патрубка. При этом торец с ершиком (штуцера) не должен выходить за границы тройника. Если это произошло, то его придется спилить.

Для завершения монтажа циркуляционного патрубка в тройник, вслед за штуцером, вкручивают сгон уголка с резьбовыми торцами, после чего на свободную часть данного элемента накручивают еще один уголок, получая U-образную петлю с окончанием-фитингом. Именно к этому фитингу будет крепиться циркуляционная труба от насоса.

Следующий шаг – подготовка напорного торца. Для этого в свободный сквозной торец тройника (он расположен над обустроенным циркуляционным отводом) вкручивают фитинг с наружным резьбовым окончанием и цангой. К этой цанге будет крепиться труба от эжектора в насос.

Последний этап – обустройство всасывающего торца. В этом случае мы просто вкручиваем в боковой отвод тройника фитинг-уголок с наружной резьбой и цанговым зажимом на другом торце. Причем цанга должна смотреть вниз, в сторону циркуляционного патрубка. И к этому фитингу будет крепиться всасывающая труба, уложенная до дна колодца.

Секреты успеха – как повысить эффективность самодельной конструкции

Во-первых, диаметр циркуляционной трубы должен быть в два раза меньше габаритов напорной и всасывающей линии. Благодаря этому поток получит высокую скорость еще на подходе к штуцеру, заменившему сопло.

Во-вторых, всасывающую трубу лучше не опускать к самому дну колодца – она должна располагаться на хотя бы метровом удалении. А еще лучше – на расстоянии 1, 5 метра от дна. Так можно избежать заиливания.

В-третьих, на торец всасывающей трубы нужно навернуть обратный клапан, отсекающий слив воды вниз, а за клапаном будет нелишним поставить грубый сетчатый фильтр. Благодаря этому повышается КПД эжекторов и уменьшается риск заиливания конструкции.

Эжектор – что это такое? Данный вопрос часто возникает у владельцев загородных домов и дач в процессе обустройства автономной системы водоснабжения. Источником поступления воды в такую систему, как правило, является предварительно пробуренная скважина или колодец, жидкость из которых необходимо не только поднять на поверхность, но и транспортировать по трубопроводу. Для решения таких задач используется целый технический комплекс, состоящий из насоса, набора датчиков, фильтров и водяного эжектора, устанавливаемого в том случае, если жидкость из источника необходимо откачивать с глубины, превышающей десять метров.

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

Паровые

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Пароструйные

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Газовые

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

• камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
• смесительный узел;
• диффузор;
• сопло, поперечное сечение которого сужается.

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

• Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
• Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
• За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

• минимум места, необходимого для установки;
• хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
• отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров. При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

• тройник с внутренней резьбой;
• штуцер;
• муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

Эжектор — устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой.
Насос – это исполнительный механизм, преобразующий механическую энергию двигателя (привода) в гидравлическую энергию потока жидкости. Насос, приводимый в действие двигателем, сообщается с емкостями двумя трубопроводами: всасывающим (приемным) и нагнетательным (отливным).
По принципу действия судовые насосы делятся на три группы: объемные (вытеснения), лопастные и струйные. Струйные насосы не имеют движущихся деталей и создают разность давлений с помощью рабочей среды: жидкости, пара или газа, подаваемых к насосу под давлением. К этим насосам относятся эжекторы и инжекторы.
Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом всасывающим патрубком, называют эжекторами. У эжекторов рабочий напор выше полезного, то есть. Эжекторы делятся на водяные – для осушения, паровые – для отсоса воздуха и создания вакуума в конденсаторах, испарителях и т.д.
Струйные насосы, соединенные с обслуживаемым объектом нагнетательным патрубком, называются инжекторами. У инжекторов соотношение напоров обратное, то есть полезный напор выше рабочего. К инжекторам относятся паровые струйные насосы для подачи питательной воды в парогенераторы.
На рисунке 1 изображен водоструйный водоотливной эжектор типа ВЭЖ.
Корпус 3 эжектора, сварной из листовой меди, имеет форму диффузора с угловым всасывающим патрубком 7, отверстие которого закрывается колпачком 6 с цепочкой. Слева в корпус вставлено латунное сопло 2, имеющее форму сходящейся насадки с полугайкой «шторца» 1 для присоединения гибкого шланга, по которому к эжектору подводится рабочая вода. Для присоединения к эжектору отводящего шланга служит полугайка шторца 4, расположенная на выходном конце нагнетательного патрубка 5. Такое соединение обеспечивает работу переносных эжекторов, которые устанавливают на резьбе палубных втулок, сообщающихся с помощью трубок с отсеками или трюмами, требующими осушения.

Рис. 1 Водоструйный эжектор типа ВЭЖ

Эжектор работает следующим образом: рабочая вода обычно из пожарной магистрали подается под давлением к соплу. Из выходного узкого сечения сопла вода поступает с большой скоростью в так называемую камеру смешения, при этом давление понижается. Проходя по узкому сечению диффузора («горлу»), вода увлекает за собой воздух и создает разрежение в камере смешения, которое обеспечивает поступление жидкости из всасывающего патрубка 7. Благодаря трению и в результате обмена импульсами всасываемая вода смешивается, захватывается и перемещается вместе с рабочей. Смесь поступает в расширяющуюся часть диффузора, где кинетическая энергия (скорость) снижается и за счет этого возрастает статический напор, способствующий нагнетанию жидкостной смеси через патрубок 5 в нагнетательный трубопровод и за борт. Подачу эжектора можно регулировать путем ввертывания или вывертывания сопла.
На рисунке 2 изображен пароструйный инжектор, используемый для питания паровых котлов.
К патрубку 1 инжектора подводится рабочий пар из котла. Клапан 2 открывается поворотом рукоятки 10. Пар, проходя через паровое сопло 9, приобретает большую скорость за счет снижения давления. При этом он увлекает с собой частицы воздуха и создает разрежение, обеспечивающее поступление в насос питательной воды через патрубок 3. Поступившая вода, смешиваясь с паром, конденсирует его. Уменьшение объема повышает вакуум в камере смешения 4, обеспечивающий непрерывное всасывание питательной воды в инжектор. Смесь конденсата и воды поступает через диффузор 6 к невозвратному клапану 5, прикрывающему вход в питательный трубопровод котла. В результате перехода части кинетической энергии смеси в давление клапан открывается и горячая вода поступает в паровой котел.

Рис. 2 Пароструйный инжектор

Если давление нагнетания перед клапаном 5 будет меньше давления в котле, то клапан не откроется. В этом случае водяная смесь в камере 7 отожмет вестовой клапан и через отверстие 8 будет выливаться наружу.
Когда давление станет достаточным для открытия клапана 5, давление в камере 7 понизится и вестовой клапан под действием пружины закроется, предотвращая поступление воды наружу. Паровые инжекторы имеют простое устройство и обеспечивают подачу в паровой котел горячей питательной воды, но малопроизводительны и неэкономичны.
Отсутствие в струйном насосе движущихся деталей обеспечивает перекачивание жидкости с различными механическими включениями, что используется на судах рыбной промышленности для перекачивания пульпы, то есть смеси рыбы с водой насосами-эрлифтами или гидроэлеваторами. В отличие от центробежных рыбонасосов эрлифты при перекачивании пульпы не повреждают рыбу.В качестве рабочей среды в эрлифтах используется сжатый воздух, который, перемешиваясь с водой, создает ей пониженную плотность.
Основной недостаток струйных насосов – низкий КПД, обычно не превышающий, у эрлифтов.

Эжектор — это приспособление, которое предназначается для того, чтобы передавать кинетическую энергию от одной среды, движущейся с большей скоростью, к другой. В основе работы этого устройства лежит принцип Бернулли. Это значит, что агрегат способен создавать пониженное давление в сужающемся сечении одной среды, что, в свою очередь, будет вызывать подсос в поток другой среды. Таким образом, она переносится, а после и удаляется от места всасывания первой среды.

Общие сведения о приспособлении

Эжектор — это небольшое, но очень эффективное устройство, которое работает в паре с насосом. Если говорить о воде, то, естественно, что используется водяной насос, однако он также может работать в паре и с паровым, и с паромасляным, и с парортутным, и с жидкостно-ртутным.

Применение этого оборудования целесообразно в том случае, если водоносный слой залегает довольно глубоко. В таких ситуациях чаще всего случается так, что обычное насосное оборудование не справляется с обеспечением дома водой или же подает слишком слабый напор. Эжектор же поможет решить данную проблему.

Виды

Эжектор — это довольно распространенное оборудование, а потому существует несколько разнообразных видов этого устройства:

• Первый — это паровой. Он предназначается для отсасывания газов и замкнутых пространств, а также для поддержания разрежения в этих пространствах. Применение этих агрегатов распространено в разнообразных технических отраслях.
• Второй — это пароструйный. Этот аппарат использует энергию струи пара, при помощи которой он способен отсасывать жидкость, пар или газ из замкнутого пространства. Пар, который выходит из сопла с большой скоростью, влечет за собой перемещаемое вещество. Чаще всего использовался на различных судах и кораблях для быстрого отсоса воды.
• Газовый эжектор — это приспособление, принцип работы которого построен на том, что избыточное давление высоконапорных газов применяется для сжатия газов низкого давления.

Эжектор для отсоса воды

Если говорить о добыче воды, то тут чаще всего используется эжектор для насоса водяного. Все дело в том, что если после вода оказывается ниже, чем семь метров, то обычный водяной насос будет справляться с большим трудом. Конечно, можно покупать сразу погружной насос, производительность которого значительно выше, однако это дорого. А вот при помощи эжектора можно повысить мощность уже имеющегося агрегата.

Стоит отметить, что конструкция данного устройства довольно проста. Производство самодельного приспособления также остается вполне реальной задачей. Но для этого придется потрудиться над чертежами для эжектора. Основной принцип работы этого простого аппарата заключается в том, что он придает потоку воды дополнительное ускорение, что приводит к увеличению поставок жидкости в единицу времени. Другими словами, задача агрегата — это усиление напора воды.

Составные элементы

Установка эжектора приведет к тому, что оптимальный уровень забора воды сильно увеличится. Показатели будут примерно равны от 20 до 40 метров в глубину. Еще один из плюсов именно этого устройства в том, что его работа требует гораздо меньших затрат электроэнергии, чем потребует, к примеру, более производительный насос.

Сам же насосный эжектор состоит из таких частей, как:

• всасывающая камера;
• диффузор;
• зауженное сопло.

Принцип работы

Принцип работы эжектора полностью основан на принципе Бернулли. Это утверждение гласит о том, что, если увеличить скорость движения какого-либо потока, то вокруг него всегда будет образовываться область с низким давлением. Из-за этого и достигается такой эффект, как разряжение. Сама же жидкость будет проходить через сопло. Диаметр этой детали всегда меньше, чем габариты всей остальной конструкции.

Тут важно понимать, что даже небольшое сужение будет значительно ускорять поток поступающей воды. Далее вода будет попадать в камеру смесителя, где она создаст пониженное давление. Из-за возникновения этого процесса будет происходить так, что через всасывающую камеру в смеситель будет попадать жидкость, давление которой будет значительно выше. Это и есть принцип эжектора, если описывать его вкратце.

Здесь важно отметить, что вода в устройство должна попадать не от непосредственного источника, а от самого насоса. Другими словами, агрегат должен быть смонтирован таким образом, чтобы некоторая часть воды, которая поднимается при помощи насоса, оставалась в самом эжекторе, проходя через сопло. Это необходимо для того, чтобы была возможность подачи постоянной кинетической энергии той массе жидкости, которую нужно поднять.

Благодаря работе именно таким образом будет поддерживаться постоянное ускорение потока вещества. Из преимуществ можно выделить то, что использование эжектора для насоса позволит экономить большое количество электроэнергии, так как станция не будет работать на пределе.

Тип устройства для насоса

В зависимости от места может быть встроенный или выносной тип. Огромной конструктивной разницы между местами установки не имеется, однако некоторые небольшие отличия все же дадут о себе знать, так как немного изменится монтаж самой станции, а также ее работоспособность. Конечно, понятно из названия, что встроенные эжекторы устанавливаются внутрь самой станции или же в непосредственной близости от нее.

Такой тип агрегата хорош тем, что не придется выделять дополнительное место для его установки. Сам монтаж эжектора также не придется проводить, так как он уже встроен, нужно будет установить лишь саму станцию. Еще одно преимущество такого устройства в том, что оно будет очень хорошо защищено от различного рода загрязнений. Недостатком станет то, что такой тип аппарата будет создавать достаточно много шума.

Сравнение моделей

Выносное же оборудование установить будет несколько сложнее и придется выделить отдельное место для его расположения, однако количество шума, к примеру, значительно уменьшится. Но тут есть другие недостатки. Выносные модели способны обеспечить эффективную работу лишь на глубине до 10 метров. Встроенные модели изначально рассчитываются на не слишком глубокие источники, но преимущество в том, что они создают довольно мощный напор, что приводит к более эффективному использованию жидкости.

Создаваемой струи вполне хватит не только для бытовых нужд, но еще и для таких операций, как полив, к примеру. Повышенный уровень шума от встроенной модели — это одна из наиболее существенных проблем, о которой придется позаботиться. Чаще всего она решается тем, что вместе с эжектором устанавливается в отдельном здании или в кессоне скважины. Также придется озаботиться более мощным электродвигателем для таких станций.

Подключение

Если говорить о подключении выносного эжектора, то придется выполнить такие операции:

• Прокладка дополнительной трубы. Данный объект необходим для того, чтобы обеспечить циркуляцию воды от линии напора до водозаборной установки.
• Второй шаг — это подсоединение к всасывающему отверстию водозаборной станции специального патрубка.

А вот подключение встроенного агрегата ничем не будет отличаться от обычного процесса монтажа насосной станции. Все необходимые процедуры по подсоединению нужных труб или патрубков осуществляются еще на заводе.

Рабочий процесс эжектора сводится к следующему. Высоко­напорный (эжектирующий) газ, имеющий полное давление ,вытекает из сопла в смесительную камеру. При стационарном режиме работы эжектора во входном сечении смесительной камеры устанавливается статическое давление которое всегда ниже полного давления низконапорного (эжектируемого) газа .

Под действием разности давлений низконапорный газ устремляется в камеру. Относительный расход этого газа, на­зываемый коэффициентом эжекции
, зависит от пло­щадей сопел, от плотности газов и их начальных давлений, от режима работы эжектора. Несмотря на то, что скорость эжек­тируемого газа во входном сечении обычно меньше скоростиэжектирующего газа , надлежащим выбором площадей сопел иможно получить сколь угодно большое значение коэф­фициента эжекции n.

В камеру смешения эжектирующий и эжектируемый газы входят в виде двух раздельных потоков: в общем случае они мо­гут различаться по химическому составу, скорости, температуре и давлению. Смешение потоков означает, в конечном счете, выравнивание параметров газов по всему сечению камеры.

Весь процесс смешения можно условно разделить на два этапа — начальный и основной. Соответственно выделяются два участка смесительной камеры (рис. 5). Течение в начальном участке камеры смешения с известным приближением можноуподобить турбулентной струе, движущейся в спутном потоке. Ввиду наличия поперечных пульсационных компонентов скорости, свойственных турбулентному движению, потоки внедряются друг в друга, образуя постепенно уширяющуюся зону смеше­ния — пограничный слой струи. В пределах пограничного слоя происходит плавное изменение параметров газовой смеси от значений их в эжектирующем газе до значений в эжектируемом газе. Вне пограничного слоя в начальном участке камеры сме­шения имеются невозмущенные потоки эжектируемого и эжектирующего газов.

В начальном участке камеры частицы эжектируемого газа непрерывно захватываются высоконапорной струей и увлекаютсяею в зону смешения. Благодаря этому и поддерживается разрежение на входе в смесительную камеру, которое обеспечивает втекание низконапорного газа в эжектор.

В зависимости относительных размеров эжектора с удалением от сопла последовательно исчезают обе зоны невозмущенного течения газов; так, на рис. 5 первым ликвидируется ядро эжектирующей струи.

На некотором расстоянии от сопла, в сечении Г — Г, называемом граничным сечением, пограничный слой струи заполняет все сечение смесительной камеры. В этом сечении уже нет областей невозмущенных течений, однако параметры газа существенно различны по радиусу камеры. Поэтому и после гранич­ного сечения в основном участке смесительной камеры продол­жается выравнивание параметров потока по сечению. В конеч­ном сечении камеры, отстоящем в среднем на расстоянии 8 — 12 диаметров камеры от начального сечения, получается доста­точно однородная смесь газов, полное давление которойбольше превышает полное давление эжектируемого газа , чем меньше коэффициент эжекции п. Рациональное проектирование эжектора сводится к выбору таких его геометрических размеров, чтобы при заданных начальных параметрах и соотношении рас­ходов газов получить наивысшее значение полного давления смеси, либо при заданных начальных и конечном давлениях по­лучить наибольший коэффициент эжекции.

Рис. 5. Изменение поля скоростей по длине камеры смешения.

Описанная выше схема процесса смешения газов в эжекторе при дозвуковых скоростях принципиально ничем не отличается от процесса смешения несжимаемых жидкостей в жидкостном эжекторе. Как будет показано ниже, даже при больших докритических отношениях давлений не только качественные законо­мерности, но и многие количественные зависимости между пара­метрами газового эжектора практически не отличаются от со­ответствующих данных жидкостного эжектора.

Качественно новая картина течения наблюдается при сверх­критических отношениях давлений в сопле. При дозвуковом ис­течении давление газа на выходе из сопла равно давлению в ок­ружающей среде, другими словами, статические давления газов на входе в камеру смешения р 1 и р 2 одинаковы. При звуковом или сверхзвуковом истечении эжектирующего га­за давление на срезе соп­ла может существенно от­личаться от давления эжектируемого газа.

Если сопло эжекти­рующего газа выполненонерасширяющимся, то при сверхкритическом отношении давлений стати­ческое давление на срезесопла превышает давление в окружающей среде — эжектируемом газе.

Рис. 6. Схема течения в начальном участке камеры смешения при сверхкритическом отношении давлений в сопле

Поэтому после выхода изсопла А струя эжектитирующего газа В (рис. 6),движущаяся со скоростью звука
, продолжает расширяться, скорость ее становится сверхзвуковой, а площадь сечения — большей, чем площадь вы­ходного сечения сопла.

Точно так же ведет себя сверхзвуковая эжектирующая струя, вытекающая из сопла Лаваля, если в эжекторе применено сверхзвуковое сопло с неполным расширением. В этом случае ско­рость газа на срезе сопла соответствует
, где
-расчетная величина скорости для данного сопла Лаваля, опре­деляющаяся отношением площадей выходного и критическогосечений.

Таким образом, при отношениях давлений, больших расчетного для данного сопла, эжектирующий газ в начальном уча­стке смесительной камеры представляет собой расширяющуюся сверхзвуковую струю. Поток эжектируемого газа на этом участке движется между границей струи и стенками камеры. Так как скорость эжектируемого потока в начальном участке дозвуковая, то при течении по суживающемуся «каналу» поток ускоряется, и статическое давление в нем падает.

При дозвуковом истечении эжектирующей струи наибольшее разрежение, и максимальные скорости потоков достигались во входном сечении камеры. В данном случае минимальная вели­чина статического давления, и максимальная скорость эжектируемого потока достигаются в сечении 1″, находящемся на некоторомрасстоянии от сопла, там, где площадь расширяющейсясверхзвуковой струи становится наибольшей. Это сечение принято называть сечением запирания.

Особенностью сверхзвуковой струи является то, что смеше­ние ее с окружающим потоком на этом участке проходит зна­чительно менее интенсивно, чем смешение дозвуковых потоков. Это связано с тем, что сверхзвуковая струя обладает повышен­ной устойчивостью по сравнению с дозвуковой струей, и размы­вание границ такой струи происходит слабее. Физические основы этого явления легко уяснить на следующем примере (рис. 7).

Рис. 7. Схема силового воздействия газа на тело, искривляющее границу дозвукового (а) и сверхзвукового (б) потоков.

Если граница дозвукового потока в силу какой-либо причины (например, воздействия частиц газа спутного потока) искривлена, то в этом месте из-за уменьшения площади сечения уменьшается статическое давление и возникает сила внешнего давления, увеличивающая начальную деформацию границы: при взаимодействии с окружающей средой дозвуковая струя «втягивает»частицы внешнего потока и граница ее быстро размывается. В сверхзвуковом (относительно внешней среды) потоке аналогичное искривление границы и уменьшение сечения приводит к росту давления; возникающая сила направлена не внутрь, а наружу потока и стремится восстановить исходное положениеграницы струи, выталкивая частицы внешней среды.

Интересно отметить, что это различие в свойствах дозвуковой и сверхзвуковой струй можно наблюдать буквально на ощупь. Дозвуковая струя втягивает внутрь поднесенный к границе легкий предмет, сверхзвуковая струя на расстоянии нескольких калибров от сопла имеет «жесткую» границу; при попытке ввести в струю извне какой-либо предмет ощущается заметное сопротивление резко выраженной границы струи.

Рис. 8. Шлирен — фотография потока в камере смеше­ния плоского эжектора при дозвуковом режиме истече­ния газа из сопла;
,
, р 1 =р 2 .

Рис. 9. Шлирен — фотография потока в камере смеше­ния плоского эжектора при сверхкритическом отно­шении давлений в сопле П 0 =3,4.

На рис. 8 и 9 приведены фотографии течения в начальном участке смесительной камеры при дозвуковом и сверхзвуковом истечении эжектирующей струи. Фотографии получены на пло­ской модели эжектора, режим изменялся путем увеличения пол­ного давления эжектирующего газа перед соплом при по­стоянном давлении эжектируемого газа и постоянном давлениина выходе из камеры.

На фотографиях видно различие между двумя рассмотрен­ными режимами течения в начальном участке камеры.

При анализе процессов и расчете параметров эжектора на сверхкритических отношениях давлений в сопле будем пола­гать, что до сечения запирания (рис. 6) эжектирующий и эжектируемый потоки текут раздельно, не смешиваясь, а интенсивное смешение происходит за этим сечением. Это весьма близко к действительной картине явления. Сечение запирания является характерным сечением начальногоучастка смешения, а параметры потоков в нем, как будет показано ниже, существенно влияют на рабочий процесс и параметры эжектора.

С удалением от сопла граница между потоками размывается, сверхзвуковое ядро эжектирующей струи уменьшается, происходит постепенное выравнивание параметров газа по сечениюкамеры.

Характер смешения газов в основном участке смесительной камеры практически такой же, как и при докритических отношениях давлений в сопле, скорость смеси газов в широком диапазоне начальных параметров газов остается меньшей скоростизвука. Однако при увеличении отношения начальных давлений газов сверх некоторой определенной для каждого эжектора величины поток смеси в основном участке камеры стано­вится сверхзвуковым и может остаться сверхзвуковым до конца смесительной камеры. Условия перехода от дозвукового к сверх­звуковому режиму течения смеси газов, как будет показано ниже, тесно связаны с режимом течения газов в сечении запи­рания.

Таковы особенности протекания процесса смешения газов при сверхкритических отношениях давлений газов в эжектирующем сопле. Заметим, что под отношением давлений в сопле мыподразумеваем отношение полного давления эжектирующего газа к статическому давлению эжектируемого потока вовходном сечении смесительной камеры , которое зависит отполного давления и приведенной скорости .

Чем больше , тем больше (при постоянном отношении полных давлений газов) отношение давлений в сопле:

Здесь
— известная газодинамическая функция.

Таким образом, сверхкритический режим истечения эжекти­рующего газа из сопла может существовать и тогда, когда отношение начальных полных давлений газов
ниже критического значения.

Независимо от особенностей течения газов при смешении происходит выравнивание скорости газов по сечению камеры путемобмена импульсами между частицами, движущимися с большей и меньшей скоростью. Этот процесс сопровождается потерями. Помимо обычных гидравлических потерь на трение о стенки сопел и камеры смешения, для рабочего процесса эжекторахарактерны потери, связанные с самим существом процессасмешения.

Определим изменение кинетической энергии, происходящее при смешении двух газовых потоков, секундный массовый расход и начальная скорость которых равны соответственно G 1 , G 2 , и . Если предположить, что смешение потоков происходит припостоянном давлении (это возможно либо при специальной про­филировке камеры, либо при смешении свободных струй), токоличество движения смеси должно быть равно сумме начальных количеств движения потоков:

Кинетическая энергия смеси газов равна

Легко убедиться, что эта величина меньше суммы кинетических энергий потоков до смешения, равной

на величину

. (2)

Величина
представляет собой потери кинетической энергии, связанные с процессом смешения потоков. Эти потери аналогичны потерям энергии при ударе неупругих тел. Независимо от температуры, плотности и других параметров потоков потери, как показывает формула (2), тем больше, чем больше разностьскоростей смешивающихся потоков. Отсюда можно сделать вы­вод, что при заданной скорости эжектирующего газа и задан­ном относительном расходе эжектируемого газа
(коэффициенте эжекции) для получения наименьших потерь, т. е. наибольшей величины полного давления смеси газов, желательноувеличивать так, чтобы возможно более приблизить скоростьэжектируемого газа к скорости эжектирующего газа при входе в камеру смешения. Как увидим ниже, это действительно приводит к наивыгоднейшему протеканию процесса смешения.

Рис. 10. Изменение статического давления по длине камеры смешения при дозвуковом течении газов.

При смешении газов в цилиндрической смесительной камере эжектора статическое давление газов не остается постоянным. Для того чтобы определить характер изменения статического давления в цилиндрической смесительной камере, сравним параметры потока в двух произвольных сечениях камеры 1 и 2, находящихся на различном расстоянии от начала камеры (рис. 10). Очевидно, что в сечении 2, находящемся на больше расстоянии от входного сечения камеры, поле скоростей более равномерно, чем в сечении 1. Если принять, что для обоих сечений
(для основного участка камеры, где статическое давление изменяется незначительно, это приближенносоответствует действительности), то из условия равенства секундных расходов газа

следует, что в сечениях 1 и 2 сохраняет постоянное значение средняя по площади величина скорости потока

.(3)

. (4)

Легко убедиться, что при
, т.е. в случае равномерногополя скорости в сечении F, величина равна единице. Во всехдругих случаях числитель в (4) больше знаменателя и
.

Значение величины может служить характеристикой степени неравномерности поля скоростей в данном сечении: чем более неравномерно поле , тем больше. Будем называть величинукоэффициентом поля.

Возвращаясь к рис. 10, теперь нетрудно заключить, что величина коэффициента поля в сечении 1 больше, чем в сечении 2. Количества движения в сечениях 1 и 2 определяются интегралами

Так как
, то отсюда следует

(5)

Итак, количество движения в потоке при выравнивании поля скоростей в процессе смешения уменьшается, несмотря на то, что суммарный расход и средняя по площади скорость
остаются постоянными.

Запишем теперь уравнение импульсов для потока между сечениями 1 и 2:

.

На основании неравенства (5) левая часть данного уравнения всегда положительна. Отсюда следует, что
т. е. выравнивание поля скоростей в цилиндрической смесительной камере сопровождается возрастанием статического давления; во входном сечении камеры существует пониженное давление по сравнению с давлением на выходе из камеры. Это свойство процессанепосредственно используется в простейших эжекторах, состоящих из сопла и одной цилиндрической камеры смешения, как, например, показано на рис. 10. Благодаря наличию разреженияна входе в камеру, этот эжектор подсасывает из атмосферывоздух, а затем смесь выбрасывается вновь в атмосферу. На рис. 10 также показано изменение статического давления по длине камеры эжектора.

Полученный качественный вывод справедлив в тех случаях, когда изменение плотности газа в рассматриваемом участке процесса смешения незначительно, вследствие чего можно приближенно считать
. Однако в некоторых случаях присмешении газов существенно различной температуры, когда имеется большая неравномерность плотности по сечению, а также при сверхзвуковых скоростях в основном участке смешения,когда плотность заметно изменяется по длине камеры, возможны режимы работы эжектора, при которых статическое давление газа в процессе смешения не возрастает, а снижается.

Если смесительная камера не цилиндрическая, как предполагалось выше, а имеет переменную по длине площадь сечения, то можно получить произвольное изменение статического давления по длине.

Основным геометрическим параметром эжектора с цилиндрической смесительной камерой является отношение площадейвыходных сечений сопел для эжектирующего и эжектируемого газов

,

где F 3 — площадь сечения цилиндрической смесительной ка­меры.

Эжектор с большим значением , т. е. с относительно малойплощадью камеры, является высоконапорным, но не может работать с большими коэффициентами эжекции; эжектор с малым позволяет подсосать большое количество газа, но мало повышает его напор.

Вторым характерным геометрическим параметром эжектора является степень расширения диффузора
— отношениеплощади сечения на выходе из диффузора к площади на входе в него. Если эжектор работает при заданном статическом давлении на выходе из диффузора, например при выхлопе в атмосферу или в резервуар с постоянным давлением газа, то степень расширения диффузора f существенно влияет на все пара­метры эжектора. С увеличениемfв этом случае снижается статическое давление в камере смешения, растет скорость эжектирования и коэффициент эжекции при не очень значительном изменении полного давления смеси. Разумеется, это справедливо лишь до того момента, когда в каком-либо сечении эжектора будет достигнута скорость звука.

Третий геометрический параметр эжектора — относительная длина камеры смешения
— в обычные методы расчета эжектора не входит, хотя и существенно влияет на параметры эжектора, определяя полноту выравнивания параметров смеси по сечению. Ниже будем полагать, что длина камеры достаточно велика
и коэффициент поля в ее выходном сечении близок к единице.

Эжектор для насосной станции — что такое, когда нужен, как устроен и как сделать самостоятельно

Здесь вы узнаете:

Эжектор для насосной станции — устройство, позволяющее поверхностному электронасосу всасывать воду из глубинных источников на расстоянии зеркала воды от поверхности земли в десятки метров.

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Принцип действия эжектора

Конструкция эжектора включает в себя несколько элементов – входной патрубок эжектирующей воды с сужающимся соплом и основную трубу с боковым патрубком для эжектируемой среды, камерой смешения, цилиндрическим горлом, расширяющимся диффузором и выходным патрубком.

При подаче под давлением в эжектор эжектирующей воды ее скорость в сопле резко возрастает. При этом в камере смешения создается зона разрежения и в нее начинает поступать эжектируемая вода или газ. Обе среды смешиваются и под давлением, немного меньшим первоначального на входе в эжектор, поступают на выход устройства.

Большинство приобретаемых частными домовладельцами погружных насосов обеспечивает надежную работу при глубине водоносного слоя 7-10 м. Подключение в схему эжектора позволяет обеспечить надежное водоснабжение с глубины, доходящей до 20-40 м.

Плюсы и минусы насосов с эжектором

Эжектор экономичен и может эффективно работать с относительно маломощным двигателем. Это механизм, позволяющий передать кинетическую энергию от быстрой среды медленной. В наиболее популярной разновидности таких насосов — с выносным эжектором — часть мощности тратится на рециркуляцию воды. На выходе в кране напор несколько меньше, в сравнении с тем, что создают другие типы насосов.

Внимание! Для запуска эжектора необходимо небольшое количество воды. Он образует достаточное разряжение в трубе и «поведёт» наверх основной поток. «Сухого» хода у аппарата быть не должно: это приведёт к поломке.

Минусы устройства:

1. Ширина выносного эжектора составляет порядка 100 мм. Сэкономить на диаметре скважины не получится.
2. Производительность насосов с эжектором ниже, чем у других самовсасывающих гидроустройств.
3. Стоимость выше, чем классических аппаратов для подъёма воды с глубины.

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

Паровые

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

Пароструйные

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Газовые

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Разновидности эжекторов

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

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

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

Встроенные модели

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

Схема работает при подъеме воды с глубины 10 метров. Точные параметры указываются в технической документации.

Монтаж рекомендуется производить вне дома. Это может быть колодец, в котором установлен оголовок, или отдельно стоящее здание. Всему причиной повышенный уровень шума и вибрация. Если такой возможности нет, рассматривают следующий тип монтажа.

Выносные модели

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

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

Изготовление эжектора

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

• тройник с внутренней резьбой;
• штуцер;
• муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.

Подключение

В случае с внутренним эжектором, если он включен в конструкцию самого насоса, монтаж системы мало чем отличается от установки безэжекторного насоса. Достаточно просто присоединить трубопровод от скважины к всасывающему входу насоса и обустроить напорную линию с сопутствующим оборудованием в виде гидроаккумулятора и автоматики, которая будет управлять работой системы.

Для насосов с внутренним эжектором, в которых он закрепляется отдельно, а также для систем с внешним эжектором добавляется два дополнительных этапа:

• Прокладывается дополнительная труба для рециркуляции от напорной линии насосной станции к входу эжектора. Подключается основная труба от него к всасу насоса.
• К всасу эжектора подключается патрубок с обратным клапаном и грубым фильтром для забора воды из скважины.

При необходимости в линию рециркуляции устанавливается вентиль для настройки. Это особенно выгодно, если уровень воды в скважине находится много выше, чем рассчитана насосная станция. Можно уменьшать напор в эжектор и тем самым поднимать напор в системе водоснабжения. У некоторых моделей имеется уже встроенный вентиль для подобной настройки. О его размещении и способе регулировки указано в инструкции к оборудованию.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Первичный запуск насосной станции рекомендуется выполнять по следующей схеме:

1. Залить воду в насос через специальное отверстие.
2. Перекрыть кран, по которому вода поступает из насосной станции в водопроводную систему.
3. Включить насос примерно на 10-20 секунд и сразу отключить.
4. Открыть кран и стравить часть воздуха из системы.
5. Повторять цикл кратковременных включений/отключений насоса в сочетании со стравливанием воздуха до тех пор, пока трубы не заполнятся водой.
6. Снова включить насос.
7. Дождаться заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.
8. Открыть любой водопроводный кран.
9. Подождать, пока вода вытечет из гидроаккумулятора, и насос включится в автоматическом режиме.

Если при пуске системы с эжектором вода не пошла, возможно, в трубы каким-то образом просачивается воздух, или же первоначальная заливка водой не была выполнена правильно. Имеет смысл проверить наличие и состояние обратного клапана. Если его нет, вода просто будет выливаться в скважину, а трубы останутся пустыми.

Эти моменты следует учесть и при использовании насосной станции с эжектором, которая запускается после длительного хранения. Обратный клапан, целостность труб и герметичность соединений лучше всего проверить сразу же.

Если все в порядке, а вода не поступает, нужно проверить напряжение, поступающее к насосной станции. Если оно слишком низкое, насос просто не может работать в полную мощность. Следует наладить нормальное электропитание оборудования, и проблема исчезнет.

Если эжектор нужен для улучшения напора воды в системе, а не для увеличения глубины забора воды, можно использовать описанную выше модель самодельного эжектора.

Но его не нужно погружать в воду, можно разместить в удобном месте возле поверхностного насоса. В этом случае эжектор будет работать примерно так же, как и встроенная модель промышленного производства.

— Машиностроительный завод

В этой статье мы увидим принцип работы эжектора

Что такое выталкиватель?

Эжектор — это устройство, используемое для всасывания газа или пара из желаемой емкости или системы. Эжектор похож на вакуумный насос или компрессор. Основное различие между эжектором и вакуумным насосом или компрессором заключается в отсутствии движущихся частей. Следовательно, это относительно недорогое, простое в эксплуатации и необслуживаемое оборудование.

Принцип работы выталкивателя

Принцип действия эжектора заключается в том, что энергия давления в движущейся жидкости преобразуется в энергию скорости за счет адиабатического расширения в сужающемся / расходящемся

Принцип действия эжектора заключается в том, что энергия давления в движущейся жидкости преобразуется в энергию скорости за счет адиабатического расширения в сужающемся / расходящемся сопле. Из-за падения давления движущейся жидкости перед камерой смешивания будет создана зона низкого давления.Из-за зоны низкого давления всасываемая жидкость начнет двигаться к ней и смешиваться с рабочей жидкостью в смесительной камере. Смешанная жидкость входит в расширяющуюся часть эжектора, где ее энергия скорости преобразуется в энергию давления.

Работа выталкивателя

Всасывающая линия эжектора соединена с емкостью, в которой сохраняется низкое давление. Как показано на рисунке ниже, стимулирующая жидкость под высоким давлением входит в точку «А» и расширяется через сужающееся-расширяющееся сопло до точки «В».Движущаяся жидкость будет создавать вакуум в смесительной камере, как показано на кривой давления, где давление уменьшается, а скорость увеличивается. Благодаря этому всасываемая жидкость «C» (воздух или газ) из подключенного сосуда движется в сторону смесительной камеры «D». Когда всасываемая жидкость начинает смешиваться с рабочей жидкостью в смесительной камере. Скорость жидкости в смесительной камере составляет приблизительно от 600 до 900 метров в секунду.

Затем смесь проходит через диффузор «E», энергия ее скорости преобразуется в энергию давления.Тем самым смесь набирала более высокое давление при отправке в атмосферу или в какую-либо закрытую систему. Обычно давление нагнетания в 10-15 раз превышает давление всасывания

Емкость эжекторов

Вместимость эжектора определяется его габаритами. При требуемой мощности очень большой, тогда два-три эжектора работают параллельно. если требуется большее сжатие, два или более эжектора будут расположены последовательно.

Установка выталкивателя

Эжекторы можно устанавливать в любом положении.Однако очень важно обеспечить возможность удаления конденсата или твердых частиц из увлеченных газов эжектора. Поскольку любые конденсированные или твердые частицы могут снизить пропускную способность эжекторов.

Следовательно, очень важно, чтобы сливной клапан, установленный в нижних точках, мог быть ручным или автоматическим поплавковым клапаном.

Еще одна важная вещь, которую необходимо проверить при установке эжектора, — это внешние нагрузки (нагрузка на трубопровод), действующие на эжекторы. Поскольку любое смещение отрицательно повлияет на работу выталкивателя.

Преимущества выталкивателя

• Эжекторы могут работать с различными рабочими жидкостями: паром, воздухом, органическим паром и другими газами.
• Без движущихся частей, без смазки, без вибрации. Следовательно, низкие затраты на обслуживание по сравнению с другим аналогичным оборудованием.
• Эжекторы можно устанавливать в помещении или на улице без ограничений.
• Может быть установлен в любой ориентации. Следовательно, потребность в пространстве будет очень низкой.
• Начальная стоимость очень низкая и никаких запчастей не требуется.
• Легкость в обращении с агрессивными и забивающимися жидкостями.

Эжекторы | IPIECA

Последнее рассмотрение темы: 10 апреля 2013 г.

секторов: нисходящий, восходящий

представляют собой надежную технологию утилизации отходов или избыточного газа для предотвращения выбросов при одновременном сбережении энергии. В газовых эжекторах используется газ высокого давления (HP) для безопасного и экономичного сжатия факельного газа, вентиляции и избыточного газа или газа низкого давления (LP). При использовании рабочего газа высокого давления из существующих источников эжекторы (также называемые эдукторами или струйными насосами) не имеют эксплуатационных расходов.

Эжектор основан на принципе Бернулли, который гласит: «Когда скорость жидкости увеличивается, ее давление уменьшается, и наоборот». В эжекторе используется сужающееся сопло для увеличения скорости жидкости и преобразования высокого статического давления в скоростное давление. Это преобразование статического давления в скоростное давление приводит к образованию зоны низкого давления, которая обеспечивает движущую силу для увлечения боковой жидкости. Затем смешанная жидкость протекает через секцию диффузора, содержащую расширяющееся сопло, которое затем снижает скорость и увеличивает давление, тем самым повторно сжимая смешанную жидкость.На рисунке 1 показаны основные компоненты эжектора, предназначенного для работы с газом.

Газовый эжектор имеет три точки подключения: одно для газа высокого давления; один для газа низкого давления; и один для разряда. Сопло предназначено для смешивания двух входящих потоков путем преобразования энергии давления жидкости под высоким давлением в кинетическую энергию. Форма Вентури по направлению к выпускному концу представляет собой диффузор, который замедляет смесь и тем самым увеличивает ее давление. Это позволяет эжектору выходить под давлением, превышающим давление в патрубке низкого всасывания.Таким образом, эжектор способен сжимать или повышать давление захваченной жидкости.

Рисунок 1: Изображение выталкивателя

Это оборудование имеет множество различных применений, обсуждаемых ниже.

1. Эжекторная система улавливания факельного газа

Конструкции систем, в которых факельный газ сжимается в систему топливного газа, являются обычными. Эжекторная система должна быть спроектирована таким образом, чтобы исключить создание вакуума в линии факельного газа для обеспечения безопасной работы.

Рисунок 2: Изображение системы улавливания эжекторного факельного газа

Преимущества

• Отработанный газ утилизируется и добавляется в производство.
• Существует потенциальное сокращение налоговых обязательств по налогу на выбросы углерода или факел, где это применимо.

2. Запуск «мертвых» скважин

Это оборудование может быть использовано для возобновления эксплуатации существующих скважин низкого давления, которые были закрыты в течение многих лет из-за высокого противодавления.Если поблизости имеется подходящая скважина высокого давления, энергия давления, которая обычно тратится на штуцер, может быть использована для приведения в действие эжектора для уноса газа из скважины низкого давления, тем самым возвращая его в добычу даже в периоды высокого спроса. Поэтому добыча газа увеличивается.

Рис. 3: Иллюстрация перезапуска эжектора «мертвых» скважин

3. Увеличение производства

Технология газового эжектора также может быть использована для увеличения производства.Действительно, в некоторых случаях увеличение производства невозможно без добавления еще одного компрессора. Тем не менее, за счет использования эжектора в линии рециркуляции существующего компрессора давление в коллекторе скважин снижается и, таким образом, увеличивается добыча. Увеличение добычи может достигать 15% в зависимости от производительности скважины.

Рисунок 4: Иллюстрация применения газового эжектора для увеличения добычи

Преимущества

• Экономия затрат по сравнению с вариантом сжатия 2-й ступени.
• Газовый эжектор вводится в действие намного быстрее, чем компрессор 2-й ступени.
• Внутреннее устройство эжектора можно легко заменить, чтобы максимизировать добычу в течение всего срока эксплуатации (постоянное снижение давления в скважине).

4. Утилизация газа из резервуаров для хранения

Эжекторы могут использоваться для извлечения газа, который испаряется из-за рабочих потерь из резервуаров для хранения (которые происходят при изменении уровня сырой нефти и когда нефть перемешивается в резервуарах) и стоячих потерь (которые происходят при ежедневных и сезонных изменениях температуры и барометрического давления. ).Система эжектора должна быть спроектирована таким образом, чтобы избежать создания вакуума в вентиляционной линии резервуара для хранения.

Рисунок 5: Иллюстрация извлечения газа из резервуаров для хранения

Технологическая зрелость

Ключевые показатели

Драйверы для решений

Альтернативные технологии

Следующие технологии могут обеспечить аналогичные преимущества и могут рассматриваться как альтернатива технологии эжектора:

• Компрессоры
• Установки улавливания паров

Операционные проблемы / риски

Изменчивость расхода факельного газа является обычным явлением.Если это изменение не контролируется, давление всасывания, создаваемое газовым эжектором, также будет изменяться. Чтобы поддерживать желаемое давление на стороне низкого давления газового эжектора, доступны некоторые стандартные методы управления, включая следующие:

• Рециркуляция газа со стороны нагнетания газового эжектора обратно на сторону низкого давления.
• Включение встроенного узла регулирования газа высокого давления, который регулирует расход рабочей жидкости.

Таблица 1: Советы по поиску и устранению неисправностей — пароструйные эжекторы

Возможности / бизнес-пример

Компрессия газа НД / ТОО:

• Увеличение добычи газа
• Повторный запуск остановленных скважин из-за высокого экспортного давления
• Снижение склонности скважин к загрузке конденсатом
• Увеличение общего нефтеотдачи месторождения

В нефтегазовой отрасли типичными «движущими» жидкостями высокого давления являются:

• Скважины ВС
• Сжатие и рециркуляция газа
• Экспорт нефти или газа
• Топливный газ
• Вода для нагнетания
• Газ или жидкость из сепаратора 1-й или 2-й ступени
• Нагнетательный или подъемный газ

Преимущества эжекторов по сравнению с механическими компрессорами:

• Нет движущихся частей, следовательно, низкие требования к техническому обслуживанию
• Отсутствие эксплуатационных расходов — в эжекторах можно использовать энергию газа высокого давления, которая обычно расходуется через дроссельный клапан, или рециркулирующий газ высокого давления от существующего компрессора
• Относительно низкие затраты означают, что модернизация проекта с использованием эжекторов становится рентабельной
• Экологически чистый вариант
• Ускоренная установка делает краткосрочное использование скважин возможным
• Минимальное нарушение существующей производственной деятельности
• Малый вес и компактные размеры позволяют устанавливать на большинстве производственных площадок.
• Характеристики могут быть легко изменены в соответствии с условиями истощающейся скважины
• Эжекторы подходят как для надводной, так и для подводной установки
• Безопасная, надежная работа
• Простота управления стандартными методами
• Случайный захват жидких пробок может вызвать кратковременное прерывание перекачки, но не повредить оборудование.
• Низкий уровень шума

Примеры из практики

Пример, описанный ниже, дает обзор проблем, которые могут возникнуть при установке выталкивателя.

Проект состоял из оценки преимуществ установки эжектора, при котором скважина 5 используется в качестве движущей жидкости, а скважины 1 и 3 — в качестве захваченной жидкости. Обоснованием использования эжектора, а не дожимного компрессора в данном конкретном случае были:

• На платформе не работает электрический компрессор.
• Он не обслуживается людьми, поэтому избегают вращающихся машин.
• Компрессор с приводом от газового двигателя был бы вредным для окружающей среды и повлек бы за собой дополнительные расходы, связанные с потреблением газа.
• Эжектор — это небольшое устройство без движущихся частей.
• Эжектор приводится в движение существующей силой (скв. 5).

Затраты были вызваны трубопроводными работами на шельфе и связанными с этим производственными потерями. Одним из основных ожиданий была частая замена внутренних компонентов эжектора, чтобы справиться со спадом производства.

Важное замечание

Ожидаемое поведение каждой из рассматриваемых скважин было трудно спрогнозировать, потому что:

• Скважина 5 была разработана заново без исторических данных.
• Скважина 1 прекратила добычу через четыре года из-за перетока воды из нижнего коллектора в верхний, для отключения которого потребовалось некоторое время.
• Скважина 3 заглохла из-за слишком большой добычи пластовой воды через 3 года.

Рисунок 6: Иллюстрация промышленного примера использования эжектора

Реализация эжектора

Эффективность эжектора увеличивается с увеличением разницы между движущей жидкостью и увлеченной жидкостью с точки зрения скорости потока и давления.По этой причине проект пришлось реализовать быстро в связи с падением скважины 5. Проект был реализован в течение восьми месяцев.

Получена дополнительная динамическая информация по скважине 5. Модернизация эжектора была выполнена с дополнительным ограничением, касающимся начального пространственного следа, которое уже было исправлено.

Результаты

Эжектор эффективно снизил устьевое давление в скважинах 1 и 3, как планировалось, но, к сожалению, снижения на 20 бар оказалось недостаточно для перезапуска любой из двух скважин.Эжектор оказался успешным с технической точки зрения, но скважины-кандидаты не отреагировали, как ожидалось.

Скважина 1 была обезвожена закачкой азота, после чего была открыта эжектором и перезапущена. Через шесть месяцев добыча была в три раза выше, а добыча оставалась стабильной, скважина работала сама по себе.

Впоследствии эжектор был подключен к другой скважине на платформе — скважине 4, где он успешно использовался для стабилизации и увеличения добычи. Благодаря эжектору этот ранее мертвый колодец был успешно перезапущен.

Для скважины 1 затраты на установку эжектора и операцию по подъему азота были окуплены в период от шести месяцев до одного года после возобновления добычи. Внутреннее устройство эжектора может быть заменено, и основная часть может быть повторно использована в будущем проекте после обрушения скважины 5.

Благодаря успеху этого эжектора, он зарекомендовал себя как технология, которая систематически исследуется для каждого нового проекта. Установка эжектора также является важным шагом к другим инновационным проектам, таким как устьевые компрессоры (подводные НИОКР).

Артикул:

1. Transvac Ejector Technology (2010). «Эжекторные решения для нефтегазовой отрасли».
2. Graham Corporation (веб-сайт). «Советы по поиску и устранению неисправностей — пароструйные эжекторы»
3. Graham Corporation (2000). «Уроки полевых работ — эжекторные системы»
4. EPA (2009 г.). «Установка установок для улавливания паров: уроки, извлеченные из программы Natural Gas STAR». Комиссия по межгосударственному соглашению по нефти и газу, Чарльстон, Западная Вирджиния, февраль 2009 г.

Эжектор — обзор | Темы ScienceDirect

8.5 ТИПЫ

Эжекторы могут быть одно- или многоступенчатыми, а также многоструйными внутри одного корпуса или ступени. Дополнительные ступени, с межступенчатой ​​конденсацией пара или без нее, позволяют системе работать при более низких абсолютных давлениях, чем одноступенчатая установка. Различные комбинации серий форсунок без взаимной конденсации могут быть подключены к форсункам с промежуточными конденсаторами или вторичными конденсаторами для получения различных режимов работы и экономии пара.Конденсаторы могут быть барометрического или поверхностного типа.

На рис. 8-2 показаны некоторые из множества применений, в которых используются блоки эжекторного типа в промышленности.

Рисунок 8-2. Паровые, воздушные, газовые и жидкостные эжекторы.

На рисунке 8-3 показан одноступенчатый эжектор без конденсации. В этом типе установки выход пара из эжектора выпускается либо в атмосферу, либо поверх воды в отстойнике.

Рисунок 8-3.Одноступенчатый эжектор без конденсации.

На рис. 8-4 показаны два отдельных одноступенчатых эжектора, выходящих на общий концевой конденсатор. Паровой конденсат из этой установки можно использовать повторно.

Рисунок 8-4. Сдвоенные одноступенчатые эжекторы с поверхностным конденсатором.

На рисунках 8-5 и 8-6 показаны двухступенчатые эжекторные установки с промежуточными / выходными конденсаторами барометрического и поверхностного типа соответственно.Выпуск неконденсируемого пара из струи второй ступени на Рисунке 8-5 выпускается в атмосферу, в то время как на Рисунке 8-6 пар конденсируется в последнем конденсаторе, и, по существу, только неконденсирующиеся пары выходят из вентиляционного отверстия. выходной конденсатор. На рис. 8-7а показана схема трехступенчатой ​​установки барометрического типа.

Рисунок 8-5. Двухступенчатый эжектор с интерконденсатором барометрического типа.

Рисунок 8-6. Двухступенчатый эжектор с межконденсатором поверхностного типа и последующим.

Рисунок 8-7a. Принципиальная схема трехступенчатого эжектора с противоточным барометрическим бустерным конденсатором и межконденсатором.

На рис. 8-7b показана барометрическая холодильная установка, вырабатывающая охлажденную воду в диапазоне 34–55 ° F для технологического охлаждения. В нем используются паровые эжекторы для понижения давления пара в охлаждающем резервуаре для обеспечения кипения / испарения воды в резервуарах и конденсации паров, выделяемых охлаждающей водой завода, в барометрической конденсационной установке, которая герметизирована через вакуумную ветвь, в «горячий» колодец. .

Рисунок 8-7b. Холодильная установка с охлажденной водой с пароструйными эжекторами.

На рис. 8-8 показаны различные схемы расположения эжекторов с промежуточными и конденсаторами. Конденсаторы могут быть барометрического или небарометрического типа.

Рисунок 8-8. Пароструйные устройства с промежуточными и выходными конденсаторами.

Обратите внимание, что на рис. 8-8 и в таблице 8-2 буквенные обозначения ступеней соответствуют последним стандартам Института теплообмена для пароструйных вакуумных систем [7 ].Буква обозначает положение ступени струи в системе.

ТАБЛИЦА 8-2. Обозначения стандартных эжекторных агрегатов в соответствии с Институтом теплообмена