Как работает дренажный насос: что внутри и почему он гудит, но не качает

Третий день идёт дождь, гидроизоляция подвала не справилась, и воды набралось по щиколотку. Вы опускаете насос в воду, включаете его, он гудит, а уровень не меняется. Бывает и наоборот: насос в колодце щёлкает каждые полминуты, хотя воды там почти нет. Чаще всего дело не в заводском браке.

Содержание:

• Из чего состоит дренажный насос
• Почему насос гоняет воду, но не умеет качать воздух
• Чем насос для грязной воды отличается от насоса для чистой
• Как работает поплавок насоса
• Куда пропадают литры: высота, шланг и обратный клапан
• Насос ведёт себя странно: шпаргалка
• Ещё по теме

Из чего состоит дренажный насос

Дренажный насос: принцип работы и устройство — как у любого центробежного, только всё собрано в герметичный цилиндр и предназначено для использования в воде. Внутри корпуса шесть узлов, и у каждого своя задача:

Решётка внизу служит заодно опорой: на ней насос стоит на дне. Прямо над ней, внутри корпуса, расположено рабочее колесо, или импеллер, — диск с изогнутыми лопатками, насаженный на вал двигателя. Колесо окружает корпус-улитка с выходным патрубком, к которому подключается шланг.

Выше расположен двигатель в стальном или пластиковом кожухе со степенью защиты IP68: тут мотор рассчитан на длительное погружение. Однофазный мотор запускается через конденсатор, а в обмотку встроена тепловая защита. Если мотор перегрелся, защита его остановит, а когда он остынет, включит снова. Мощность бытовых моделей — примерно от 250 до 1300 Вт: этого с запасом хватает, чтобы перекачивать тысячи литров в час.

Самое тонкое место — вал, который соединяет мотор с колесом. Колесо вращается в воде, но мотор должен оставаться сухим. Учитывая, что вал проходит сквозь перегородку между ними, по зазору вокруг него вода просочилась бы к обмоткам.

Этот путь перекрывает торцевое уплотнение: два кольца, одно вращается вместе с валом, второе неподвижно закреплено в корпусе. Их торцы отшлифованы до зеркальной гладкости и прижаты друг к другу пружиной, поэтому между ними не проходит ничего, кроме тончайшей плёнки жидкости, которая смазывает кольца.

В хороших насосах таких пар две, а между ними находится камера с маслом. Нижнюю пару, со стороны колеса, смазывает сама вода, верхнюю — масло. Если нижняя пара износится и начнёт пропускать воду, вода сначала попадёт в масло, а не в мотор. А когда насос работает без воды, масло ещё какое-то время смазывает и охлаждает кольца. Сам мотор охлаждается циркуляцией воды вокруг кожуха, поэтому погружная помпа должна стоять под водой целиком.

Почему насос гоняет воду, но не умеет качать воздух

Самая частая жалоба владельцев — насос гудит, а вода не идёт. Чтобы понять причину, сначала разберёмся, как колесо перемещает воду.

Вращаясь, колесо раскручивает воду между лопатками, и центробежная сила отбрасывает её к краю — так же, как отлетают брызги с крутящегося зонта. С края колеса разогнанный поток воды попадает в улитку, канал которой постепенно расширяется. В широком канале поток замедляется, но энергия движения никуда не пропадает: она переходит в давление. Это давление и выталкивает воду через патрубок в шланг. Тем временем в центре колеса, откуда воду отбросило к краю, давление падает, и туда через решётку подтягивается новая порция воды.

Сила, с которой колесо отбрасывает вещество к краю, зависит от его массы: воду оно отбрасывает с большой силой, а воздух почти ничего не весит. Воздух примерно в 800 раз легче воды, и давление, которое колесо создаёт на воздухе, во столько же раз меньше. Если насос поднимает воду на 9 м, то на воздухе он развивает давление, как у водяного столбика высотой около сантиметра.

Поэтому, если у вала застрял пузырь, вытолкнуть его в шланг, где стоит вода, насосу нечем. Тогда колесо вращается в воздухе вхолостую, мотор гудит, а уровень воды не меняется. Так выглядит воздушная пробка. Поэтому при первом погружении насос стоит наклонить: пузырь выйдет из-под корпуса, и вода пойдёт как надо.

Работа без воды, или сухой ход, опасна ещё и тем, что мотор перестаёт охлаждаться, а нижняя пара колец уплотнения лишается смазки — её, как мы помним, смазывает вода. Масла в камере хватает ненадолго, поэтому за уровнем воды следит поплавок.

Чем насос для грязной воды отличается от насоса для чистой

Как работает дренажный насос для грязной воды? Почти так же, как насос для чистой: двигатель, уплотнения и поплавок у них одинаковые. Различается проточная часть — каналы, по которым идёт вода: каналы и зазоры в ней шире. Насос для чистой воды пропускает частицы до 5–10 мм, для грязной — 20–40 мм. Чем дренажный насос отличается от фекального и скважинного, мы рассказывали отдельно.

Колесо у насоса для грязной воды обычно открытое. У закрытого колеса лопатки зажаты между двумя дисками, как начинка в сэндвиче, а у открытого переднего диска нет, и листьям с песком негде застрять между лопатками.

Самое хитрое устройство дренажного насоса для грязной воды у вихревого насоса: его колесо утоплено в нишу корпуса, в сторону от основного потока. Колесо закручивает воду в вихрь, и уже этот вихрь гонит воду к патрубку, поэтому камешек проходит мимо лопаток и не клинит их. За это приходится платить снижением КПД: при той же мощности вихревой насос качает слабее.

На коробке насоса для грязной воды указывается максимальный размер частиц, например 35 мм. Не путайте эту цифру с износостойкостью: она означает лишь, что частицы такого размера пройдут через решётку. Постоянно качать воду с песком насос не должен: песок действует как абразив и постепенно стачивает колесо и корпус.

У насосов для грязной воды есть ещё один минус — остаточный уровень, то есть слой воды, который насос не может подхватить. Модели для чистой воды с забором у самого дна оставляют пару миллиметров, вихревые — 25–50 мм. Поэтому в подтопленный подвал часто ставят два насоса: грязевой для основной откачки и плоский, чтобы забрать остаток.

Как работает поплавок насоса

Как работает дренажный насос с поплавковым выключателем, понятно по самому поплавку: в его герметичном корпусе находятся стальной шарик и микровыключатель. Пока уровень воды низкий, поплавок висит на кабеле носом вниз. Когда вода поднимается, он всплывает и наклоняется, как правило, примерно на 45°. При таком наклоне шарик перекатывается и нажимает на клавишу микровыключателя, и насос включается.