Per risolvere efficacemente problemi come il pompaggio da una grande profondità e la fornitura di acqua a un sistema di approvvigionamento idrico autonomo, è necessario comprendere la progettazione di una pompa sommersa per un pozzo. L'uso di tali pompe consente di pompare acqua dai pozzi, la cui profondità raggiunge gli 80 metri. In questo articolo considereremo come funziona una pompa sommersa, in quali categorie è suddivisa e come scegliere correttamente un dispositivo del genere.
Tipi di apparecchiature di pompaggio per il pompaggio di fluidi liquidi da pozzi
Lo scopo principale delle pompe profonde è pompare un mezzo liquido da una fonte sotterranea e il suo ulteriore trasporto attraverso un sistema di tubazioni a una certa pressione. Vari impianti sono dotati di macchine idrauliche di questo tipo, che, in particolare, comprendono sistemi autonomi di approvvigionamento idrico e igienico-sanitario, impianti di irrigazione, ecc.
A seconda dell'applicazione, le pompe sommerse possono riferirsi a:
- dispositivi per uso industriale, che per la loro elevata potenza sono in grado di sollevare il liquido che pompano da una profondità fino a 1000 metri (tale apparecchiatura è di notevoli dimensioni e trova impiego in vari settori);
- pompe sommerse domestiche utilizzate per garantire il funzionamento efficiente di sistemi autonomi di approvvigionamento idrico per case di campagna e villette estive, nonché per il funzionamento di sistemi di irrigazione (le pompe sommerse di questo tipo sono di dimensioni compatte e sufficientemente elevate in potenza).
Secondo lo schema di installazione, nel pozzo si distinguono pompe sommerse a stelo e senza stelo. I dispositivi del secondo tipo, in particolare, comprendono gruppi di pompaggio con elettropompe centrifughe (ESP).
Una pompa a stelo è una macchina idraulica, il cui motore di azionamento si trova sulla superficie della terra, all'esterno del pozzo, mentre solo la sua parte di aspirazione è immersa nel mezzo liquido pompato. Le aste presenti nella progettazione di un tale dispositivo sono atte a trasferire la spinta generata dal motore di azionamento alla parte di aspirazione.
Il motore di azionamento delle pompe senza stelo si trova nello stesso alloggiamento con il meccanismo di aspirazione ed è immerso nel liquido pompato insieme ad esso. Tali dispositivi sommergibili sono i più utilizzati, poiché sono più convenienti sia durante l'installazione che durante il funzionamento.
Le apparecchiature di pompaggio sommergibili sono anche suddivise in vari tipi in base al design e al principio di funzionamento. Quindi, a seconda di questi parametri, si distinguono le pompe a sede profonda di tipo centrifugo e a vortice o vibrazione.
Una pompa centrifuga sommersa è un dispositivo il cui corpo principale di lavoro è una ruota con pale montate su un albero azionato da un motore elettrico. Quando una tale ruota (girante) ruota, il liquido pompato nella camera interna, sotto l'azione della forza centrifuga esercitata su di esso, viene lanciato alle pareti della camera, il che contribuisce all'espulsione del fluido nel tubo di pressione . Allo stesso tempo, nella parte centrale della camera si crea una rarefazione dell'aria, per cui una nuova porzione del liquido pompato viene aspirata dal tubo situato nel pozzo.
Pompa sommergibile a fondo pozzo "Dzhileks"
Per evitare che inclusioni solide contenute nel liquido pompato entrino all'interno della pompa centrifuga sommersa, tali dispositivi devono essere utilizzati completi di filtri grossolani installati sulla tubazione di alimentazione. Lo svantaggio più significativo delle pompe centrifughe, che possono essere azionate tutto l'anno, è il loro costo piuttosto elevato rispetto al prezzo delle apparecchiature a vortice.
Le pompe profonde a vortice (o vibrazione) vengono utilizzate nei casi in cui è necessario pompare l'acqua da un pozzo poco profondo. Il principio di funzionamento di dispositivi di questo tipo è che al loro interno si creano vibrazioni ad alta frequenza, che mettono in moto il pistone meccanico. Quest'ultimo garantisce l'aspirazione del mezzo pompato dal tubo di alimentazione.
I vantaggi più significativi delle pompe considerate includono:
- dimensioni compatte;
- basso costo (rispetto al prezzo delle pompe centrifughe);
- consumo energetico minimo.
Tra gli svantaggi delle pompe sommerse a vortice si distinguono solitamente:
- distruzione delle pareti del pozzo dalle vibrazioni (è possibile ridurre al minimo l'effetto vibrazionale della pompa a vortice sulle pareti del pozzo se sul suo corpo vengono applicati anelli di gomma);
- bassa potenza;
- produttività piuttosto bassa del mezzo liquido di pompaggio.
Pompa a vibrazione per il pozzo "Kid"
Caratteristiche di progettazione delle pompe profonde
Il dispositivo della pompa profonda e le sue caratteristiche progettuali sono in gran parte determinati dal principio di funzionamento e dal tipo di motore di azionamento di questa macchina idraulica. L'aspirazione del liquido pompato quando si utilizzano tali pompe viene effettuata attraverso un apposito tubo posto nel pozzo del pozzo in manutenzione o nel pozzo. Un cavo elettrico posto in una guaina protettiva è responsabile dell'alimentazione del motore di azionamento, posto ad una certa profondità.
Nel dispositivo di una pompa da pozzo di tipo centrifugo si possono distinguere due parti principali:
- un motore di azionamento, che può essere integrato o esterno;
- direttamente alla parte di pompaggio dell'apparecchiatura.
Se il motore di azionamento della pompa è integrato, di solito viene posizionato nella parte inferiore del dispositivo. L'assunzione di acqua quando si utilizzano pompe di questo tipo può essere effettuata sia attraverso la parte superiore che attraverso la parte inferiore del loro alloggiamento. La preferenza in questo caso è data all'aspirazione del liquido pompato attraverso la parte inferiore del corpo, in quanto ciò consente di pulire la parte profonda del pozzo dal limo e dalla sabbia che vi si accumulano. I dispositivi di pompaggio sommergibili, che sono molto convenienti, sono raffreddati dal mezzo liquido in cui sono collocati. Ciò consente di proteggere tali dispositivi dal surriscaldamento, che può renderli rapidamente inutilizzabili. Le pompe per pozzi profondi di tipo centrifugo, sebbene siano più complesse nella progettazione rispetto ai dispositivi di vibrazione, si distinguono per una maggiore affidabilità, prestazioni e una maggiore durata.
I principali elementi strutturali delle pompe sommerse a vortice sono l'alloggiamento, un vetro speciale, un motore di azionamento e un vibratore. Il vibratore in questi dispositivi è l'elemento strutturale più complesso, costituito da un ancoraggio, un ammortizzatore in gomma e rondelle di controllo. Le condizioni necessarie per l'aspirazione del fluido dal pozzo, effettuata da una pompa a vibrazione, sono create dal suo ammortizzatore in gomma, che viene compresso e sbloccato durante il funzionamento di tale dispositivo.
Un elemento obbligatorio dell'attrezzatura per le apparecchiature di pompaggio sommergibile è un filtro grosso che protegge l'interno di tali dispositivi dall'ingresso di solidi contenuti nel mezzo pompato. Per garantire un funzionamento più efficiente delle apparecchiature di pompaggio sommergibili e garantirne la protezione da fattori negativi, vengono utilizzati vari sensori che arrestano automaticamente la pompa in caso di situazioni di emergenza (contenuto troppo elevato di limo e sabbia nel liquido pompato, diminuzione del livello dell'acqua nel pozzo, ecc.).
Tra i vari tipi di apparecchiature di pompaggio utilizzate per pompare acqua da un pozzo o da un pozzo, i dispositivi sommergibili sono i più popolari. Questa popolarità è spiegata da una serie di vantaggi delle pompe sommerse, che includono:
- nessun rumore durante il funzionamento;
- la capacità di garantire un approvvigionamento idrico ininterrotto da un pozzo servito;
- facilità di installazione;
- la capacità di fornire acqua da pozzi di notevole profondità;
- dimensioni compatte;
- nessuna necessità di raffreddamento aggiuntivo del motore di azionamento;
- proprietà anticorrosione dei materiali di cui è composta la carrozzeria.
È praticamente impossibile fare a meno di una pompa profonda se la profondità del pozzo da cui deve essere pompato il liquido supera i 10 metri.
Quando si sceglie un dispositivo del genere, è necessario prestare attenzione a parametri come:
- il fabbisogno totale di punti di presa d'acqua in acqua, che la pompa prescelta deve fornire;
- caratteristiche del pozzo da cui deve essere pompata l'acqua (diametro e profondità);
- dati geologici dell'area in cui è stato perforato il pozzo (profondità alla quale si trova la falda freatica, tipo di suolo, ecc.);
- la presenza nel sito in cui è prevista l'installazione di apparecchiature di pompaggio, una fonte di alimentazione.
