מדריך שלם למשאבות מים

1. סקירה כללית של משאבת המים
משאבות, כציוד מרכזי להובלת נוזלים, נמצאות בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון תעשייה, חקלאות וחיי היומיום. באמצעות סיבוב האימפלר, הם מרימים נוזלים מרמות נמוכות לגבוהות יותר, או מעבירים אותם ממקום אחד למשנהו כדי לעמוד בדרישות התהליך השונות. ישנם סוגים רבים של משאבות, וכאשר בוחרים אחת, יש צורך לשקול באופן מקיף את תרחישי היישום הספציפיים ואת דרישות הביצועים.
2. סקירה כללית של משאבות
משאבות, שהן מכשירים מכניים להובלת נוזלים או להגברת הלחץ שלהם, ממלאות תפקיד מכריע בפרויקטי בנייה. הם אחראים בעיקר על הובלת מים ביתיים ותעשייתיים ומהווים את מקור הכוח המרכזי של מערכת אספקת המים בבניין. עקרונות העבודה של משאבות משתנים, אך ניתן לסווג אותן באופן נרחב לשלושה סוגים: משאבות צנטריפוגליות, משאבות זרימה צירית ומשאבות זרימה מעורבת. ביניהן, משאבות צנטריפוגליות הן הנפוצות ביותר בפרויקטי בנייה, ותפקידיהן מגוונים, לרבות משאבות אספקת מים, משאבות מים חמים, משאבות כיבוי אש, משאבות הרמה לביוב ומשאבות סחרור ועוד. בנוסף, חשובים מאוד גם פרמטרים טכניים להערכת ביצועי המשאבות, המכסים היבטים כגון קצב זרימה, גובה יניקה, ראש, הספק ויעילות גל.
תקנים קשורים
לאחר השגת הבנה של הידע הבסיסי של משאבות מים, בדקנו עוד את התקנים בתעשייה הקשורים אליהם. תקנים אלה מכסים היבטים שונים כגון התנאים הטכניים של משאבות טבולות בשימוש טוב-, השיטות למדידת זרימת משאבות, ומפרטי ההתקנה והקבלה של משאבות, המספקות הנחיה ברורה לתכנון, ייצור ושימוש במשאבות מים.
הרכב משאבת המים
לאחר מכן, נעמיק במבנה הפנימי של משאבת המים.

על פי המבנה העיקרי של המשאבה, ניתן לחלק אותה לשבעה חלקים מרכזיים: רכיב היניקה, האימפלר, רכיב הפריקה, רכיב התמיכה, רכיב אטם הציר, מכשיר האיזון ושאר התקני עזר. רכיב היניקה ממוקם לפני האימפלר ואחראי בעיקר להנחיית הנוזל בצורה חלקה לתוך האימפלר. האימפלר, כאלמנט העבודה הליבה של המשאבה, אחראי להמרת אנרגיה מכנית ביעילות לאנרגיית הנוזל. רכיב הפריקה, הממוקם בדרך כלל סביב האימפלר או מאחוריו, מתפקד לאסוף ולפרוק את הנוזל הזורם החוצה מהאימפלר, תוך המרת חלק מהאנרגיה הקינטית לאנרגיית לחץ. רכיב התמיכה אחראי לאפשר לאימפלר להסתובב ולבצע עבודה ביעילות, וכן לשאת חלק מהכוחות הציריים והרדיאליים. לרכיב אטם הפיר יש חשיבות מכרעת מכיוון שהוא יכול למנוע דליפה של נוזל בלחץ גבוה- בתוך המשאבה או כניסת אוויר למשאבה. מכשיר האיזון משמש בעיקר כדי לאזן או להפחית את הכוח הצירי, מה שמבטיח את הפעולה היציבה של המשאבה. בנוסף, ישנם מכשירי עזר נוספים כמו מכשירי שימון והתקני קירור, המבטיחים יחד את יעילות ואמינות המשאבה.
בנוסף, דגם המשאבה חיוני גם להבנת התכונות המבניות וביצועי העבודה שלה. לסוגים ומפרטים שונים של משאבות יש דגמים שונים. להלן מספר דגמי משאבות נפוצים ומשמעויותיהם: משאבת משאבה מסוג BA, כגון 8BA-18A, כאשר 8 מייצג את קוטר מפרק צינור היניקה כ-8 אינץ', BA מציין-משאבה צנטריפוגלית חד- חד-שלבית יניקה שלוחה, ו-18 הוא ייצוג פשוט של קוטר חוץ של האימפלר הספציפי. המשאבה מסוג SH, כגון 48SH-22, 48 מייצגת את קוטר מפרק צינור היניקה כ-48 אינץ', שהם בקוטר של 1.2 מטר, SH מציינת משאבה צנטריפוגלית אנכית-דו-שלבית-יחידה מפוצלת אופקית, ו-22 הוא ערך פשוט של המהירות הספציפית. המשאבה מסוג DA, כגון 3DA8x9, 3 מייצגת את קוטר צינור היניקה כ-3 אינצ'ים, DA מציינת משאבה צנטריפוגלית רב-שלבית מפולחת, ו-8 ו-9 מייצגות בהתאמה את המהירות הספציפית ומספר שלבי האימפלר. המשאבה מסוג DG, כגון DG270-150, DG מייצגת משאבת הזנה לדוד, 270 ו-150 מייצגות את קצב הזרימה ולחץ היציאה בהתאמה. המשאבות מסוג N ו-NL, כגון 8NL-12, 8 מייצגות את קוטר פתח צינור היניקה כ-8 אינץ', N מציינת משאבת עיבוי, L מציינת מבנה אנכי, ו-12 הוא ערך מפושט של הראש החד-שלבי. באמצעות מודלים אלו נוכל לקבל הבנה מעמיקה של הביצועים והמאפיינים השונים של המשאבות.
כללי השמות עבור משאבות מסוג NB, NBA, GN ו-GNL הם כדלקמן: N מייצג משאבת עיבוי, B מציין סוג תלוי, BA מציין סוג סוגר, G מציין ראש יניקה גבוה יותר, ו-L מציין סוג אנכי. אם ניקח לדוגמא את משאבת 6PWL, משאבה מסוג PW, כאשר 6 מייצג את קוטר צינור הפריקה באינצ'ים, P מציין משאבת טומאה, W מציין שפכים, ו-L הוא הערך הפשוט של ראש-השלבי. ומשאבת מסוג XB, כגון XBD-20-50-HY, שמה כולל XB המציין משאבת כיבוי אש, D המציין הנעה מנוע, 20 ו-50 מייצגים את קצב הזרימה הנקוב של 20 L/s והלחץ המדורג של 50 מטר לחץ עמודת מים בהתאמה, ו-HY מציין משאבת לחץ קבוע.
3. הסבר מפורט על פרמטרי המשאבה
קצב זרימה: מתייחס ליכולת של המשאבה להעביר נוזל ביחידת זמן, המתבטאת בדרך כלל ב-m3/h (מטר מעוקב לשעה) או L/s (ליטר לשנייה).
ראש: זה מתייחס לאנרגיה שמפעילה משאבה על יחידת משקל של נוזל. זה נמדד בדרך כלל ביחידות כגון m (מטר של עמודת מים) או MPa (מגה-פסקל של לחץ).
יעילות: זה משקף את מצב ניצול החשמל של משאבת המים במהלך תהליך הרמת המים. זה מחושב כיחס בין ההספק האפקטיבי להספק הציר.
כוח: זה כולל כוח פיר וכוח יעיל. כוח פיר הוא הכוח שהמנוע מעביר לפיר המשאבה דרך ציוד ההולכה, בעוד שהכוח האפקטיבי הוא ההספק המתקבל על ידי זרימת המים בתוך המשאבה.
מהירות: מתייחס למספר הסיבובים לדקה של האימפלר של המשאבה.
דגם: קוד ייחודי המשקף באופן מקיף את ביצועי משאבת המים.
ראש יניקה: ידוע גם בשם "גובה יניקה-עצמי מרבי", הוא מתייחס לגובה המרבי שבו משאבת המים יכולה לשאוב מים באופן אוטומטי ללא עזרת צינור יניקה. נוסחת החישוב שלו היא [ראש יניקה=10.33 (לחץ אטמוספרי סטנדרטי) - שולי קוויטציה - 0.5 (מרווח בטיחות)].
בנוסף, ישנם קוטר כניסת משאבה וקוטר יציאה, המתייחסים בהתאמה לקוטרי הצנרת של צינורות המים המחוברים לכניסה וליציאת המשאבה. יחד עם זאת, שולי הקוויטציה הם גם פרמטר מרכזי, המייצג את עודף האנרגיה של הנוזל ליחידת משקל בכניסת היניקה של המשאבה העולה על לחץ האידוי. היחידה היא m (מטרים).

פרמטרים מרכזיים ונקודות בחירה
למיקום משאבת המים יש דרישות ספציפיות לגבי מרווח התשתית והמרחק מהקיר. עבור משאבות בעלות הספק של פחות מ-22KW, המרווח המינימלי של הקרן הוא 0.4 מטר והמרחק המינימלי מהקיר הוא 0.8 מטר; עבור משאבות בעלות הספק הנע בין 22KW ל-55KW, המרווח המינימלי של הקרן צריך להיות 0.8 מטר והמרחק המינימלי מהקיר הוא 1.0 מטר. עבור משאבות בעלות הספק העולה על 55KW, המרווח המינימלי של הקרן והמרחק מהקיר צריכים להיות לפחות 1.2 מטר כל אחת.
בעת בחירת משאבת מים, קצב הזרימה והראש הם גורמי המפתח. קצב הזרימה צריך להיות לפחות קצב הזרימה המיידי המרבי או פי 1.1 עד 1.15 מקצב הזרימה היומי המרבי. יחד עם זאת, יש להתייחס במלואו להפרש הגבהים בין המשאבה לנקודת ניצול- המים הקטנה ביותר וכן את אובדן ראש המים בצנרת. בנוסף, יש צורך להתייעץ עם הדוגמאות של כל יצרן משאבות מים, לבחור סדרת משאבות העומדות בביצועים הבסיסיים על סמך טבלת הספקטרלים של סדרת המשאבות, ולשקול באופן מקיף את הפרמטרים וההצעות הכוללות של כל סדרת משאבות כדי לבצע את הבחירה האופטימלית.
מבחינת מפרטים ודגמים, למדדי הביצועים-לחיסכון באנרגיה של הציוד יש משמעות רבה, כולל יעילות מנוע, יעילות משאבה ויעילות כוללת. אינדיקטורים אלה בדרך כלל לא צריכים להיות נמוכים מפרמטרים ספציפיים. יחד עם זאת, יש לשים לב גם לפרמטרים סטנדרטיים נוספים כגון גודל היחידה. ניתן להתאים את הגודל בהתאם לגודל היצרן, אך יש לקחת בחשבון גם את המגבלות של אתר ההתקנה באתר-.
אם היצרן מספק את הצעת המחיר ישירות, כתובת המשלוח נמצאת בדרך כלל באתר הפרויקט. עם זאת, יש להודיע ​​בבירור על מיקום הציוד ולהסכים עליו בנפרד עם קבלן המשנה של ההתקנה. חוץ מזה, במהלך קבלת הציוד והתקנת הציוד, יש לשים לב לסדרה של עניינים כדי להבטיח שניתן יהיה להפעיל את משאבת ספרינקלרים אוטומטית בבטיחות וביעילות.

הובלה והתקנה של משאבות מים
לאחר היציאה מהמפעל, משאבת המים מועברת בדרך כלל בכביש באמצעות משאיות. במהלך תהליך ההרמה, יש צורך להקפיד על הוראות היצרן ולהשתמש באוזני ההרמה של הציוד להרמה יציבה. כמו כן, ודא שהוא ימנע מקטעים גבשושיים במהלך ההובלה כדי להפחית רעידות מיותרות. שימו לב שמשאבת המים עברה בדיקות וניפוי מפורטות לפני יציאתה מהמפעל, ולכן יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להגנה על המוצר המוגמר במהלך ההתקנה.
מיקום ההתקנה של המשאבה הוא בעל חשיבות חיונית. זה חייב לעמוד בדרישות של גובה ואקום היניקה המותר. יחד עם זאת, יש צורך להבטיח שהבסיס יציב ומפולס כדי להבטיח שכיוון הסיבוב של מכונות הכוח תואם לזה של המשאבה. במהלך תהליך ההתקנה, אם המשאבה ומכונת הכוח מחוברים באמצעות פיר, מרכז הצירים חייב להיות על אותו קו ישר כדי למנוע רעידות מיותרות ובלאי חד-צדדי של המסבים במהלך פעולת היחידה. אם נעשה שימוש בהנעת רצועה, יש לשמור על קווי המרכז של הצירים במקביל ויש ליישר את גלגלות הרצועה.
יתר על כן, כאשר מתקינים מספר יחידות באותו חדר מכונות, צריך להיות מרחק של לפחות 800 מ"מ בין כל יחידה ובין כל יחידה לקירות. יש לשמור על צנרת היניקה של משאבת המים אטומה היטב ולמזער את מספר העיקולים ושסתומי השער. בעת הוספת מים, יש לנקז את האוויר לחלוטין על מנת להבטיח שלא יצטבר אוויר בצינור במהלך הפעולה. צינור היניקה צריך להיות נוטה מעט כלפי מעלה ולחבר לפתח היניקה של משאבת המים, ולפתח היניקה צריך להיות עומק שקוע מסוים. לבסוף, יש לצקת את החורים השמורים על יסוד המשאבה בהתאם לגודל הספציפי של המשאבה.
נקודות המפתח במהלך התקנת הציוד כוללות: מיקום ההתקנה של משאבת המים צריך להיות קרוב ככל האפשר למקור המים כדי לקצר את אורך צינור היניקה; הבסיס באתר ההתקנה חייב להיות יציב. עבור משאבות מים קבועות, יש לבצע את ההכנה לבסיס המשאבה (בסיס משאבות סט) מראש.
2. יש לשמור על צנרת הכניסה אטומה באופן אמין, במיוחד עבור צינורות בקוטר גדול מ-DN200, יש לספק תומכים מיוחדים כדי להבטיח יציבות.
3. יש להתקין את המשאבה ואת בסיס המנוע בצורה אופקית ומחוברת היטב לבסיס. אם נעשה שימוש בהנעת רצועה עבור המכונה והמשאבה, ודא שהצד ההדוק של הרצועה נמצא בתחתית כדי להשיג העברה יעילה, וכיוון הסיבוב של אימפלר המשאבה חייב להיות עקבי עם חיווי החץ. אם נעשה שימוש בתמסורת צימוד, המכונה והמשאבה חייבים להיות קואקסיאליים לחלוטין.
4. מיקום ההתקנה של המשאבה חייב לעמוד בדרישות של גובה ואקום היניקה המותר, והבסיס חייב להיות מפולס ויציב כדי להבטיח שכיוון הסיבוב של מכונות הכוח תואם לזה של המשאבה.
5. יש לאטום היטב את צינור היניקה של משאבת המים כדי לצמצם את מספר העיקולים ושסתומי השער. בעת הוספת מים, יש לנקז לחלוטין את האוויר, ולא אמורה להיות הצטברות אוויר בצינור במהלך הפעולה. צינור היניקה צריך להיות נוטה מעט כלפי מעלה ולחבר לכניסת המשאבה, והכניסה חייבת להיות בעלת עומק שקוע מסוים.
משלים והערות
בהזמנת ערכת המשאבה בתדר משתנה כחבילה, בדרך כלל כלולים רכיבים כגון ארון בקרת תדר משתנה, מיכל לחץ אוויר ובסיס היחידה. בעת בחירת המשאבה, יש לשים לב כי היא תוצר הליבה של ציוד אספקת המים בתדר משתנה וקובע ישירות את קיבולת אספקת המים. יחידת המשאבה בתדר משתנה היא לרוב פעולה מקבילה של מספר משאבות, כאשר אחת מהן משמשת כמשאבת גיבוי.
מבחינת מצב בקרה, האפשרויות הבאות זמינות: המשאבה הראשית פועלת באופן רציף בעוד משאבת העזר מבצעת סיבוב אוטומטי; או המשאבות הראשיות והמשאבות העזר מסתובבות לסירוגין. זאת כדי למנוע ממשאבת ההמתנה להישאר במצב לא פעיל במשך זמן רב, מה שעלול להוביל לכשל. ארון הבקרה החשמלי הנלווה מחולק לסוג בקרת ממסר קונבנציונלי וסוג בקרת מהירות בתדר משתנה. ניתן לשלוט בחלק המדידה והבקרה באמצעות מד לחץ מגע חשמלי או חיישן לחץ.
בבחירת בקר יש לתת עדיפות לפתרון שיכול לתת מענה לבעיית התנודה של המשאבה כאשר מתרחשת הזרימה הקריטית. יחד עם זאת, ודא שהאביזרים כגון ממיר התדרים והמפסק הם של מותגים- באיכות גבוהה, מה שיקל על תחזוקה ורכישת חלקי חילוף.
לגבי בחירת מיכלי לחץ, מומלץ לבחור במיכלי חידוש אוויר אוטומטיים (חידוש אוויר סילוני או חידוש אוויר משאבה קטנה). מיכלים אלה יכולים לזהות ולמלא אוויר אוטומטית, מה שמבטיח שמיכל הלחץ נמצא תמיד במצב אחסון האנרגיה המקסימלי. הם אינם מוגבלים על ידי שיטת ההתקנה של הציוד, אשר תורמת לתכנון של אינטגרציה חשמלית-מכנית, וגם חסכונית-.
למיכל הלחץ פונקציית זיהוי אוטומטית, שיכולה לחדש אוויר בהתאם לדרישה, ובכך להבטיח שהוא תמיד במצב אחסון אנרגיה מקסימלי.
שיטת ההתקנה של מיכל הלחץ היא גמישה. זה יכול לעבוד כרגיל בין אם הוא מותקן בנפרד או מחובר בסדרה ברשת הצינורות.
האמינות של מיכל הלחץ שופרה משמעותית.
התקן אחסון האנרגיה המצויד במכשיר לחידוש אוויר אוטומטי הוא עצמאי יחסית בעיצובו, מה שמפשט את תהליך התכנון.