Эжекторы это: принцип работы и устройство эжекторного насоса

Содержание

принцип работы и устройство эжекторного насоса

В каких случаях нужен эжектор
Виды эжекторных устройств
Конструктивные особенности и принцип действия
Виды эжекторов по месту установки
Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

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.

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.

В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.

В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.

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.

HydroMuseum – Эжектор

Эжектор — гидравлическое устройство, в котором происходит
передача кинетической энергии от одной среды, движущейся с большей скоростью, к
другой. Эжектор, работая по закону Бернулли, создает в сужающемся сечении
пониженное давление одной среды, что вызывает подсос в поток другой среды,
которая затем переносится и удаляется от места всасывания энергией первой
среды. Эжекторы используются в струйных насосах: водоструйных,
жидкостно-ртутных, парортутных, паромасляных. Эжекторы можно отнести к типу
струйного вакуумного насоса. Конструкция эжектора состоит из сопла, всасывающей
камеры и диффузора. Диффузоры – это каналы, где происходит превращение одной
энергии в другую, а именно кинетической в потенциальную. Таким образом,
происходит повышение давления за счет снижения скорости. В сопле создается
поток пара либо газа, который называется рабочей средой. Эта среда движется с
достаточно большой скоростью и турбулентно, из-за чего в рабочей камере
создается разряжение. Под действием разряженного воздуха, созданная смесь
удаляется из рабочей камеры. Данный процесс всасывания пара или газа можно
описать двумя уравнениями: уравнением неразрывности и уравнением истечения.

Уравнение
неразрывности исходит из условия, что расход пара или газа в любом сечении
является константой. Таким образом:

m₁ = m₂; m₁ = ω₁xf₁xp₁; m₂ = ω₂xf₂xp₂,
где m₁
и m₂
– расход пара или газа в сечении канала;

Рис.
1. Односопельный эжектор
f₁,f₂
– площадь этого сечения;
ρ₁,
ρ₂
– плотность газа или пара;
ω₁,
ω₂
– скорость на выходе;
Следовательно, чем уже канал, тем больше скорость выходящего из него потока
пара или газа.

В
основе уравнения истечения потока пара или газа лежит первый закон
термодинамики:

q_H = ΔU + ω₂²/2 – ω₁²/2
+ I_T,
где q_н
– количество теплоты между сечениями f₁ и f₂;
ΔU
– изменение внутренней энергии пара газа;
I_т
– работа выполняемая в 1 кг
пара или газа.
Таким образом, количество теплоты q_н приводим к 1 кг.

Узнайте, как работают паровые эжекторы

Запросите предложение

Свяжитесь с нами

Запросите обслуживание, запчасти или поддержку

Как работают паровые эжекторы

Паровые эжекторы используют пар или газ вместо движущихся частей для сжатия газа. В струе или эжекторе газ с относительно высоким давлением, такой как пар или воздух, расширяется через сопло. Пар или воздух преобразуют это давление или потенциальную энергию в скорость или кинетическую энергию. Струя высокоскоростного пара или газа увлекает откачиваемый или закачиваемый газ на всасывании эжектора. Образовавшаяся смесь поступает в диффузор, где энергия скорости преобразуется в давление на выходе из эжектора.

Эжекторы, использующие воздух в качестве движущей силы, часто называют воздушными эжекторами или воздушными струями. Воздух часто используется в небольших эжекторах, когда пар недоступен. В сочетании с жидкостно-кольцевым вакуумным насосом NASH они могут использовать воздух из помещения или выхлоп насоса в качестве рабочего воздуха для увеличения уровня вакуума, которого способен достичь насос. Это часто используется в таких приложениях, как деаэрация, когда вакуумная система должна быть в состоянии снизить давление пара дегазируемой воды. Воздушные форсунки этого типа удобны тем, что для их работы не требуется источник пара или воздуха под давлением, только вакуумный насос.

Паровые эжекторы также можно комбинировать с жидкостно-кольцевыми вакуумными насосами для создания гибрида, способного создавать глубокий вакуум, который могут создавать эжекторы, но с меньшим потреблением энергии. Компания Nash известна во всем мире благодаря сборке наиболее эффективных пароструйных и воздушных эжекторов, а также эжекторных вакуумных систем. Инженеры по приложениям обеспечивают максимальную эффективность и производительность, оптимизируя гибридную систему, адаптированную к процессам, приложениям и технологическим требованиям. Пароструйные и воздушные эжекторы NASH минимизируют выбросы парниковых газов и повышают эффективность работы, одновременно повышая стабильность системы.

Ознакомьтесь с нашими паровыми эжекторами

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Рабочий профиль паровых эжекторов

Паровые эжекторы пропускают пар через расширяющееся сопло. Сопло контролирует расширение пара и преобразует давление в скорость; таким образом, создавая вакуум для переноса газов. Эжектор работает по массе, а не по объему. Поэтому эжекторы лучше подходят для работы с газами с низкой молекулярной массой и при работе при низком абсолютном давлении. Эти системы идеально подходят для применения в условиях высокого вакуума, но лишь незначительно используются в качестве компрессоров.

Струя движущейся жидкости со сверхзвуковой скоростью захватывает входной поток и увеличивает его скорость до скорости звука по мере смешения двух потоков. В горловине диффузора формируется стационарная звуковая ударная волна, и в этой точке резко возрастает абсолютное давление. По мере замедления потока вдоль нагнетательного конуса происходит большее повышение давления. Наиболее распространенной рабочей жидкостью является пар с давлением от 80 фунтов на кв. дюйм (6 бар абс.) до 400 фунтов на кв. дюйм (манометр. 28 бар абс.). Другие жидкости можно использовать всякий раз, когда есть веская причина избегать смешивания пара с продуктом.

Паровые эжекторы или паровые струи, эжекторы, использующие пар в качестве движущего газа, являются наиболее популярным типом эжекторов. Один эжектор может быть спроектирован для создания вакуума до 27 дюймов ртутного столба (или около 76 мм ртутного столба). Для создания более глубокого вакуума эжекторы могут быть «ступенчатыми» или установлены последовательно. Для этого предпочтительны паровые эжекторы, потому что рабочий газ — пар — может конденсироваться между некоторыми из ступеней, чтобы минимизировать нагрузку (и рабочий пар) на следующую ступень. Паровые эжекторы использовались в некоторых отраслях промышленности для снижения давления в сосуде до такой степени, что вода замерзает. Их можно настроить для достижения абсолютного давления всасывания менее 0,1 мм рт. ст.

Как повысить эффективность эжекторной системы

Сочетание сильных сторон эжектора с сильными жидкостно-кольцевыми вакуумными насосами
Жиклер последней ступени и доконденсатор исключены и заменены высокоэффективным жидкостно-кольцевым вакуумным насосом
Давление в межступенчатом конденсаторе оптимизировано, а нагрузка охлаждающей воды обычно снижается
Межступенчатый эжектор может иметь сопло для оптимизации межступенчатого давления и минимизации расхода пара

Установка паровых эжекторов

Эжекторы могут быть установлены в любом направлении, необходимо соблюдать меры предосторожности для надлежащего опорожнения системы
Сливной патрубок барометрических конденсаторов/кожухотрубных конденсаторов должен быть установлен достаточно высоко, чтобы вода могла стекать под действием силы тяжести и избегать затопления конденсатора
Эжекторы могут сбрасываться в горячий колодец
Если конденсаторы невозможно установить на нужной высоте, необходимо использовать насос NASH малой производительности

Преимущества паровых эжекторов

Без движущихся частей
Простая конструкция
Простота обслуживания
Доступен в различных материалах
Низкие инвестиции, высокая стоимость коммунальных услуг

Идеальное решение для требовательных приложений

Паровые эжекторы и гибриды эжектора/вакуумного насоса являются идеальными решениями для самых требовательных приложений в нефтегазовой, химической, электроэнергетической и пищевой промышленности.

Реактор вакуумный (химическая промышленность) – Вакуум может позволить установке снизить температуру реакции и сэкономить энергию. Его также можно использовать для предотвращения полимеризации, нежелательных реакций и термического разложения.
Сушка твердых веществ в периодических или непрерывных процессах (химическая промышленность/пищевая промышленность и производство напитков) — Использование вакуума позволяет сушить твердые вещества при более низкой температуре. Это может быть полезно при обработке термочувствительных материалов для повышения скорости сушки и получения очень низкой конечной концентрации влаги.

Вакуумная дистилляция (химическая/нефтегазовая промышленность) – Применение вакуума к продукту и его конденсация позволяют разделить два или более летучих компонента с разными температурами кипения.
Вакуумный испаритель (химическая/пищевая промышленность и производство напитков) – Концентрация материалов в жидком состоянии путем выпаривания растворителя (воды). Большую часть работы выполняет конденсатор. Использование вакуума может снизить затраты на электроэнергию и избежать повреждения термочувствительных продуктов.
Вакуумные лотки для сахара (пищевая промышленность и производство напитков) – После того, как сахарный сок концентрируется путем выпаривания (см. вакуум испарителя), вакуум используется для преобразования сиропа в состояние, при котором начинают формироваться кристаллы.
Отбеливание и дезодорация (пищевая промышленность и производство напитков) — Использование вакуума для удаления цвета и загрязнений с пищевого масла.
Выпуск конденсатора (электроэнергетика) — Для оптимизации расширения пара через турбину необходимо, чтобы в конденсаторе турбины поддерживался оптимальный вакуум. Этот вакуум необходимо поддерживать, удаляя воздух, просачивающийся в конденсатор.

Дополнительная информация

Узнать больше

Запросить цену

Связаться с нами

Запросить обслуживание, запасные части или поддержку

Паровые и водяные эжекторы | Baelz North America

Эжекторы представляют собой небольшие устройства в системе с нагретой жидкостью, которые могут равномерно распределять эту жидкость по определенной площади. Эжекторы работают без насосов; они используют принцип Вентури для выпуска и распределения либо пара, либо нагретой воды (в зависимости от системы). В Baelz North America мы поставляем управляемые пневматические и электрические эжекторы, каждый из которых имеет всасывающий вход, рабочий вход и выпускной патрубок, выполненный в виде трехходового клапана для выпуска жидкости. Узнайте больше о различиях между нашими паровыми и водяными эжекторами для различных систем.

Паровые эжекторы и водяные эжекторы

Нажмите, чтобы развернуть

Паровые эжекторы и водяные эжекторы от Baelz NA представляют собой управляемые эжекторы, которые могут надежно и равномерно распределять жидкость по площади. Наши паровые эжекторы в основном используются в следующих областях:

В системах рециркуляции, снижающих общее энергопотребление машинной системы
В компрессионных системах, которые могут сэкономить от 10 до 30 % вырабатываемого пара в системе

Эти инструменты преобразуют пар высокого давления в скорость, что создает контролируемый вакуум для протягивания потока пара по всей системе машины с меньшим потреблением энергии. Повышая производительность машин и экономя энергию, паровые эжекторы могут помочь организациям сэкономить деньги. Эти эжекторы состоят из шести основных частей: паровой камеры, всасывающей камеры, парового сопла, входного диффузора, горловины и выходного диффузора. Паровые эжекторы часто используются в:

Коммерческие и промышленные хлебопекарные печи
Переработка удобрений
Перегонка нефти, дезодорация и другие нефтехимические применения
Централизованное отопление и охлаждение (HVAC)
Барабанные сушилки для текстиля и бумаги

Водяные эжекторы также помогают экономить электроэнергию. Они могут заменить водяные регулирующие клапаны в системах высокого давления для снижения энергопотребления в системах отопления и вентиляции. Водяные эжекторы также могут контролировать циркуляцию жидкости в системе и поддерживать температуру. Водяные эжекторы могут быть немного проще, чем паровые; Эти инструменты не представляют собой трехходовой клапан со специальной заглушкой для выброса пара, а имеют двигательную камеру, всасывающую камеру, движущую насадку, диффузор и привод, через который движется жидкость.

Водяные эжекторы обычно используются в системах транспортировки для перекачки и смешивания жидкостей, для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и нагрева воды в коммерческих, промышленных и муниципальных зданиях, а также в исследованиях и разработках.

Для обоих типов эжекторов жидкости важно выбрать правильный инструмент для конкретного применения. В Baelz NA мы можем помочь вам определить правильный паровой или водяной эжектор на основе требований к размеру, первичного давления пара, уровня пара низкого давления и других факторов.

Эжекторы от Baelz North America

Baelz является ведущим поставщиком паровых и водяных эжекторов в Северной Америке. Наши эжекторы могут использоваться в самых разных областях в коммерческих и промышленных условиях для повышения энергоэффективности в закрытых паровых системах, управления системами отопления и т. д. Наши эжекторы устойчивы к коррозии и просты в установке и не требуют особого обслуживания.