Source : http://www.szivattyu.hu/2011/03/16/viz-alatti-buvarszivattyuk.html

A víz alá kerülő motorral hajtott gépekben rendszerint a következő két fő szerkezeti megoldást találjuk:

-         A szivattyú alatt mindig a szállított közegbe bemerülő, belsejükben vízzel vagy fagyálló folyadékkal feltöltött úgynevezett búvármotorok.

-         A szivattyú felett részben vagy teljesen a szállított közegbe bemerülő, belsejükben levegővel töltött, esetenként a motor hűtésér külső vízköpennyel létrehozó úgynevezett merülőmotorok.

A búvármotorral létrehozott szivattyúk a búvárszivattyúk (sokan nevezik őket helytelenül csőszivattyúnak, mert szűk fúrócsőbe is behelyezhetők) rendszerint tiszta folyadékot szállítanak.

A merülőmotorokkal viszont olyan merülőmotoros szivattyúkat és keverőket alakítanak ki, amelyek szennyezett közegben is használhatók.

Búvárszivattyúk

Könnyű automatizálhatósága miatt rohamosan terjed a legkülönfélébb felhasználási területeken a búvárszivattyú. A függőleges gépegység alsó része a különleges villamos motor, felső része a több fokozatú szivattyú.

A keskeny csőkútba is beépíthető gép motorja kis átmérőjű, emiatt viszonylag hosszú. A motor alján levő talpcsapágy a szivattyú tengelyirányú súlyát és erőit is hordja. Rendszerint vízkenésű műanyag-szén kombinációjú szegmenscsapágy, amin polírozott rozsdamentes, kemény ellentárcsa forog. A motor álló részét a vízzel teli tértől vagy a tekercselőhuzal vízálló szigetelésű. Ezt poliamid-polietilén kettős réteggel valósítják meg, ahol a szigetelési ellenállást a polietilén, a kopási és sérülés elleni szilárdságot a poliamid adja meg. Ez utóbbi motort nedves tekercselésűnek nevezik.

A motortér víztöltését a környező víztől tömszelence szigeteli el, az üzem közbeni hőtágulást gumimembrán veszi fel. Ezzel elkerüli a motor víztöltés sokszori cserélődését, ami vízkövesedéshez vezetne.

A többfokozatú szivattyú szívótere a motor felett helyezkedik el, rendszerint két hengerpalást felületen szív a gép, amit rozsdamentes szűrőszitával szerelnek fel. A felül levő nyomócsonkra visszacsapó szelep csatlakozik, hogy áramkimaradás esetén visszaáramlás, visszafelé forgás ne következzék be.

Miután a búvárszivattyút úgy bemerítik a vízbe, hogy a legelső szivattyúfokozat már víz alá kerül, a gép indításához nem kell légteleníteni. Rendszerint azt írják elő a gyártóművek,hogy a szivattyú nyomócsonkja fölött még 1 m-es vízborítás legyen. Ezzel elkerülik azt, hogy a vízfelületen kialakuló örvény esetleg levegőt sodorjon be a gépbe.

A búvárszivattyút egyébként nem célszerű szárazon járatni, mert vízkenésű csapágyai ekkor nem kapnak kenést és berágódnak. Ezt sok gyártó villamos szintérzékelővel automatizálja, ami a motorvédő kapcsoló vezéráramkörét szakítja, ha az előírt szint alá süllyedne a víz.

A víz alatt üzemelő villamos motor jó hűtési állapotát fenn kell tartani, ezért el kell kerülni, hogy a motor mellé iszap rakódhasson le. Nagyobb térbe, medencébe ezért úgy építik be a gépet, hogy köpenycsővel a szívást a motor köré terelik. A motor sűrű indítás, egy fázis kimaradása miatt kialakuló nagyobb áramfelvétel túlmelegítheti. Mindenképpen motorvédő kapcsolót kell használni kiegészítő fáziskimaradás elleni védelemmel (segéd relével).Meleg vízzel a búvárszivattyú legfeljebb 70 °C-ig tud üzemelni,mert a motortekercselés szigetelési leolvad. Az ilyen esetekben a szivattyút névlegesen nagyobb motorral kell hajtani, amelyiknek a belső hőfejlődése (részterheléssel) kisebb, mint a hideg vízben használható motoré.

Kutak szívásakor – ha a kút engedélyezett vízhozamánál nagyobb vízszállítású búvárszivattyút építenek be, a kút a vízzel együtt homokot is ad, ez pedig bekerülve a szivattyúba, kopásokat, rések berágódását okozhatja.

Ilyen esetben a következőket célszerű megtenni:

-         Leszívás védelmet beépíteni

-         A szivattyút lefojtva kell üzemeltetni, itt azonban figyelnünk kell arra, hogy

-       A lefojtást a szivattyú normál vízhozamának maximum 10%-áig lehet lefojtani

-       A vízáramlási sebessége nem lehet kevesebb, mint 0,15 m/s. Különben a szivattyú hűtése megszűnik és tönkremegy.

-       A lefojtást célszerű lehet frekvenciaváltóval megoldani, de a beállításokat (minimum vízhozam) pontosan kell beállítani.

Ajánlatos ezeket a megoldásokat szakszervizzel elvégeztetni!

A csőkút folyadéktere kicsi, ezért ha búvárszivattyút építünk bele, az a megindulás után igen hirtelen leszívja a vízszintet, s a környező talajban az utánfolyás lassú kialakulására nincs idő. Ezért a kútba homok jut be és a szivattyúba levegő is kerülhet. Hogy ez ne forduljon elő, a zárt tolózárral indított szivattyú zárját olyan lassan kell nyitni, hogy a vízszint lehetőleg ne csökkenjen percenként 1m-nél gyorsabban.

A búvárszivattyúk üzeme szinte teljesen zajtalan, ezért csőbe helyezve magasházi nyomásfokozóként is terjednek.

A búvárszivattyúkat a nyomócső tartja a kútban. Indításkor a tartócsövet lökésszerű forgatónyomatékkal terheli a szivattyú, ami menetes karmantyús kötésű csövet kilazíthat, ha nincs a csőkötés eléggé beszorítva, vagy kiszorítás ellen biztosítva.

A búvárszivattyúk fejlődése a miniatürizálás irányában halad: a legkisebb csőátmérő sokáig a 4”-os volt, amibe búvárszivattyút be tudtak építeni, ez alatt, ha í vízszint 8 m-nél mélyebben volt és így önfelszívó szivattyúkkal a vizet kiemelni nem tudták, akkor vízsugárszivattyút építettek be a kút, míg a napszinten többfokozatú szivattyúval táplálták azt. Ez a megoldás körülményes volt (bár legutóbbi időben két műanyag csövön kötötték össze a sugárszivattyút a napszinti szivattyúval), drága és alacsony hatásfokú.

A GRUNDFOS cég kifejlesztette azt a 3”-os kútba is behelyezhető, sugárszivattyú-helyettesítő (JET-Substitute = JS) szivattyúját,ami össze van építve szervesen a tirisztoros frekvenciaváltóval (elektronikus fordulatszám szabályozóval), ez a motor alatt helyezkedik el. A szivattyú fordulatszáma percenként 10 000 feletti – ezzel lehet elérni a méretek csökkenését, miközben a gép el tudja érni a 100 m-es emelőmagasságot is – a gépet egyfázisú áram táplálja, amiből a frekvenciaváltó állítja elő a háromfázisú (lüktető egyen-) áramot. Miután minden ilyen átalakítóban van veszteséghő, amit el kell vezetni, e gépben először a frekvenciaváltót is és a motort is belső frissvízhűtéssel látták el. Vagyis azt a korábbi követelményt, hogy a motort külső vízárammal hűteni kell, itt már nem támasztják: a motort akár be is lehet betonozni, a hűtése megvalósul. A frekvenciaváltó vezérlése mikroprocesszoros, amivel még a következő feladatokat is megvalósítják:

- A gép lágyindítású, vagyis bekapcsolásakor csak 1 A-t vesz fel a hálózatból és csak 4salatt éri el a névleges áramfelvételt, ennek hatására megszűnt a hálózat rángatása.

- A gépet minden védelem nélkül lehet a hálózatra kapcsolni, mert bele van építve a motorvédelem

                        – feszültséglehúzás

                        – villámcsapás miatti feszültségingadozás

- túláramfelvétel

- tekercsfej túlmelegedés esetére

- valamin, ha túl sűrű bekapcsolási parancsot kapna a külső vezérléstől

Ez a gép teljesen zárt, se karbantartani nem kell, se javítani nem lehet, kivéve a beépített visszacsapó szelep cseréjét. Alkalmazását az korlátozza, hogy kis benzinmotoros áramfejlesztő aggregát által létrehozott feszültségről nem üzemeltethető.

Ugyancsak a GRUNDFOS cég fejlesztette ki elsősorban vízminták vételére rövidebb üzemideig használható kis mintavevő szivattyút, ahol a motor külön frekvenciaváltó egység táplálja legfeljebb 400 Hz-es frekvenciával (amikor is a szivattyú fordulatszáma 23 000 percenként), s az egész gép belefér 2”-os kútba is. Itt a frekvenciaváltó táplálható kis motoros aggregátról, vagyis az egész mintavételi egység (pl.: szemétlerakó körül fúrt talajvízszennyezés figyelő kutakba kis zárt tehergépkocsiban körbevihető és az összes vízminta gyorsan és kényelmesen vehető. Beleértve a mintavétel előtti kútkiöblítést is,amit éppen a magasabb fordulaton elvégzett öblítés után alacsonyabb fordulaton végrehajtott mintavétel tesz lehetővé. Típusjel: MP 1

A vízmintavétel miatt a szivattyúk csak rozsdamentes acélból és teflon alkatrészekből állnak, hogy se a vízben levő esetleges szennyező anyagok ne támadják meg a szivattyú szerkezetét, se a vízbe a szivattyúval semmilyen szennyeződést ne lehessen bevinni. A szivattyú könnyen szétszedhető és letisztítható, vagyis teljesen a vízmintavétel igényeihez alkalmazkodik. Szilárd szennyeződések e gépeket nagyon gyorsan elkoptatják, ezért ha ilyenre kell számítani, akkor több tartalék hidraulikát kell kéznél tartani és ha az egyik elkopott,gyorsan lehet az újra cserélni.

A búvárszivattyúk területén rohamosan terjed a frekvenciaváltós szabályozással hajtás, ilyen esetben azonban különleges követelményeket kell teljesíteni, amelyeket későbbi cikkben tárgyalunk majd.