Заглибний шламовий насос

Занурювальний шламовий насос для відкачування мулу та абразивних осадів

Задача відкачування щільного шламу

Осад у приямках і відстійниках не залишається зависсю. Пісок та окалина лягають на дно за лічені хвилини, глинисті частинки — за години, і після кількох діб простою на дні лежить ущільнена маса густиною 1,3–1,7 т/м³. Звичайний дренажний насос у такому середовищі знімає верхній шар води. Тверда фаза залишається на місці, шар росте, і рано чи пізно ємність доводиться чистити вручну. Для роботи із щільними осадами застосовуються занурювальні шламові насоси — обладнання, у якого проточна частина від початку розрахована на абразив і високу концентрацію твердого. Чим ця конструкція відрізняється від звичної дренажної, розберемо по вузлах.

Принцип роботи занурювального шламового насоса

Конструктивно це моноблок: електродвигун і відцентрова гідравлічна частина зібрані в спільному корпусі, який працює повністю під рівнем рідини. Забір середовища йде знизу, через всмоктувальну плиту біля самого дна ємності. Робоче колесо — відкритого або напіввідкритого типу, з широкими міжлопатевими каналами: тверді включення проходять через проточну частину, не заклинюючи її. Подача у важких промислових серій сягає 10 000–11 000 л/хв за напору 35–40 м, а типорозміри для локальних задач починаються з 300–500 л/хв і потужності 1,5–2 кВт. Тиск створюється так само, як у будь-якому відцентровому насосі. Різниця — в тому, яке середовище проточна частина витримує без руйнування. Проте у злежаного осаду є властивість, проти якої безсила сама по собі будь-яка гідравліка: він не тече. Цю проблему вирішує агітатор.

Занурювальний шламовий насос з агітатором

Шламовий насос з агітатором (мішалкою) несе на валу, нижче робочого колеса, додаткову крильчатку. Вона обертається біля самого дна і передає злежаному осаду кінетичну енергію: грудки руйнуються, частинки переходять у завись і затягуються в зону всмоктування. Без механічного збурювання насос швидко вихоплює воду над осадом, а ущільнене тверде залишається лежати навколо корпусу і перекриває приплив. Агітатор виготовляють з того самого зносостійкого сплаву, що й робоче колесо, — на важких серіях це чавун із вмістом хрому 27–28 %. З мішалкою шламовий занурювальний насос перекачує пульпу з концентрацією твердого до 60–70 % за масою — проти 5–10 % у дренажних моделей.

Конструкція і матеріали

Проточна частина занурювального шламового насоса збирається з високохромистого чавуну твердістю 650–750 HB (близько 60 HRC): робоче колесо, всмоктувальна плита й агітатор з цього сплаву служать у рази довше за деталі з сірого чавуну. Для кислих стоків, де хромистий чавун кородує, проточну частину виконують з нержавіючих сплавів. Вал ущільнюється подвійним торцевим ущільненням з парами тертя з карбіду кремнію (SiC/SiC), винесеним в окрему масляну камеру: масло змащує пари тертя і відсікає абразив від підшипникового вузла. На промислових серіях у камеру ставлять датчик протікання, а в обмотки — термодатчики, і захист вимикає двигун раніше, ніж пульпа, що потрапила всередину, зруйнує підшипники. Охолоджується двигун перекачуваним середовищем; у частини моделей потік спрямовується вздовж корпусу через охолоджувальну сорочку. Стандартне виконання розраховане на температуру середовища до 40 °C — для гарячих стоків потрібна спеціальна комплектація.

Сфери застосування

На очисних спорудах шламові занурювальні насоси відкачують ущільнений мул і пісок з приямків та відстійників. У будівництві вони працюють із бентонітовими суспензіями при влаштуванні котлованів і «стіни в ґрунті». Кар’єри та гірничо-збагачувальні комбінати використовують їх для перекачування пульпи з піском, гравієм і хвостами збагачення, металургійні виробництва — для чищення ям окалини. Окрема ніша — очищення ставків, пожежних резервуарів і доків від донних відкладів без осушення ємності. У всіх цих задачах насос працює на межі своїх можливостей, тому важливо розуміти, де ця межа проходить.

Обмеження і типові помилки експлуатації

Перевантаження двигуна через густину пульпи. Споживана потужність росте пропорційно густині середовища: на пульпі 1,4 т/м³ насос, підібраний по воді, споживає на 40 % більше. Тому навіть правильно розрахований занурювальний шламовий насос комплектують двигуном із запасом не менше 20 % до потужності на пульпі — інакше тепловий захист зупинятиме відкачування в найгірший момент.

Замулювання напірної лінії при зупинці. Якщо трубопровід укладений з провалами, при кожній зупинці пісок осідає в нижніх точках і поступово цементує лінію. Трубу виводять вертикально вгору одразу від патрубка, далі ведуть з ухилом 2–5 %, а перед плановою зупинкою лінію промивають чистою водою.

Вібрація після простою в шламі. Осад, що злежався навколо корпусу за час стоянки, при пуску потрапляє в колесо шматками. Шматок, що застряг між лопатями, виводить колесо з балансу: з’являється вібрація, прискорено зношуються підшипники. Перед пуском після довгого простою зону всмоктування розмивають водою.

Робота без урахування крупності твердого. Прохідний переріз проточної частини обмежений паспортним розміром частинок. Камінь більший за допустимий не пройде через колесо, і захист від заклинювання тут один — правильно підібрана решітка або кошик на всмоктуванні.

Купити занурювальний шламовий насос в Україні

Підбір починається не з каталогу, а з даних про середовище: густина пульпи, частка і крупність твердого, висота підйому, довжина і трасування напірної лінії. ТОВ «ІНЖИНІРИНГОВІ СИСТЕМИ» розраховує робочу точку за цими параметрами, перераховує потужність на фактичну густину середовища і пропонує виконання з агітатором або без нього — під конкретну задачу, а не «із запасом про всяк випадок». У комплекті постачання — паспорт, гарантія і швидкозношувані частини: колесо, всмоктувальна плита, агітатор.

Ціна занурювального шламового насоса залежить від потужності, матеріалу проточної частини і наявності агітатора, тому порівнювати пропозиції має сенс лише за однакової комплектації. Перед тим як купити занурювальний шламовий насос, запитайте розрахунок робочої точки на вашій пульпі — розбіжність між «каталожною» і фактичною подачею на щільному середовищі сягає десятків відсотків.

FAQ

Як не дати осаду ущільнитися в приямку між циклами відкачування?

Скоротити паузи між відкачуваннями: пісок злежується за години, глина ущільнюється за добу. Якщо приямок працює в накопичувальному режимі тижнями, самого агітатора мало — перед відкачуванням осад розмивають струменем води або ставлять у ємності окрему мішалку.

Яку швидкість тримати в напірній лінії, щоб пісок не осідав?

Для піщаних пульп орієнтир — 1,5–3 м/с. Нижче нижньої межі тверде осідає в трубі, вище верхньої — прискорено зношуються відводи й арматура. Що крупніші частинки, то вища критична швидкість, тому для гравійної пульпи діаметр труби підбирають окремим розрахунком.

Що робити з напірною лінією при аварійній зупинці насоса?

На довгих трасах передбачають зливні крани в нижніх точках: після зупинки пульпу зливають, поки вона не ущільнилася. Якщо кранів немає, лінію продувають або промивають одразу після відновлення живлення — застиглий пісок через добу вже не розмити потоком.

Чому насос вібрує після простою в шламі?

Шматки злежаного осаду при пуску застрягають між лопатями і виводять колесо з балансу. Насос піднімають і очищають проточну частину; якщо пуски після простою регулярні, зону всмоктування розмивають водою до ввімкнення.

Чому перевантажується двигун, хоча насос підібраний правильно?

Найчастіше — зросла густина середовища: підбір робили по воді або по «середній» пульпі, а насос дійшов до щільного придонного шару. Потужність росте пропорційно густині, і запас у 20 % з’їдається вже при 1,2 т/м³. Рішення — двигун більшої потужності або обмеження глибини забору.

Наскільки густий шлам може перекачувати насос з агітатором?

До 60–70 % твердого за масою у важких серій. Вище цієї межі пульпа перестає текти як рідина — там працюють гідророзмив, землесосні комплекси або механічне виймання. Ознака наближення до межі: подача падає, струм двигуна стрибає.

Дренажний чи шламовий насос для води з піском?

Дренажний допустимий при епізодичному вмісті твердого до 5–10 % — наприклад, відкачування приямка після дощу. Постійна робота з піском стирає колесо дренажного насоса за тижні. Якщо абразив у середовищі присутній постійно — лише шламове виконання зі зносостійкою проточною частиною.

Чи може шламовий насос працювати частково зануреним?

Залежить від схеми охолодження. Моделі з охолоджувальною сорочкою зберігають працездатність при зниженні рівня нижче корпусу двигуна, стандартні — вимагають мінімального занурення, вказаного в паспорті. Ризик не лише в перегріві: на малому рівні насос підсмоктує повітря, і торцеве ущільнення працює насуху.