Jak działa pompa głębinowa?

Podstawy działania pompy głębinowej

Wirnik w pompach głębinowych zbudowany jest z osadzonych na osi łopatek, które mogą być wykonane z różnych materiałów: metali lub wytrzymałych mechanicznie tworzyw sztucznych. Zazwyczaj jest on jednostopniowy i wystarcza do większości popularnych zastosowań. W przypadku pomp, które mają za zadanie wytworzenie wysokiego ciśnienia wody lub przetłoczenie jej na dużą wysokość, wirniki tworzą strukturę wielostopniową. Dzięki temu, że poruszają się one w komorach dyfuzorów, woda w każdym kolejnym stopniu osiąga wyższe ciśnienie.

Alternatywą dla wirnikowych pomp głębinowych są pompy ślimakowe, w których wirnik zastąpiono elementem rotacyjno-wyporowym. Modeli tego typu nie cechuje wprawdzie wysoka wydajność, jednak są one w stanie wytworzyć bardzo wysokie ciśnienie, a ponadto umożliwiają dużą wysokość podnoszenia wody. Specyficzna budowa pomp ślimakowych powoduje, że nie ma potrzeby stosowania w nich zaworów zwrotnych, ponieważ nie dochodzi do cofania się wody z instalacji do studni. Pompa ślimakowa ma prostszą budowę w porównaniu do modeli wirnikowych, dzięki czemu dobrej jakości automaty renomowanych producentów mogą być użytkowane przez kilkadziesiąt lat.

Wirnik lub ślimak napędzany jest zamkniętym w hermetycznej obudowie jedno- lub trójfazowym silnikiem elektrycznym, na którym jest on pionowo osadzony. Za chłodzenie silnika odpowiada strumień wody lub innej cieczy opływającej pompę. Z kolei przeniesienie napędu z silnika na wirnik lub osadzone na wspólnej osi wirniki jest możliwe dzięki sprzęgle, które przenosi energię z wału silnika na wał pompy. Rozwiązanie ze sprzęgłem stosowane jest bardzo często w dużych modelach głębinowych, które do transportu mają rozdzielony silnik od części hydraulicznej. W przypadku pomp monoblokowych silnik oraz wirnik lub ślimak osadzone są na wspólnej osi, co pozwala na uproszczenie budowy i skompaktowanie wymiarów.

Praca pompy głębinowej polega na podaniu zasilania do silnika. Ruch jego osi powoduje jednocześnie ruch wirnika, który generuje ciśnienie wody, a to z kolei zamienia się w energię kinetyczną wymuszającą jej ruch w kierunku rurociągu tłocznego, przyłączonego za pomocą gwintu lub kołnierza montażowego. Woda zasysana jest przez część ssawną, której lokalizacja to podstawa wirnika, jednak nad silnikiem, co zapewnia jego chłodzenie przez wodę przepływającą w wąskiej studni wierconej. W przypadku, kiedy studnia ma średnicę dużo większą niż średnica pompy, konieczne jest zastosowanie rury osłonowej, kierującej przepływem wody wzdłuż obudowy silnika. Zaniedbanie tego może doprowadzić do przegrzania silnika pompy i przerw w pracy urządzenia. Siła, z jaką tłoczona jest woda ze studni, zależy przede wszystkim od mocy silnika, konstrukcji wirnika oraz od jego prędkości obrotowej. Podobnie jest w przypadku napędów ślimakowych.

Wszystkie pompy ślimakowe mogą pracować zarówno w pozycji pionowej, jak i poziomej, podczas gdy wśród modeli wirnikowych zdecydowana większość automatów może pracować wyłącznie w pozycji pionowej – ze względu na sposób chłodzenia silnika. Pompy ślimakowe pozostają odporne na zapiaszczenie oraz zażelazienie wody, dzięki czemu ich hydraulika nie blokuje się. Chroni to skutecznie całe urządzenie przed uszkodzeniem. W przypadku modeli wirnikowych taką możliwość dają tylko urządzenia z tzw. pływającymi wirnikami.

Działanie systemów zabezpieczających

Obecnie większość modeli pomp głębinowych zaopatrzona jest w systemy elektroniczne mające za zadanie ochronę urządzenia przed zdarzeniami, które mogłyby skutkować uszkodzeniem lub zniszczeniem. Do najważniejszych należą czujniki termiczne, chroniące silnik przed przegrzaniem oraz przed pracą na sucho. Suchobieg w przypadku pompy głębinowej zaburza chłodzenie silnika oraz smarowanie łożysk, które na skutek tego nadmiernie się zużywają. To z kolei prowadzi do ich przegrzania. Sam czujnik termiczny nie ochroni przed suchobiegiem, ponieważ pozwoli on na uruchomienie silnika, kiedy jego temperatura spadnie poniżej określonego poziomu. Zabezpieczenie przed suchobiegiem opiera się na działaniu przetwornicy częstotliwości, która wykrywa zmianę w pracy pompy na skutek braku pobierania wody i zatrzymuje silnik. Po upływie kilku minut system wznawia pracę pompy, jednak w razie dalszego braku wody, w ciągu kliku sekund ponownie wyłącza silnik. Takie zachowanie pompy chroni silnik przed uszkodzeniem na skutek pracy na sucho, dzięki czemu można ograniczyć koszty usług serwisowych.

Niektóre modele zaopatrzone są w zintegrowany wyłącznik pływakowy, który wyłącza pompę w razie spadku poziomu wody w studni. Innym rozwiązaniem jest zastosowanie zewnętrznych czujników poziomu wody, które połączone z układem sterującym pracą pompy wyłączą ją w momencie, kiedy woda spadnie poniżej określonego poziomu minimalnego oraz pozwolą na jej start w momencie, w którym poziom wody osiągnie określony, maksymalny poziom.