Техническая характеристика ВУ 5-30

Номинальная подача, м³/ч 5

Полный напор, кПа 30

Масса установки (без труб), кг 300

Максимальное число включений в час 10...15

Вместимость воздушно-водяного бака, л 500

Максимальное рабочее давление (избыточное) в баке, кПа 400

Минимальное рабочее давление (избыточное) в баке, кПа 150

Габаритные размеры бака:

высота, мм 1600

диаметр (внутренний), мм 700

Масса, кг 157

Максимальная высота всасывания, м 5,0

Частота вращения, с^-1 24

Диаметр всасывающего патрубка, мм 40

Диаметр напорного патрубка, мм 40

Тип электродвигателя 4А100 4

Мощность, кВт 3

Напряжение сети, В 380

Номинальный ток, А 6,1

Частота вращения, с-¹ 24

Габаритные размеры насоса в сборе с электродвигателем, мм:

длина Х ширина X высота 840 X 400 X 350

Масса, кг 100

Станция управления:

напряжение главной цепи, В 380

напряжение цепи управления, В 220

Ток главной цепи, А 6,1

Тип реле РД-1М

Состояние контактов В нерабочем состоянии

контакты замкнуты. Раз-

мыкание происходит при

повышении давления на

величину дифференциала

Установка типа ВУвключает следующие основные сборочные единицы (рис. 1.): вихревой консольный насос марки ВК 2/26 в сборе с электродвигателем и всасывающей трубой с приемным клапаном; гидроаккумулирующий бак с регулирующей и управляющей аппаратурой; электрическую станцию управления; водопроводную сеть.

Рис.1 Водоподъёмные установки

1-погружной водоподъёмный насос; 2-колонка водопроводных труб; 3-напорный трубопровод; 4-манометр; 5-шкаф управления; 6-реле давления; 7-гидроаккумулятор; 8-регулятор запаса воздуха; 9-предохранительный клапан; 10-водозаборный трубопровод; 11-вентиль.

Насосный агрегат. Установка ВУ 5-30 комплектуется вихревым консольным насосом марки ВК-2-26 и асинхронным электродвигателем типа АО2-32-4, установленными на фундаментной плите. Валы насоса и электродвигателя соединены муфтой, закрытой ограждением.

Вращение вала - по часовой стрелке, если смотреть со стороны электродвигателя.

Насос установки предназначен для перекачки воды, не содержащей агрессивных примесей (т. е. кислот и щелочей).

Температура перекачиваемой установкой воды должна быть в пределах от 0 до +25 °С. Вода не должна содержать абразивных включений.

Воздушно-водяной бак {гидроаккумулятор) 7 служит напорно-регулирующим устройством установки и представляет собой сосуд сварной конструкции с эллиптическими днищами. В нижней части бака приварена муфта для присоединения предохранительного клапана 9. На цилиндре бака в верхней части приварен штуцер для при­соединения реле давления 6; в нижней части цилиндра вварен патрубок для присоединения струйного регулятора запаса воздуха 8 с трубопроводом от насоса и патрубок с резьбой М20Х1.5 для присоединения водопроводного крана с манометром 4. На нижнем днище приварен патрубок для присоединения водопроводной сети 10. Отключение бака от питающей и разводящей сети производится вентилями 11

Реле давления (рис. 2). Реле давления РД-1М изготавливают на базе прибора РД-1 -01, применяемого для промышленных холодильных установок. Реле РД-1М отличается от прибора РД-1-01 тем, что его контакты размыкаются при повышении давления. Механизм прибора смонтирован в металлическом корпусе. На основании корпуса расположена панель для крепления проводов от клемм РД( и РДг станции управления.

Рис.2 Реле давления РД-1

1-рычаг; 2-постоянный магнит; 3-контакты; 4-планка; 5-винт; 6-винт регулировки дифференциала; 7-контактная пластина; 8-рамка; 9-,16- пружины; 10-тяга; 11-аммортизатор; 12-пружина; 13-винт ограничителя хода; 14-двуплечный рычаг; 15-датчик прессостата; 17- винт; 18-регулировочная гайка.

На лицевой части прибора установлена шкала, в правой части которой расположены деления от 50 до 400 кПа шкалы диапазона с указателем его настройки, а с левой — деления от 40 до 250 кПа шкалы дифференциала. Для установки указателей на заданное давление срабатывания контактов необходимо: отвернуть винт на рукоятке, снять рукоятку и контровочную планку (последняя служит для фиксации настройки) и, пользуясь рукояткой, вращать оба регулировочных винта до совпадения указателей с соответствующими рисками на шкале, а именно: один винт вращать до совпадения указателя с заданной разностью давления Р₂ — Pi, а второй винт — до совпадения указателя с заданным давлением включения Pi, затем вновь установить на оба винта контровочную планку, рукоятку и закрепить ее винтом.

Станция управления совместно с реле давления составляет систему автоматического управления водоподъемной установки. При заданном давлении включения Pi электродвигатель насоса автоматически включается в сеть, а при заданном давлении выключения Р₂ — автоматически выключается.

Станция управления обеспечивает: автоматический пуск и остановку насосного агрегата в зависимости от давления в воздушно-водяном баке; защиту от токов короткого замыкания технологических перегрузок и перегрузок, вызванных потерей напряжения в одной из фаз питающей сети; ручной пуск и при необходимости ручную остановку насосного агрегата. Станция управления смонтирована в металлическом корпусе. Доступ внутрь станции осуществляется после снятия крышки, привернутой к корпусу двумя винтами. В корпусе станции управления смонтированы: автоматический трехполюсный выключатель 2 типа АП-50-ЗМТ с тепловой защитой от перегрузок и от выпадения фазы и с электромагнитной защитой от короткого замыкания; магнитный пускатель типа ПМЕ-111, не реверсивный, без кожуха и тепловой защиты, с катушкой электромагнита на 220 В; клеммный набор типа КН 1009 на 9 клемм. Корпус станции управления состоит из двух половин, соединенных винтами. Станция управления предназначена для работы от сети с напряжением 380 В с нулевым проводом. Подвод кабеля к винтам клеммного набора станции управления осуществляется в строгом соответствии с обозначениями на наборе. При напряжении сети 380 В обмотки электродвигателя должны быть соединены «звездой». Защита от коротких замыканий в силовой цепи, а также от технологических перегрузок двигателя и перегрузок, вызванных потерей напряжения в одной из фаз питающей сети, осуществляется автоматическим выключателем.

Струйный регулятор запаса воздуха служит для пополнения и регулирования запаса воздуха в баке. Регулятор состоит из корпуса, сопла и диффузора. На корпус регулятора ставится обратный щелевой воздушный клапан, связанный сверлением с камерой смешения регулятора, и трубка с жиклером на конце, которая через отверстие в корпусе регулятора соединяет внутреннюю полость бака с камерой смешения.

Приемный клапан установлен на конце всасывающей трубы. Клапан состоит из чугунного корпуса, имеющего резьбу для подсоединения к всасывающей трубе, уплотнительный поясок и направляющую для штока, несущего на себе резиновую уплотнительную шайбу. К корпусу клапана крепится фильтр.

Кран трехходовой служит для установки на нем рабочего и контрольного манометра, а также для соединения внутренней полости бака с атмосферой.

Кран устанавливают в требуемое положение с помощью трехходовой пробки, на торце которой нанесены риски, указывающие направление отверстий в пробке.

Предохранительный клапан в баке установки срабатывает при повышении давления внутри бака выше 400 кПа. Сбрасываемая клапаном вода при повышенном давлении в баке отводится по сливной трубе, навинченной на нижнее колено тройника. После сборки клапан регулируют на заводе на давление срабатывания 420...460 кПа и пломбируют.

Технологический процессавтоматического водоснабжения установкой осуществляется следующим образом (рис. 3).

После нажатия кнопки включения станции управления насос 2 подает воду в воздушно-водяной бак через струйный регулятор запаса воздуха. При расходе воды из бака, меньшем производительности насоса, или при отсутствии водоразбора вода будет заполнять бак 4, сжимая воздух, находящийся в баке, до давления выключения Р%.При достижении в баке давления выключения Р₂ реле 8, установленное в баке, размыкает цепь питания катушки магнитного пускателя станции управления и он отключает электродвигатель от сети. При выключенном насосе вода кточкам водоразбора подается из бака под давлением сжатого воздуха. По мере расходования воды из бака давление в нем будет падать, и при достижении давления

Рис. 3. Принципиально-технологи­ческая схема установки типа ВУ:

1 — колонна водоподъемных труб; 2 -— вихревой насос; 3 — напорный трубо­провод; 4 — воздушно-водяной бак (гидроаккумулятор); 5 — камера смешивания струйного регулятора; 6 — воздушный клапан; 7 — жиклер; 8 — реле давления.

включения Pi контакты реле давления вновь замкнутся и включат в цепь питания катушку пускателя, а пускатель включит в сеть электродвигатель насоса. Цикл работы установки повторяется. При изменении давления в баке от Pi до Р₂ в работе участвует постоянный для данного перепада давления регулирующий объем воды в баке W. При работе установки объем воздушной подушки в баке, расположенной над регулирующим объемом, за счет растворения частей воздуха в воде, утечек воздуха через неплотности соединений постепенно уменьшается. Это приводит к уменьшению регулирующего объема и, следовательно, более частым включениям насосного агрегата и ускоряет износ как насоса, так и электродвигателя. Для того чтобы автоматически поддерживать объем воздушной подушки постоянным и тем самым предотвратить ускоренный износ насосного агрегата, в установке предусмотрен струйный регулятор запаса воздуха. Воздух автоматически подкачивается в бак струйным регулятором. Вода от насоса, проходя сопло струйного регулятора с большой скоростью, создает разрежение в полости вокруг конца сопла (камера смешения), воздух под действием атмосферного давления открывает воздушный клапан и, смешиваясь с потоком воды, поступает в бак. Подкачка воздуха будет происходить при условии, что жиклер трубки струйного регулятора перекрыт водой. В момент пуска установки, а также при водоразборе, когда уровень воды в баке станет ниже жиклера, воздух под давлением из бака будет поступать по трубке в камеру смешения, снижая разрежение. Воздушный клапан закроется и подсос воздуха из атмосферы прекратится. При уменьшении воздушной подушки в баке жиклер вновь закроется водой и возобновится подкачка воздуха из атмосферы через воздушный клапан. Струйный регулятор запаса воздуха обеспечивает разрежение в камере смешения и, следовательно, автоматическую подкачку воздуха в бак до давления в баке 250...300 кПа. Одной из основных сборочных единиц, обеспечивающих автоматическую работу установки, служит реле давления. Принцип действия реле давления основан на уравновешивании давления, действующего на свободный конец сильфона, силой упругих деформаций цилиндрической пружины и сильфона. Перемещение свободного конца сильфона вследствие изменения давления, действующего на сильфон, вызывает переключение контактов прибора. Подробное описание работы прибора изложено в руководстве по его монтажу и эксплуатации, прилагаемом к каждой установке. Максимальное рабочее давление в баке установки, исходя из его прочности, не должно превышать 400 кПа. В случае, если давление превысит эту величину, а реле давления по каким-либо причинам не отключит насос от сети, нарастание давления может привести ксерьезной аварии и полному выходу установки из строя. Чтобы предотвратить это, установка в соответствии с требованиями правил техники безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением, снабжена предохранительным клапаном. Принцип работы предохранительного клапана основан на уравновешивании давления в баке, действующего на плунжер, давлением цилиндрической пружины. В случае если давление превысит максимально допустимое, плунжер под действием этого давления преодолевает усилие пружины, открывая путь воде на слив, после чего клапан закрывается. Давление внутри воздушно-водяного бака контролируют с помощью установленного на баке манометра.

Из описания технологического процесса работы установки видно, что применение для создания напора в качестве напорно-регулирующего герметично закрытого воздушно-водяного бака вместо открытого, располагаемого на определенной высоте, позволяет обойтись без водонапорной башни, что значительно экономичнее и гигиеничнее.

Регулировки.Минимальное давление (кПа) в воздушно-водяном баке

где

Н _св — свободный напор у расчетной точки (свободный напор в сети хозяйственно-питьевого водопровода принимается: для автопоилок 4...6 м; для одноэтажных застроек 8 м, для двухэтажных—12 м. При большей этажности на каждый этаж напор увеличивается на 4 м. В местах расположения водоразборных колонок свободный напор должен быть не менее 10 м); Н _г — разность отметок расчетной точки сети и минимального уровня воды в баке, м; Σ Н_П0Т — потери напора при движении воды от бака до расчетной точки, м; Н_Г + Σ Н — при небольшой протяженности сети и среднем падении рельефа местности эту величину можно принять равной 5... 10 м.

Более точно величина Н _г может быть определена по данным геодезических съемок, а величина ΣН _пот — расчетным путем по формулам гидравлики.

Пример. Определить необходимое давление включения Р1и выключения Р1для установки, смонтированной на берегу озера и обеспечивающей водой животноводческие фермы, расположенные на расстоянии 250 метров от установки и на высоте 8 метров по отношению к минимальному уровню воды в баке, Н _г = 8 м. Свободный напор Н_свдля фермы примем равным 6 м. Водопроводная сеть проложена из асбоцементных труб диаметром 100 мм.

Потери ΣН _пот складываются из потерь подлине Н1и потерь в местных сопротивлениях (потери в угольниках, муфтах, вентилях). Для труб диаметром 100 мм они равны Н, =0,005 м и Нd = 0,03 м на длине 250 м и в сумме составят ΣH_ПОТ = 0,08 м. Тогда давление включения

P1= = = 150 кПа.

Давление выключения Р₁определяют из соотношения

= 0,5…0,75

Принимаем это отношение равным 0,6, тогда давление выключения

кПа

Для настройки реле давления РД-1М на определенные значения давления Р₁и Р₂ необходимо снять контровочную планку и, пользуясь ею, вращать винты до совмещения указателей с соответствующими рис­ками на шкале. Давление включения Р₁ устанавливают поворотом винта настройки диапазона. Для разобранного примера указатель должен быть установлен против величины 1,5. Величину давления выключения Руста­навливают на шкале дифференциала, при этом указатель помещают напротив значения разности между давлением выключения Р₂и давлением включения Р₁ (P₂ — P₁)и для рассмотренного примера Р₂ – P₁=3,l - 1,5= 160 кПа. После регулировки реле необходимо проверить действи­тельные значения давлений включения P₁и выключения Р₂no манометру, а при необходимости и откорректировать настройку реле.

Подготовка к работе.Проверяют правильность уста­новки всех узлов и деталей, надежность их крепления. Заливают воду во всасывающую трубу и насос. Проверя­ют направление вращения вала насоса и герметичность всех соединений. Для этого надо закрыть вентиль на разво­дящей сети, поставить перемычку на клеммы РД₁ и РД₂станции управления и, включив установку, повысить дав­ление в баке до 400 кПа. Проверяют плотность всех резьбовых и фланцевых соединений, поддерживая давление в баке постоянным. Убирают перемычку. Устраняют течь (при необходимости). Герметичность всех резьбовых соединений — одно из основных условий нормальной работы установки.

При включении установки насос подает воду в бак, а из бака вода поступает в систему водоразбора. При отсутствии водоразбора или при небольшом водоразборе давление в баке будет расти, и при достижении давления выклю­чения реле давления выключит установку.

При неработающем насосе вода в систему будет поступать из бака, и после израсходования регулирующего объема реле давления включит насос установки. При расходе воды, равном половине производительности, установка будет включаться 10...15 раз в час.

Техническое обслуживание (ежесменное и годовое). Конструкция автоматической водоподъемной установки обеспечивает длительную и бесперебойную работу без участия человека. Установка требует только месячного и годового технических обслуживании.

При ежесменном техническом обслуживании выполняют следующие операции. Внешним осмотром проверяют герметичность всех резьбовых и фланцевых соединений. При необходимости подтягивают крепления. Убеждаются в отсутствии утечек, в частности утечки воды через приемный клапан. Для этого необходимо давление в баке повысить до давления выключения, закрыть вентиль водоразбора и проследить за показаниями манометра. При наличии утечек давление будет постепенно падать. В этом случае необходимо выявить причину и устранить неисправ­ность. Проверяют всасывающую способность струйного регулятора. Для этого надо снизить давление в баке до 200 кПа, включить установку и приложить палец к воздушному клапану. Всасывание воздуха должно проходить в интервале давлений от 180 до 230...250 кПа. При отсутствии всасывания необходимо выпустить воду из бака, отвернуть воздушный клапан, проверить исправность щелевого клапана и посмотреть, не засорилось ли отверстие в корпусе клапана. Всасывание воздуха может отсутствовать и при засорении жиклера трубки струйного регулятора запаса воздуха. Для этого необходимо разобрать струйный регулятор, прочистить жиклер и продуть трубку.

Проверяют состояние электроаппаратуры. Для этого выключают рубильник перед станцией управления, открывают ее крышку, проверяют целостность всех деталей и узлов пускателя, затяжку винтов. Подвижная система пускателя должна перемещаться без заеданий и затираний и надежно возвращаться в конечное положение. Шлифованные поверхности сердечников необходимо очистить от пыли и убедиться в плотности их прилегания.

Автоматический выключатель очищают от пыли и копоти, осматривают контактные соединения, проверяют на одновременность касания контактов, устраняют перекос контактов. Внеочередной осмотр автомата надо проводить после каждого отключения допускаемого (предельного для автомата) тока короткого замыкания. При этом надо выяснить причину, вызвавшую отключение автомата.

Убеждаются в правильности настройки реле давления по шкалам и состоянию контактной группы. При необходимости регулируют реле давления по манометру, а подгоревшие контакты зачищают (по истечении гарантийного срока на реле). Неисправности реле, способы их устранения и правила настройки изложены в руководстве по монтажу и эксплуатации реле давления.

Проверяют работу сальника насоса. Правильно работающий сальник должен давать незначительный пропуск воды в виде отдельных капель. Проверяют температуру подшипников, которая не должна превышать 50°С, уровень масла в опорном кронштейне насоса. Во время работы насоса не должно наблюдаться вибраций и сотрясений. Наличие этих явлений указывает на плохую центровку насоса с электродвигателем. У электродвигателя проверяют режим работы, нагрев, состояние выводных концов. Очищают электродвигатель от загрязнений.

Устанавливают надежность заземления всех узлов установки. В местах контактов заземляющего провода не должно быть признаков коррозии. При обнаружении коррозии место контакта должно быть зачищено.

При проведении годового технического обслуживания необходимо провести ежемесячное техническое обслуживание и дополнительно выполнить следующие операции.

При наружном и внутреннем осмотре воздушно-водяного бака должно быть обращено внимание на следующие возможные дефекты: трещины, надрывы, коррозию стенок. Стенки сосуда при наличии выявленных при осмотре дефектов в защитном покрытии должны быть очищены от металла в этих местах; при обнаружении дефектов металла и их распространения под защитное покрытие последнее должно быть частично или полностью удалено для выявления всех дефектов.

Гидравлические испытания воздушно-водяного бака проводят через каждые 8 лет пробным давлением 600 кПа. Под пробным давлением бак должен находиться в течение 5 мин, после чего давление снижают до рабочего, осматривают сосуд и обстукивают сварные швы молотком массой до 0,5 кг. Поднимать давление до пробного и снижать его до рабочего следует постепенно. Сосуд признается выдержавшим испытания, если: в сосуде не обнаружено признаков разрыва; не замечается течи и остаточных деформаций после испытания. Результаты осмотров и гидравлических испытаний следует заносить в паспорт бака.

При годовом техническом обслуживании проводят профилактический ремонт электродвигателя: разбирают электродвигатель и заменяют смазку подшипников.

Проверяют работоспособность предохранительного клапана. Для этого выключают рубильник перед станцией управления, включают переключатель П-2, закрывают крышку и выключают установку нажатием кнопки «включение» автомата АП-503МТ. Предохранительный клапан должен сработать при давлении 420...460 кПа. Если при повышении давления более 460 кПа клапан не сработает, необходимо выключить установку автоматическим выключателем, выпустить воду из бака, разобрать клапан, устранить обнаруженные дефекты (заедание плунжера или пружины, появление ржавчины и пр.). После установки клапана включить установку, как описано выше, и завинчиванием или отвинчиванием пробки отрегулировать клапан на давление срабатывания 420...460 кПа. После этого выключить переключатель П-2. Вынимают приемный клапан, чистят от ржавчины и осадков, проверяют состояние резиновой прокладки и при необходимости ее заменяют, а также чистят фильтр.

Смазку подшипников электродвигателя заменяют во время профилактического ремонта при годовом осмотре. Перед набивкой свежей смазки подшипники должны быть тщательно промыты бензином. Камеру заполняют солидолом на 2/3 ее объема. Уровень смазки в опорном кронштейне насоса проверяют через контрольную пробку с левой стороны насоса (если смотреть со стороны электродвигателя) при ежемесячном техническом обслуживании. При необходимости доливают машинное масло через заливное отверстие с правой стороны. Уровень масла должен быть ниже заливного отверстия на 15...20 мм.

Воздушно-водяной бак работает под давлением, поэтому эксплуатацию бака следует проводить согласно «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

Работа 2