Шламовые насосы

Шламовый насос перекачивает не воду с примесью, а пульпу — смесь, где твёрдая фаза составляет заметную долю массы. Отсюда все конструктивные отличия: проточная часть из износостойких сплавов, увеличенные зазоры, агитатор, взмучивающий осевший материал перед всасыванием. В каталоге Tsunami от однокиловаттного насоса для строительного котлована до агрегата на 132 кВт для карьерного водоотлива.

Диапазон каталога по этому разделу — производительность 13–711 м³/ч при напоре 11–95 м, мощность двигателей 0,6–132 кВт. Свободный проход проточной части — 10–40 мм. Масса — 16–1320 кг, допустимая глубина погружения — 10–26 м.

Чем шлам отличается от грязной воды

Граница проходит по плотности среды и по абразивности твёрдой фазы. Дренажный насос рассчитан на воду плотностью около 1000 кг/м³ с редкими включениями; шламовый работает со средой плотностью до 2,8 кг/л, где твёрдого может быть до 65 % по массе — такие цифры заявлены для серии Tsunami Ni-Hard. Разница в плотности напрямую бьёт по двигателю: при перекачке пульпы плотностью 1,5 кг/л та же гидравлика потребует в полтора раза больше мощности, чем на чистой воде.

Вторая проблема — износ. Кварцевый песок твёрже обычного серого чугуна, и рабочее колесо, рассчитанное на воду, стачивается за недели. Поэтому у шламовых серий Tsunami проточная часть выполнена из никелевого чугуна (2 % Ni, 2%NI CI Tsunami IS 210 FG 260), рабочее колесо — из хромистого сплава Hi-chrome с содержанием хрома 27 %, вал — из нержавеющей стали SS410.

Серии шламовых насосов Tsunami

Серии различаются не «уровнем качества», а задачей: одни рассчитаны на строительную площадку с редкими запусками, другие — на непрерывный водоотлив в карьере. Производительность в каталоге раздела охватывает 13,2–711 м³/ч, напор 11–95 м, мощность 0,55–132 кВт.

Агитатор: когда он обязателен, а когда мешает

Агитатор — лопастная крыльчатка под всасывающей решёткой. Она разбивает осевший слой и поднимает его в поток, поэтому насос забирает не осветлённую воду сверху, а собственно шлам. Без агитатора погружной насос в отстойнике быстро вырабатывает воронку чистой воды и «висит» вхолостую, пока вокруг стоит нетронутый осадок.

Обратная сторона очевидна на тонком иле и на реагентных смесях: агитатор поднимает всё подряд, включая фракцию, которую в трубопровод пускать не нужно. Для таких сред берут насос без агитатора или поднимают его на подставку. Агитатором оснащены серии Tsunami KTD, Tsunami KTDE, Tsunami KTS, Tsunami NTZ, Tsunami QNS, Tsunami ZJQ, Tsunami Ni-Hard и Tsunami FD(M).

Материалы проточной части и ресурс

Ресурс шламового насоса определяется тем, из чего сделаны три детали: рабочее колесо, всасывающая пластина и корпус улитки. У Tsunami это связка «никелевый чугун + Hi-chrome 27 %». Хромистый сплав держит абразив, никелевый чугун — ударную нагрузку от камней, попавших в проточную часть.

Всасывающая пластина в сериях Tsunami Ni-Hard регулируемая: по мере износа зазор между колесом и пластиной выставляется заново, и насос возвращает паспортную производительность без замены колеса. Приём простой, но именно он растягивает межремонтный интервал на абразиве.

Свободный проход и размер частиц

Свободный проход у шламовых серий Tsunami — 10–40 мм. Цифра означает диаметр шара, который пройдёт через проточную часть, не заклинив колесо. Для пульпы это не главный параметр: песок и мелкий гравий проходят почти в любой шламовый насос, а вот случайный камень, кусок арматуры или окатыш способны остановить агрегат. Поэтому на карьере насос ставят на решётку или в приямок с отбойной стенкой.

Рубашка охлаждения и работа при частичном погружении

Погружной насос охлаждается перекачиваемой средой. Как только уровень падает ниже корпуса двигателя, теплоотвод пропадает, и обмотка перегревается. Рубашка охлаждения снимает это ограничение: смесь дистиллированной воды с гликолем циркулирует по замкнутому контуру вокруг статора и отдаёт тепло в поток, идущий через насос. Серия Tsunami Ni-Hard с рубашкой охлаждения работает при уровне ниже верхней кромки двигателя и в загущённой среде, где обычное охлаждение уже не справляется.

Минимальный уровень, до которого шламовые серии откачивают среду, — 235–450 мм в зависимости от габарита. Ниже этой отметки насос переходит в режим подсоса воздуха, и его нужно останавливать по датчику или поплавку.

Подбор шламового насоса по шагам

1. Состав и плотность среды. Плотность в кг/л и доля твёрдого по массе задают требуемую мощность: на пульпе 1,5 кг/л насос потребляет примерно в полтора раза больше, чем на воде.
2. Производительность. Считают по объёму, который надо убрать за смену, с запасом на прибывающую воду. Диапазон раздела — 13,2–711 м³/ч.
3. Полный напор. Геометрическая высота подъёма плюс потери в трассе. При длинной напорной линии потери на пульпе выше, чем на воде, — вязкость смеси больше.
4. Крупность включений. Если в среде попадаются камни, нужен свободный проход 40 мм и колесо, рассчитанное на удар, — серии Tsunami ZJQ и Tsunami Ni-Hard.
5. Режим работы и уровень. Непрерывная откачка при падающем уровне требует рубашки охлаждения; периодический запуск в котловане обходится без неё.
6. Питание и кабель. Сеть 380 В, длина кабеля от насоса до щита — штатно 1–20 м, большая длина заказывается отдельно.

Электродвигатель и защита

Шламовые серии раздела питаются от сети 380 В, степень защиты IP68, класс нагревостойкости изоляции B, F или F/H в зависимости от серии. Частота вращения — 960 или 1450 об/мин: тихоходное исполнение выбирают там, где абразив агрессивный, поскольку износ проточной части растёт быстрее, чем линейно, с окружной скоростью колеса. Глубина погружения допускается до 26 м, штатная длина кабеля 1–20 м.

Установка, эксплуатация, обслуживание

Насос опускают на твёрдое основание или подвешивают на цепи так, чтобы всасывающая решётка не утыкалась в дно: осадок должен подходить к агитатору, а не забивать вход. Напорную линию собирают с уклоном без провисающих участков — в провисе оседает песок, и после остановки насос стартует на пробку. Кабель крепят к напорному рукаву с петлёй запаса у самого насоса, чтобы натяжение не приходилось на кабельный ввод.

В обслуживании контролируют три вещи: сопротивление изоляции обмотки, состояние масла в камере торцевого уплотнения (появление эмульсии означает, что уплотнение пропускает) и зазор всасывающей пластины. Периодичность зависит от абразивности среды, а не от календаря: на бентоните проверку делают чаще, чем на золошламе.

Где применяют шламовые насосы Tsunami

Поставка и подбор

Мы поставляем шламовые насосы Tsunami со склада в Санкт-Петербурге и под заказ с завода. Для подбора нужны четыре величины: производительность в м³/ч, геометрическая высота подъёма и длина трассы, состав и плотность среды, напряжение питания на объекте.

Если состав среды известен приблизительно, отталкиваемся от аналога — какой насос стоит сейчас и по какой причине его меняют.