Гидрофор неисправности: причины неисправности и их устранение

Самостоятельный ремонт и настройка насосной станции

Насосные станции — отличный способ обеспечить автономное водоснабжение. Они довольно быстро вошли в наше бытие и хорошо удерживают свои позиции. Бытовая насосная станция обеспечивает
автоматическое поддержание необходимого давления в системе водоснабжения путем самостоятельного включения и отключения по мере расхода воды. Но неисправности этих станций случаются довольно часто. Часть неисправностей связанна по природе среды — вода и электричество — быстрая коррозия металлических деталей. Этой болезни подвержены и погружные насосы, электро-бойлеры и другая техника. Если детали станции повреждены коррозией, то их надо только менять и по возможности устранить причину, например проверить заземление насосной станции. Рассмотрим типовые неисправности и методы их устранения

 В начале рассмотрим устройство и принцип действия бытовой насосной станции.

Условные обозначения на рис. 1-опора напорной магистрали, 2-кран, 3-обратный клапан, 4-реле давления, 5-отверстие для залива воды (у Silverjet отсутствует), 6-напорная магистраль, 7-насос, 8- магистральный фильтр, 9-всасывающая магистраль, 10-гидроаккумулирующий бак, 11-вода, 12- обратный клапан с сеточкой, 13-крышка, закрывающая ниппель, 14-отверстие для слива воды. 

Поверхностный центробежный электронасос состоит из однофазного асинхронного двигателя и насосной части. Электродвигатель состоит из оребренного корпуса, статора, ротора, конденсаторной коробки и закрытого защитным кожухом вентилятора. Для защиты двигателя от перегрева в обмотку его статора встроено тепловое реле. Насосная часть состоит из корпуса, рабочего колеса и встроенного эжектора. Корпус насосной части, в
зависимости от модели насосной станции выполнен из чугуна, стекло-полипропилена или нержавеющей стали. Гидроаккумулятор состоит из стального резервуара и сменной мембраны из пищевого этилен-пропиленового
каучука. Гидроаккумулятор имеет ниппель для закачки в него воздуха под избыточным давлением. Манометр служит для визуального контроля давления в системе водоснабжения, а реле давления определяет верхний и нижний уровень давления, при достижении которых отключается и включается насос.
Соединение насосной станции с сетью питания осуществляется посредством кабеля со штепсельной вилкой, имеющей заземляющий контакт, и розетки с заземляющим контактом. После установки и включения насосной станции вода заполняет гидроаккумулятор и водопроводную систему. При достижении давления воды в системе верхнего предела настройки реле давления, электронасос отключается. При открытии водоразборного крана, в первый момент времени вода расходуется из гидроаккумулятора. По мере расхода воды давление в системе падает до нижнего предела настройки реле давления, после чего вновь включается электронасос. Вода поступает к потребителю и одновременно заполняет гидроаккумулятор. При достижении давления воды верхнего предела реле давления, электронасос снова отключится. Циклы включения и выключения насоса повторяются до тех пор, пока осуществляется разбор воды из системы.
Для корректной работы насосной станции необходимо на всасывающей магистрали использовать обратный клапан с сетчатым фильтром грубой очистки воды. 

Рекомендации по установке насосной станции.На всасывающей магистрали используйте пластиковые трубы определенной жесткости, металлические трубы или шланги, армированные на разрежение (не путать с армированными на напор), для того чтобы предотвратить их вакуумное сжатие при всасывании.
8.1.2. Если используются пластиковые трубы или шланги, избегайте сгибаний и перекручивания.
8.1.3. Хорошо герметизируйте все соединения труб (подсос воздуха негативно сказывается на работе насосной станции).
8.1.4. Для удобства при обслуживании насосной станции рекомендуется использовать быстроразъемные соединения (например,
“американку”).
8.1.5. Всасывающая труба должна иметь на конце обратный клапан с сеточкой (рис. поз.12) при всасывании из колодца, а также, если возможно попадание мелких механических частиц, магистральный фильтр перед насосной станцией (рис. поз.8).
8.1.6. Конец всасывающей трубы должен быть опущен в воду на глубину более чем 30см от минимального уровня воды. Также необходимо, чтобы между концом всасывающей трубы и дном резервуара расстояние было больше 20 см.
8.1.7. На выходной трубе из насоса рекомендуется установить обратный клапан (рис.1 поз.3) для предотвращения гидро ударов в моменты включения/выключения насоса и кран (рис.1 поз.2), настройка которого описана в пункте 12,б. Для Silverjet предусмотреть возможность залива воды в насос, так как отсутствует заливное отверстие.
8.1.8. Укрепите насосную станцию в фиксированной позиции.
8.1.9. Избегайте большого количества изгибов и кранов в системе.
8.1.10. При всасывании с глубины более 4-х метров или при наличии горизонтального участка длинной более 4-х метров применяйте трубы с большим диаметром для улучшения работы насосной станции.
8.1.11. Обеспечьте защиту насосной станции от работы без воды. Если существует риск работы насосной станции без воды, за рекомендацией обратитесь к дилерам.
8.1.12. Обеспечьте слив воды со всех точек системы при возможности замерзания ее зимой. Для этого предусмотрите наличие сливных кранов, обращая внимание на обратные клапана, которые могут стоять в системе и препятствовать сливу воды.

Фиксация насоса
9.1. Насос должен быть установлен на ровной площадке, поближе к источнику воды.
9.2. В помещении (приямке), где находится насосная станция, нужно предусмотреть вентиляцию для уменьшения влажности и температуры воздуха (макс. темп. воздуха 40°С).
9.3. Расположите насосную станцию, соблюдая минимальные расстояния 20см от стен для обеспечения доступа к насосной станции при ее обслуживании.
9.4. Используйте трубы соответствующего диаметра.
9.5. Наметьте отверстия для крепежа насосной станции на поверхности, на которой она будет установлена. Просверлите отверстия для крепления насоса.
9.6. Проверьте, что трубы не испытывают механических напряжений (изгиба), затем закрутите винты крепления. 

Подробнее о выборе и установке насосной станции для автономного водоснабжения дачи или частного дома. 

Устройство насосной станции

Основные причины неисправностей и ремонт насосной станции

1. Двигатель не работаетОтсутствует напряжение питания, сгорел предохранитель, заклинено рабочее колесо.

Проверить схему электрического подключения насосной станции. Прочистить насос. Провернуть крыльчатку вентилятора, если не крутится — неисправность двигателя (заклинило). До устранения причины станцию не включайте.

Проверить контакты реле давления. Проверить конденсатор.

Перед тем как приступить к ремонту насоса, необходимо слить из него остатки воды и отсоединить все подключенные устройства: расширительный бак, реле давления, манометр и другие.

В корпусе установлены диффузор и направляющая, соединенные между собой. 

Если причиной неисправности гидрофора является поломка этих деталей, то необходимо просто заменить их на новые и собрать гидрофор в обратном порядке. 

Если причина не в них, то необходимо искать неисправность в другой части насоса.

Задняя часть насоса состоит из самого электродвигателя, на валу которого установлена крыльчатка – основной механизм, позволяющий насосу перекачивать воду. Двигатель крепится к консоли, а специальный керамический сальник препятствует протечке воды через вал. После того как снимете крыльчатку  у Вас  будет доступ к сальнику.

2. Двигатель работает, станция не качает воду
В насосе станции нет воды. Воздух попал во всасывающий патрубок. Засорен всасывающий или подающий трубопровод.  Станция работает «на сухую»

Проверить положение уровня воды. Устранить все неплотности в трубопроводе. Очистить всасывающий трубопровод. При длинном горизонтальном трубопроводе может образоваться воздушная пробка в середине трубы. Надо заполнить весь трубопровод водой (возможно под давлением), чтобы устранить воздушную пробку. Для исключения подобного, горизонтальный участок трубы должен быть все время с небольшим уклоном в сторону забора воды.  Устранить причины работы «на сухую» 

 3. недостаточная подача воды
Захватывается воздух (например упал уровень в колодце ниже заборного патрубка), засорены насос или трубопроводы. Воздух во всасывающем трубопроводе.

Прочистить насос и трубопроводы. Устранить неплотности. Даже небольшой подсос воздуха приводит к неработоспособности станции. 

Возможно появилась трещина на деталях входной конструкции трубопровода (уголки, американка) в результате коррозии. Поврежденную арматуру заменить.

4. Станция включается и отключается слишком часто
Мембрана расширительного бачка повреждена. Отсутствие сжатого воздуха в расширительном баке или малое давление. Открыт обратный клапан вследствие блокировки посторонним предметом.

Заменить мембрану или расширительный бак. Опять же, в следствии коррозии возможно появление трещин в корпусе бака.  Закачать воздух в расширительный бак и проверить давление манометром. Разблокировать обратный клапан.

5. Станция не создает номинального  давления
Реле давления отрегулировано на слишком низкое давление. Рабочие колесо или подающий трубопровод заблокированы. Попадание воздуха во всасывающий трубопровод.

Отрегулировать реле давления. Как отрегулировать описано ниже. Возможно засорено входное отверстие реле давления —  почистить.
Отключить питание, демонтировать и почистить насос или подающий трубопровод. Проверить герметичность соединений на всасывающем трубопроводе. Проверить, чтобы на всасывающем трубопроводе не было колен или
обратных углов.

6. Станция работает не отключаясь
Реле давления настроено на слишком высокое давление.

Отрегулировать реле давления. 

Регулировка давления

При неправильной регулировке, насос не будет включаться или будет работать не отключаясь. Поэтому, без острой необходимости не стоит менять настройки реле давления. Случай “неправильной работы” насосной станции вследствие самостоятельной неправильной регулировки реле давления не является гарантийным! А так же изделие снимается с гарантии, если составные части насосной станции вышли из строя, вследствие неправильной самостоятельной регулировки давления. В случае необходимости изменения давления в водопроводной системе, изменить его предельные уровни можно путем регулировки реле давления.

 Перед изменением давления включения насосной станции (нижнего значения рабочего давления) необходимо отрегулировать давление воздуха в гидроаккумуляторе. Перед этим необходимо отключить насосную станцию от электросети и слить всю воду из гидроаккумулятора. Регулировка давления воздуха в гидроаккумуляторе осуществляется через ниппель автомобильным насосом с манометром или компрессором.  Давление воздуха в гидроаккумуляторе должно соответствовать 90%..100% от необходимого давления включения насосной станции.

Реле давления насосной станции настроено на работу системы в диапазоне рабочего давления 1,5…3 атм. Для изменения давления включения или отключения насосной станции следует снять крышку реле давления, открутив пластиковый винт и изменить силу затяжки соответствующих пружин реле. Регулировка давления включения насоса (нижнего значения рабочего давления) осуществляется вращением гайки Р. Для увеличения давления включения ее необходимо поворачивать по часовой стрелке, для уменьшения — против часовой стрелки. Регулировка диапазона между нижним и верхним значениями рабочего давления осуществляется вращением гайки ΔР. Для расширения этого диапазона ее необходимо поворачивать по часовой стрелке, для сужения — против часовой стрелки После изменения регулировок, следует включить в электросеть, предварительно залитую водой станцию. Контроль давления осуществляется по манометру насосной станции.
ВНИМАНИЕ!
При регулировке реле давления, верхнее значение рабочего давления системы не должно превышать 95% от максимально-возможного давления на выходе насосной станции, указанного в технических характеристиках. В
противном случае электронасос будет работать не отключаясь, что приведет к скорому выходу его из строя. 

Так же учтите, что гидроаккумулятор насосной станции требует периодического обслуживания. В воде всегда содержится небольшая часть растворенного воздуха, и этот воздух постепенно уменьшает полезный объем груши (резиновой мембраны) в гидроаккумуляторе. На гидроаккумуляторах большой емкости как правило есть специальные клапаны для спуска этого воздуха, в небольших гидроаккумуляторах которыми обычно комплектуются бытовые насосные станции, таких клапанов нет, и для удаления воздуха из мембраны надо с периодичностью в пару месяцев проделывать нехитрую операцию. 

1. Необходимо обесточить насос и слить всю воду из гидроаккумулятора, лучше всего конечно для этого предусмотреть специальный краник, ну или воспользоваться ближайшим к гидроаккумулятору краном.

2. Процедуру из пункта 1 необходимо проделывать 2-3 раза подряд. 

И пожалуйста не путайте гидроаккумулятор и накопительную емкость для воды, это разные девайсы, гидроаккумулятор предназначен для уменьшения количества пусков насоса, и как следствие увеличение его срока службы, а так же для защиты от гидроударов, при отключении электричества гидроаккумулятор конечно какое-то время будет снабжать вас водой, но на многое я бы не рассчитывал. На случаи отключения электричества или поломок водопровода и нужна накопительная емкость.

Основные неисправности насосной станции — Дешевле NET

1. Насос не качает воду, потому, что во всасывающей магистрали и корпусе находится воздух. Чтобы устранить поломку, возникшую по этой причине, необходимо сначала проверить герметичность всасывающего насоса, затем, после отключения насоса, из заливного отверстия выкрутить пробку, чтобы вышел имеющийся там воздух. Потом надо долить воду и запустить насос.

2. Эта же неисправность может возникать и по причине, если уровень воды в источнике водозабора слишком низкий, а иногда просто не правильно установлен всасывающий трубопровод. Для устранения неполадок, возникших по вышеперечисленным причинам, необходимо проверить уровень воды в источнике водозабора, а также проверить — соответствует ли выполненный Вами монтаж всасывающего трубопровода схеме монтажа, данной производителем в технической документации на изделие.

3. Очень часто возникает вышеуказанная неполадка в случаях, когда на всасывающей трубе обратный клапан либо забит грязью, либо не исправен. К такому же результату приводит и засорение эжектора или сопла эжектора. Эти неполадки устраняются путем очищения клапана и эжектора от предметов засорения.

Часто встречающейся неполадкой является снижение напора подачи воды. Это может происходить в тех же случаях, что перечислены при поломке насосной станции, когда насос не качает воду (описаны выше). Способы устранения – те же. Но также эта поломка может возникнуть и по другим причинам. Эта неполадка может быть следствием неправильно выставленного давления. Давление можно отрегулировать, подняв уровень. Такая же проблема возникает, когда в электросети падает напряжение. Эта проблема решается путем подключения стабилизатора напряжения.

Насос может слишком часто включаться и выключаться. Если это возникает по причине повреждения мембраны, то мембрану необходимо заменить. Эта же неполадка может возникать, если в гидроаккомуляторе низкое давление воздуха. Поднять давление можно, если в гидроаккомулятор закачать воздух. Необходимый уровень давления должен быть 1.5 атм.

Если насос не выключается, необходимо проверить — правильно ли настроено реле давления. Если выставлено слишком высокое давление — уровень надо отрегулировать. Насос также может не выключаться по причине понижения уровня воды, что приводит к попаданию воздуха во всасывающую магистраль. В этом случае необходимо удалить воздух (описано выше). Еще насос может не отключатся по причине того что забился пятирник это происходит из-за жесткости воды. Поэтому надо снять реле давления и прочистить проход. ( см. на фото). Есть еще один случай когда насос может не отключаться: это может быть из-за того что есть где то разрыв в магистрали между клапаном и насосной станцией, в следствии чего происходит утечка и насос не может накачать необходимое давление. Для устранения иследуйте трубопровод, достанте клапан из колодца и проверте плотность соединения. Так же причина неисправности может быть вполне банальной — это неиспраность самого клапана.

Иногда, во время работы, двигатель останавливается. Это происходит по причине перегрева двигателя. В таком случае необходимо отключить насос от электроснабжения, устранить причину перегрева.

Подводя итог, необходимо сказать, что правильный монтаж насосного оборудования, строгое соблюдение правил эксплуатации и бережное отношение – это залог длительного срока эксплуатации Вашей насосной станции.

#1

дмитрий(Понедельник, 01 Март 2015 10:43)

Я поставил новый обратный клапан но у меня все равно утечка воды из трубопровода. Почему?

Иван(Понедельник, 02 Март 2015 22:43)

1. Обратный клапан должен быть с латунным штоком.

2. Утечка воды может быть в трубопроводе. Насосная станция должна быть установлена горизонтально входу воды в колодец или в приямке возле колодца или в подвале дома, но обязательное условие горизонтального входа трубы в колодец, любой уклон нежелателен.

3. Воду надо добавлять в насосную станцию с верху, до тех пор пока станция не заработает

#2

дмитрий(Вторник, 03 Март 2015 19:03)

всё таки я поставлю новый клапан из за того что я в течения ночи заливал 3 раза в систему и вода всё время уходила без подключения источника.

#3

Александр(Вторник, 31 Март 2015 18:22)

добрый день, подскажите пожалуйста- мне пришлось отсоединять станцию(педроло) от трубы скважины для ремонта. обратный клапан,как оказалось стоит непосредственно на станции,а на трубе наверное его нет.так как вода ушла с трубы.трубу вытянуть не получается, и станция не может закачать воду.что посоветуете?

#4

WLSантехник(Вторник, 31 Март 2015 21:06)

Самый проверенный способ, поставить обратный клапан в колодце, и налить воду прямо в пятерник. Но так как вы говорите, что нет возможности поднять трубу из колодца, тогда можно пробовать, поставить кран с американкой перед клапаном. После установки необходимо отсоединить кран от клапана, открыть кран и наливать туда воду. Лучше всего поставить какую то емкость с водой и через шланг подавать воду в трубу, надо учитывать, что вода сразу будет уходить в колодец, поэтому когда вы будете уверены, что труба заполнена водой, необходимо сразу перекрыть кран, чтобы создать в трубе вакум, что делает невозможным для ухода воды в колодец. После, необходимо присоединить кран к клапану и налить воду непосредственно в станцию. После включаем станцию и открываем кран, станция должна запуститься.

#5

Александр(Среда, 01 Апрель 2015 09:14)

спасибо за совет,но не все понятно.что такое американка?

#6

Иван(Среда, 01 Апрель 2015 13:50)

Это соединение которое дает возможность быстро отсоединить стык http://cdn.gollos.com/files/920/amerikanka.jpg

#7

Александр(Среда, 01 Апрель 2015 14:17)

Спасибо! буду пробовать.

#8

рима(Пятница, 03 Апрель 2015 10:01)

День добрый!везде где была возможность подссасывания воздуха-устранили.ок прочистили.нет нужной подачи и сильная вибрация на линии нагнетания.долж.быть 12.4м3/ч ,а тут 9м3/ч.насос трехплунжерный 1-3Т.что посоветуете? А другие насосы нормально работают

#9

Иван(Пятница, 03 Апрель 2015 14:18)

Непонятно что за насос? Какой фирмы?

#10

Дмитрий(Суббота, 04 Апрель 2015 01:27)

Покупаю станцию педролло с рук. Подскажите как в полевых условиях проверить всё ли исправно работает. Заранее Спасибо за содержательный ответ

#11

Иван(Суббота, 04 Апрель 2015 10:51)

Можно поставить ведро и налить воды, после подключить станцию и запустить шланг или трубу в ведро для всасыванья а поднятую воду направить обратно в ведро. Получиться замкнутый круг и станция может довольно долго работать для проверки.

#12

Павел(Вторник, 05 Май 2015 08:57)

Подскажите пожалуйста, что делать. У меня при работе насосной станции на указателе давления «О», но насос качает воду при этом не выключается, небольшой удар по реле и выключается.

#13

Илья(Вторник, 05 Май 2015 22:46)

Не понятно или накачивает давление в систему? Скорее всего у вас есть разрыв в трубопроводе или забился концевик в колодце.

#14

Павел(Пятница, 08 Май 2015 09:11)

Так вот и непонятно при всем при этом вода с хорошим напором течет из крана.

«» у меня при работе насосной станции на указателе давления «О», но насос качает воду при этом не выключается, небольшой удар по реле и выключается.»»

#15

Илья(Пятница, 08 Май 2015 10:38)

Скорее всего у вас забилось реле или пятерник смотри статью выше. А может просто манометр не работает. Обязательно надо проверить давление в ресивере, должно быть 1.5 атм. Можно попробовать уменьшить давление в реле на отключение станции, для этого необходимо немного ослабить малую пружину. Если это не поможет, необходимо заменить реле давления.

#16

Павел(Вторник, 12 Май 2015 10:39)

спасибо за совет, попробую.

#17

Александр(Четверг, 14 Май 2015 12:19)

Добрый день, уважаемые знатоки) я Вам уже писал(

(Вторник, 31 Март 2015 18:22). воду закачать получилось но вылез геморойчик- при пустом баке станция закачивает воду, но при падении давления и запуске станции она не качает воду и не выключается до тех пор пока из бака не выйдет вся вода.то есть-открыл кран-вода пошла, включилась станция, кран закрыл станция молотит, открываеш снова кран ждеш пока вода закончится, потом прочмыхивается воздух и снова идет вода, закрываеш кран, закачивается бак и выключается станция) такие вот фокусы. до воды в трубе около 8ми метров.промерял. труба одна 32. мне порядком это уже надоело,так как это дача-поехали без меня-приезжаю станция молотит(оказалось уже второй день) все улыбаются и не знают че делать. вызывал спецов-так они вообще занятные-приехали,покурили,предложили долбануть еще одну скважину… ну мы их послали долбить в другом месте. буду очень признателен ЗА ДЕЛЬНЫЙ СОВЕТ!)

#18

Роман(Понедельник, 18 Май 2015 16:55)

Добрый день,ПОЖАЛУЙСТА ПОДСКАЖИТЕ я уже 5 дней не могу выявить причину неполадки насоса,проблема такова: не задолго до поломки насос качал слабое давление а потом вообще отказался работать,я его чистил, менял керамический сальник,проверил все трубы и соединения все в порядке,он то включается и дает слабое давление то вообще двигатель работает крутится но вода не бежит,что делать? насосу 3 года omnigena c крыльчатками. Да кстати сегодня обнаружил что не держит обратный клапан,может ли он быть виной всего этого? Чуть не забыл,снимал насос от труб и окунал его в бассейн воду качает хорошо,давление набирает,автоматика срабатывает. Но когда подсоединяю его на место он не работает КАК ТАК???

#19

Илья(Понедельник, 18 Май 2015 17:11)

Роман, клапан необходимо заменить, желательно чтобы шток в клапане был латунным. Скорее всего у вас разрыв в трубопроводе.

#20

Роман(Вторник, 19 Май 2015 18:43)

Сегодня купил и установил новый клапан,вода в системе стоит не спускает,провел только что еще один опыт,снял насос и подсоединил к нему не ту трубу а шланг длинной в 15 метр

своими руками, насосы для воды, устранение неисправностей, водяная набирает давление

Причины неисправности насосной станции и их устранение

Конструкция насосной станции состоит из блока управления, реле, насоса, накопительного гидробака и других элементов. В блок управления входит манометр, мотор и компрессор. При устранении неисправности происходит замена сломанных деталей или электропроводки.

Причины возможных поломок:

• Сломанный насос;
• Отсутствие подачи электроэнергии;
• Не хватает запаса жидкости;
• Проблемы в накопительном гидробаке;
• Не работ блок управления.

Чтобы провести ремонт насоса необходимо понимать его устройство. Подробнее об этом в материале: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/printsip-raboty-nasosnoj-stantsii

При поломке агрегата сначала обращают внимание на расход электроэнергии, прочность соединения цепи. Если напряжение слишком низкое, то система подключается к стабилизатору. Потом отключают подачу электроэнергии и прокручивают вал. Это поможет устранить возможную блокировку колеса.

Любые ремонтные работы своими руками необходимо проводить при обесточивании водонасосной станции и закрытии крана. Также потребуется слить жидкость, отсоединить реле давления и бак. Именно реле дает команду на пуск системы.

Нарушение работоспособности агрегата может заключаться в нарушении герметичности системы. Такое бывает, когда в корпусе или в шланге образовались пробки воздуха. Сбой работы также может возникнуть из-за недостаточного уровня высоты воды, небольшой напор жидкости, проблемы с трубопроводом или клапанами.

Причины и ремонт водяной станции, если она не набирает давления

В некоторых случаях можно заметить, что насосная станция работает длительное время. При осмотре манометра становится понятно, что система не набирает давления, какое должно быть. При достижении максимального показателя система отключается и давление падает. После расхода воды, оно опять медленно поднимается. Но если при наборе давления установлен слишком высокий порог отключения, то устройство будет работать постоянно.

Причины и ремонт, если водяная станция не набирает давление:

1. Отсутствие воды в колодце или скважине.
2. Проблемы трубопровода – большая длина труб при их небольшом диаметре или нарушение герметичности.
3. Засорение фильтра или обратного клапана. Для восстановления работоспособности систему разбирают и чистят.
4. Поломка реле давления или неправильные настройки предела отключения насоса.

Потребуется искать решение в сбросе настроек. Также следует проверить контакты реле. При необходимости их следует очистить с помощью наждачной бумаги. Работать следует аккуратно, чтобы не повредилась груша диафрагмы.

Причина нарушения работоспособности может заключаться в низком напряжении сети. В этом случае потребуется смонтировать стабилизатор давления. Выбрать насос для повышения давления воды вам помогут советы специалистов: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/nasos-dlya-povysheniya-davleniya-vody

Если бытовые насосы перестали работать, то проблемы могут быть в крыльчатке. За время работы она могла стереться и теперь мощности системы не хватает. Тогда потребуется снять защитный кожух и заменить крыльчатку или приобрести новый гидрофор.

Не отключается насосная станция: причины и устранение неполадок

Если насос (безбашенка) работает без перерыва, то важно знать, почему так происходит. Наиболее частая причина нарушения заключается в неправильных настройках. Если долго не срабатывает автоматическое отключение системы, то регулировка давления происходит с помощью большой и маленькой пружине. Проблема может заключаться в засорении блока.

Последовательность устранения неполадки:

1. Для начала необходимо отключить станцию от электросети;
2. С башни аккумулятора следует слить воду;
3. К входному клапану аккумулятора нужно подключить бытовой аккумулятор или машинный насос с манометром;
4. В емкости гидроаккумулятора потребуется создать рабочее давление;
5. Крышку необходимо разобрать, получив доступ к пружинам.

Минимальное давление устанавливается с помощью большой пружины. Для повышения показателя поворачивать пружину следует по часовой стрелке, для обратного эффекта – против часовой стрелки. Минимальное значение устанавливается с помощью маленькой пружины.

Ремонт основных поломок насосной станции своими руками

Частая проблема насосных станций бывает, когда принцип работы механизма осуществляется рывками. Тогда система включается и выключается в нестабильном режиме. В этом случае проверяют давление в системе. При рывковой подачи воды причина заключается в подсосе воздуха. Тогда следует осмотреть все коммуникации скважины и насосов.

Гидроаккумулятор можно починить с помощью перемотки. Но при необходимости придется приобрести новую деталь.

Распространенная неисправность – не происходит включение механизма. Главная причина поломки заключается в разрыве электрической цепи. Обнаружение проблемы проводится с помощью тестера. Также может мембрана не держит, тогда потребуется ее чистка. При необходимости можно и вовсе поменять мембраны.

Причины неработоспособности насоса с возникновением гула:

1. Заклинание крыльчатки – происходит при длительном перерыве в эксплуатации;
2. Неисправности конденсата;
3. Неправильные настройки давления.

Проблемы могут быть, когда насос не качает воду, но работает. Если жидкость не идет, то первым делом проверяют состояние обратного клапана. Деталь потребуется почистить. Также в скважине или колодце может быть недостаточно воды. Необходимое количество жидкости потребуется залить через специальное отверстие, после чего запустить станцию.

Насосная станция «Марина»: инструкция по эксплуатации неисправности

Водонасосная станция «Марина» может работать только с водой, температура которой составляет выше 30 градусов. Температура ниже создает неблагоприятные условия для работы и грозит поломками. Устранение сложных неисправностей лучше выполняет сервисное агентство. Мелкие поломки легко устраняются своими руками, особенно, если это мини насос. На это не уходит много времени, все работы выполняются быстро.

Инструкция по удалению неисправности при нерабочей станции:

1. Для начала следует определиться с причиной. Если станция не работает, то нужно проверить подачу электроэнергии, состояние предохранителя напряжения и колеса рабочего механизма.
2. Дальше прозванивается схема электрического подключения.
3. Всасывающий механизм и сальники следует почистить.
4. Затем хозяин крутит крыльчатку автоматики. При ее заклинании проблему ищут в механизме.

Также проблемой может быть работа станции, но не накачивает воду. В этом случае обслуживание включает проверку целостности водопровода. Придется закачать жидкость в мембранный бак или опустить патрубок забора ниже.

Частой поломкой является, когда домашняя станция водоснабжения работает с перебоями. В этом случае потребуется разборка конструкции, чтобы почистить бак и загерметизировать. При обнаружении проблем с мембраной, ее следует заменить. Похожие правила эксплуатации касаются и автоматического насоса «Pedrollo» и других производителей.

Если в системе обнаруживается воздух, то необходимо прокачать всю систему водой.

Важно проверить всю систему на предмет засорения. Возможно, требуется чистка реле давления. Чаще всего проблемы возникают с мембраной, реле давления и шлангами. Именно поэтому важно постоянно следить за состоянием агрегата.

Читайте о том как грамотно настроить реле давления в нашем материале: https://homeli.ru/stroitelstvo-doma/inzhenernye-sistemy/kanalizatsiya/rele-davleniya-vody-dlya-nasosa

Ремонт насосной станции своими руками (видео)

Для частного дома нередко приобретают глубинный скважинный или дренажный насос. Популярными являются станции «Акваробот турбипресс», «Марина», «Джилекс», «Керхер», «Маркус», «Грундфос», «Вихрь», «Джамбо», «Педролло», «Спрут», «Алко». Делать серьезный ремонт лучше доверить профессионалом, но с мелкими неисправностями справится и любитель.

Infogalactic: ядро ​​планетарного знания

В химии гидрофобность — это физическое свойство молекулы (известной как гидрофоб ), которая, по-видимому, отталкивается от массы воды. ^[1] (Строго говоря, здесь нет силы отталкивания; это отсутствие притяжения.)

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и поэтому предпочитают другие нейтральные молекулы и неполярные растворители. Гидрофобные молекулы в воде часто группируются вместе, образуя мицеллы. Вода на гидрофобных поверхностях будет иметь большой угол смачивания.

Примеры гидрофобных молекул включают алканы, масла, жиры и жирные вещества в целом. Гидрофобные материалы используются для удаления нефти из воды, ликвидации разливов нефти и процессов химического разделения для удаления неполярных веществ из полярных соединений. ^[2]

«Гидрофобный» часто используется как синоним «липофильный», «жиролюбивый». Однако эти два термина не являются синонимами. Хотя гидрофобные вещества обычно липофильны, есть исключения, такие как силиконы и фторуглероды.

Термин « гидрофоб » происходит от древнегреческого ὑδρόφοβο «,« имеющий ужас перед водой », состоящий из ὕδωρ,« вода », и φόβος,« страх ». ^[3]

Химический фон

Гидрофобное взаимодействие — это в основном энтропийный эффект, возникающий из-за разрушения высокодинамичных водородных связей между молекулами жидкой воды неполярным растворенным веществом, образующим клатратоподобную структуру вокруг неполярных молекул.Эта образованная структура более упорядочена, чем свободные молекулы воды, из-за того, что молекулы воды выстраиваются так, чтобы взаимодействовать с собой в максимально возможной степени, и, таким образом, приводит к более высокому энтропийному состоянию, которое заставляет неполярные молекулы слипаться вместе, чтобы уменьшить открытую площадь поверхности. поливать и уменьшать энтропию системы. ^{[4] [5]} Таким образом, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) изменятся так, что их соответствующая межфазная площадь будет минимальной.Этот эффект можно визуализировать в явлении, называемом разделением фаз.

Супергидрофобность

Супергидрофобные поверхности, такие как листья лотоса, очень трудно смачивать. Углы смачивания капли воды превышают 150 °, а угол скатывания менее 10 °. ^[6] Это называется эффектом лотоса и в первую очередь является физическим свойством, связанным с межфазным натяжением, а не химическим свойством.

Теория

В 1805 году Томас Янг определил контактный угол θ , проанализировав силы, действующие на каплю жидкости, покоящуюся на твердой поверхности, окруженной газом. ^[7]

где

= Межфазное натяжение между твердым телом и газом

Недавний альтернативный критерий для состояния Кэсси-Бакстера утверждает, что состояние Кэсси-Бакстера существует при соблюдении следующих 2 критериев: 1) силы контактной линии преодолевают массовые силы веса неподдерживаемой капли и 2) микроструктуры достаточно высоки, чтобы предотвратить жидкость, которая связывает микроструктуры от соприкосновения с основанием микроструктур. ^[12]

Недавно был разработан новый критерий переключения между состояниями Венцеля и Кэсси-Бакстера, основанный на шероховатости поверхности и поверхностной энергии. ^[13] Критерий фокусируется на способности захватывать воздух под каплями жидкости на шероховатых поверхностях, что позволяет определить, следует ли использовать модель Венцеля или модель Кэсси-Бакстер для определенного сочетания шероховатости поверхности и энергии.

Угол смачивания является мерой статической гидрофобности, а гистерезис угла смачивания и угол скольжения являются динамическими показателями.Гистерезис краевого угла — это явление, характеризующее неоднородность поверхности. ^[14] Когда пипетка впрыскивает жидкость в твердое тело, жидкость образует некоторый контактный угол. По мере того, как пипетка впрыскивает больше жидкости, капля будет увеличиваться в объеме, угол смачивания увеличится, но ее трехфазная граница будет оставаться неподвижной, пока она внезапно не продвинется наружу. Угол контакта, который имела капля непосредственно перед продвижением наружу, называется краевым углом продвижения. Угол смачивания смачивания теперь измеряется путем откачки жидкости обратно из капли.Капля будет уменьшаться в объеме, угол смачивания уменьшится, но ее трехфазная граница будет оставаться неподвижной, пока она внезапно не отступит внутрь. Угол контакта, который имела капля непосредственно перед уходом внутрь, называется углом смачивания. Разница между углами смачивания и отступления называется гистерезисом угла смачивания и может использоваться для характеристики неоднородности, шероховатости и подвижности поверхности. ^{[ как? ]} Неоднородные поверхности будут иметь домены, препятствующие движению линии контакта.Угол скольжения является еще одним динамическим показателем гидрофобности и измеряется путем нанесения капли на поверхность и наклона поверхности до тех пор, пока капля не начнет скользить. В общем, жидкости в состоянии Кэсси-Бакстера демонстрируют более низкие углы скольжения и гистерезис краевого угла, чем жидкости в состоянии Венцеля.

Исследования и разработки

Деттре и Джонсон в 1964 году обнаружили, что явление супергидрофобного эффекта лотоса связано с шероховатыми гидрофобными поверхностями, и разработали теоретическую модель, основанную на экспериментах со стеклянными шариками, покрытыми парафином или теломером ТФЭ.О самоочищающихся свойствах супергидрофобных микронаноструктурированных поверхностей было сообщено в 1977 году. ^[15] Перфторалкильные, перфторполиэфирные и образованные из высокочастотной плазмы супергидрофобные материалы были разработаны, использовались для электросмачивания и коммерциализированы для биомедицинских применений в период с 1986 по 1995 год. ^{[ 16] [17] [18] [19]} Другие технологии и приложения появились с середины 1990-х годов. ^[20] Прочная супергидрофобная иерархическая композиция, наносимая в один или два этапа, была раскрыта в 2002 году, содержащая наноразмерные частицы ≤ 100 нанометров, покрывающие поверхность, имеющую элементы микрометрового размера, или частицы ≤ 100 микрометров.Наблюдалось, что более крупные частицы защищают более мелкие частицы от механического истирания. ^[21]

В недавних исследованиях сообщалось о супергидрофобности, позволяющей димеру алкилкетена (AKD) затвердевать в наноструктурированную фрактальную поверхность. ^[22] С тех пор во многих статьях были представлены методы изготовления супергидрофобных поверхностей, включая осаждение частиц, ^[23] золь-гель методы, ^[24] плазменных обработок, ^[25] осаждения из паровой фазы, ^[23] и техника литья. ^[26] Текущие возможности для воздействия исследований лежат в основном в фундаментальных исследованиях и практическом производстве. ^[27] В последнее время возникли споры о применимости моделей Венцеля и Кэсси – Бакстера. В эксперименте, призванном оспорить перспективу поверхностной энергии модели Венцеля и Кэсси-Бакстера и продвигать перспективу линии контакта, капли воды помещались на гладкое гидрофобное пятно в грубом гидрофобном поле, грубое гидрофобное пятно в гладком гидрофобном поле. и гидрофильное пятно в гидрофобном поле. ^[28] Эксперименты показали, что химический состав поверхности и геометрия на линии контакта влияют на угол контакта и гистерезис угла контакта, но площадь поверхности внутри линии контакта не влияет. Также был предложен аргумент о том, что повышенная неровность линии контакта увеличивает подвижность капель. ^[29]

Многие очень гидрофобные материалы, встречающиеся в природе, основаны на законе Кэсси и являются двухфазными на субмикронном уровне с однокомпонентным воздухом. Эффект лотоса основан на этом принципе.Вдохновленный им, было подготовлено множество функциональных супергидрофобных поверхностей. ^[30]

Примером биомиметического супергидрофобного материала в нанотехнологиях является нанопиновая пленка. В одном исследовании представлена ​​поверхность пятиокиси ванадия, которая может обратимо переключаться между супергидрофобностью и супергидрофильностью под действием УФ-излучения. ^[31] Согласно исследованию, любая поверхность может быть модифицирована с этой целью путем нанесения суспензии розообразных частиц V ₂ O ₅ , например, с помощью струйного принтера.И снова гидрофобность вызывается межслойными воздушными карманами (разделенными расстоянием 2,1 нм). Также объясняется УФ-эффект. УФ-свет создает пары электрон-дырка, при этом дырки реагируют с кислородом решетки, создавая поверхностные кислородные вакансии, в то время как электроны восстанавливают V ⁵⁺ до V ³⁺ . Кислородные вакансии заполняются водой, и именно эта водопоглощающая способность поверхностью ванадия делает ее гидрофильной. При длительном хранении в темноте вода заменяется кислородом, и гидрофильность снова теряется.

Возможные области применения

Недавние активные исследования супергидрофобных материалов могут в конечном итоге привести к их промышленному применению. Например, описана простая процедура покрытия хлопчатобумажной ткани частицами диоксида кремния ^[32] или диоксида титана ^[33] золь-гель методом, который защищает ткань от УФ-излучения и делает ее супергидрофобной. Кроме того, сообщалось об эффективной процедуре придания полиэтилена супергидрофобности и, следовательно, самоочищающегося. ^[34] —99% грязи, попавшей на такую ​​поверхность, легко смывается.Узорчатые супергидрофобные поверхности также могут быть использованы для создания микрожидкостных устройств типа «лаборатория на кристалле» и могут значительно улучшить поверхностный биоанализ. ^[35]

См. Также

Ссылки

1. ↑ Арье Бен-Наим Гидрофобное взаимодействие Plenum Press, Нью-Йорк, ISBN 0-306-40222-X
2. ↑ Ахаван Б., Джарвис К., Маевски П. (ноябрь 2013 г.). «Гидрофобные плазменные частицы диоксида кремния с полимерным покрытием для удаления углеводородов нефти». ACS Appl.Mater. Интерфейсы . 5 (17): 8563–8571. DOI: 10,1021 / am4020154. PMID 23942510.
3. ↑ Лидделл, Х.Г. и Скотт, Р. (1940). Греко-английский лексикон. пересмотрен и дополнен сэром Генри Стюартом Джонсом. с помощью. Родерик Маккензи. Оксфорд: Clarendon Press.
4. ↑ Гаррет, Реджинальд; Гришэм, Чарльз (5 января 2012 г.). Биохимия .Cengage Learning. С. 31–35. ISBN 978-1133106296 .
5. ↑ Сильверштейн TP (1998). «Настоящая причина, по которой масло и вода не смешиваются» (PDF). Журнал химического образования . 75 : 116–346. DOI: 10.1021 / ed075p116. Проверено 9 декабря 2011 г.
6. ↑ Ван С., Цзян Л. (2007).«Определение супергидрофобных состояний». Дополнительные материалы . 19 (21): 3423–3424. DOI: 10.1002 / adma.200700934.
7. ↑ Янг, Т. (1805). «Эссе о сцеплении жидкостей». Phil. Пер. R. Soc. Лондон. 95 : 65–87. DOI: 10.1098 / rstl.1805.0005.
8. ↑ Венцель, Р. Н. (1936).«Устойчивость твердых поверхностей к смачиванию водой». Ind. Eng. Chem . 28 (8): 988–994. DOI: 10.1021 / ie50320a024.
9. ↑ де Жен, Пьер-Жиль (2004). Капиллярность и явления смачивания . ISBN 0-387-00592-7 .
10. ↑ Бакстер А.Б., Кэсси С. (1944).«Смачиваемость пористых поверхностей». Пер. Faraday Soc. 40 : 546–551. DOI: 10,1039 / tf9444000546.
11. ↑ Quere, D (2005). «Антипригарные капли». Отчеты о достижениях физики . 68 (11): 2495–2532. Bibcode: 2005RPPh … 68.2495Q. DOI: 10.1088 / 0034-4885 / 68/11 / R01.
12. ↑ Extrand CW (2005).«Моделирование ультралиофобности: взвесь жидких капель на единственной неровности». Ленгмюр . 21 (23): 10370–10374. DOI: 10.1021 / la0513050. PMID 16262294.
13. ↑ Чжан Ю.Л., Сундарараджан С. (2008). «Супергидрофобные инженерные поверхности с регулируемой способностью захватывать воздух». Журнал микромеханики и микротехники . 18 (3): 035024. Bibcode: 2008JMiMi..18c5024Z. DOI: 10.1088 / 0960-1317 / 18/3/035024.
14. ↑ Johnson RE, Dettre RH (1964). «Гистерезис контактного угла». J. Phys. Chem. 68 (7): 1744–1750. DOI: 10.1021 / j100789a012.
15. ↑ Бартлотт, Вильгельм; Элер, Неста (1977). Raster-Elektronenmikroskopie der Epidermis-Oberflächen von Spermatophyten .Tropische und subtropische Pflanzenwelt (на немецком языке). п. 110. ISBN 978-3-515-02620-8 . CS1 maint: нераспознанный язык (ссылка)
16. ↑ Дж. Браун. «Патент США 4,911,782».
17. ↑ Дж. Браун. «Патент США 5,200,152».
18. ↑ Национальный научный фонд.«Цитометр с остановленным потоком».
19. ↑ Дж. Браун. «Патент США 5,853,894».
20. ↑ Бартлотт, Вильгельм; К. Нейнхейс (1997). «Чистота священного лотоса или спасение от загрязнения биологических поверхностей». Планта . 202 : 1–8. DOI: 10.1007 / s004250050096.
21. ↑ Дж. Браун. «Патент США 6,767,587».
22. ↑ Онда Т., Сибуичи С., Сато Н., Цуджи К. (1996). «Суперводоотталкивающие фрактальные поверхности». Ленгмюр . 12 (9): 2125–2127. DOI: 10.1021 / la950418o.
23. ↑ ^{23,0 23.1} Miwa M, Nakajima A, Fujishima A, Hashimoto K, Watanabe T. (2000). «Влияние шероховатости поверхности на углы скольжения капель воды на супергидрофобных поверхностях». Ленгмюр . 16 (13): 5754–60. DOI: 10,1021 / la991660o.
24. ↑ Шертклифф, штат Нью-Джерси, Макхейл Дж., Ньютон, Мичиган, Перри С.К. (2003). «По своей сути супергидрофобные золь-гель кремнийорганические пены». Ленгмюр . 19 (14): 5626–5631. DOI: 10.1021 / la034204f.
25. ↑ Тир Д. О., Спанос К. Г., Ридли П., Кинмонд Э. Дж., Рукулес В., Бадьял Дж. П., Брюер С. А., Коулсон С., Уиллис С. (2002). «Импульсное плазменное осаждение супергидрофобных наносфер». Химия материалов . 14 (11): 4566–4571. DOI: 10,1021 / см011600f.
26. ↑ Bico J, Marzolin C, Quéré D (1999).«Жемчужные капли». Еврофизика Письма . 47 (6): 743–744. Bibcode: 1999EL ….. 47..743B. DOI: 10.1209 / epl / i1999-00453-y.
27. ↑ Extrand C (2008). «Самоочищающиеся поверхности: промышленная перспектива». Бюллетень MRS : 733.
28. ↑ «Как Венцель и Кэсси были неправы». Ленгмюр . 23 (7): 3762–3765. 2007. DOI: 10.1021 / la062634a. PMID 17315893.
29. ↑ Чен В., Фадеев А.Ю., Се М.Э., Онер Д., Янгблад Дж., Маккарти Т.Дж. (1999). «Ультрагидрофобные и ультралиофобные поверхности: некоторые комментарии и примеры». Ленгмюр . 15 (10): 3395–3399. DOI: 10.1021 / la9

    s.

30. ↑ Ван С.Т., Лю Х., Цзян Л. (2006). «Недавний процесс на био-вдохновленной поверхности с особой смачиваемостью». Годовой обзор наноисследований . 1 : 573–628. DOI: 10.1142 / 9789812772374_0013. ISBN 978-981-270-564-8 .
31. ↑ УФ-управляемое обратимое переключение розообразной пленки оксида ванадия между супергидрофобностью и супергидрофильностью Хо Сан Лим, Донхун Квак, Дон Юн Ли, Сын Гу Ли и Килвон Чо Дж.Am. Chem. Soc .; 2007 ; 129 (14) с. 4128–4129; (Связь) doi: 10.1021 / ja0692579 PMID 17358065
32. ↑ Xue CH, Jia ST, Zhang LQ, Chen HZ, Wang M (1 июля 2008 г.). «Подготовка супергидрофобных поверхностей на хлопчатобумажных тканях». Наука и технология перспективных материалов . 9 (3): 035008. DOI: 10.1088 / 1468-6996 / 9/3/035008.
33. ↑ Xue CH, Jai ST, Chen HZ, Wang H (1 июля 2008 г.).«Супергидрофобные хлопчатобумажные ткани, полученные путем золь – гель-покрытия TiO и гидрофобизации поверхности». Наука и технология перспективных материалов . 9 (3): 035001. DOI: 10.1088 / 1468-6996 / 9/3/035001.
34. ↑ Yuan Z, Chen H, Zhang J, Zhao D, Liu Y, Zhou X, Li S, Shi P, Tang J, Chen X (1 декабря 2008 г.). «Получение и характеристика самоочищающегося стабильного супергидрофобного линейного полиэтилена низкой плотности». Наука и технология перспективных материалов . 9 (4): 045007. DOI: 10.1088 / 1468-6996 / 9/4/045007.
35. ↑ Рессин А., Марко-Варга Г., Лорелл Т. (2007). «Технология микрочипов из пористого кремниевого белка и ультра- / супергидрофобные состояния для улучшенного биоаналитического считывания». Годовой обзор биотехнологии . Годовой обзор биотехнологии. 13 : 149–200. DOI: 10.1016 / S1387-2656 (07) 13007-6. ISBN 9780444530325 . PMID 17875477.

Внешние ссылки

Hydrophob — Гидрофоб — qaz.wiki

молекула или поверхность, не привлекающая воду

In der Chemie ist Hydrophobizität die Physikalische Eigenschaft eines Moleküls, das scheinbar von einer Wassermasse (bekannt als Hydrophobie ) abgestoßen wird. (Streng genommen ist keine abstoßende Kraft beteiligt; es ist keine Anziehung.) Im Gegensatz dazu werden Hydrophile von Wasser angezogen.

Hydrophobe Moleküle neigen dazu, unpolar zu sein und bevorzugen daher andere Neutrale Moleküle und unpolare Lösungsmittel.Da Wassermoleküle polar sind, lösen sich Hydrophobe unter ihnen nicht gut auf. Hydrophobe Moleküle im Wasser sammeln sich häufig zusammen und bilden Mizellen. Wasser auf hydrophoben Oberflächen weist einen hohen Kontaktwinkel auf.

Beispiele für Hydrophobe Moleküle umfassen die Alkane, Öle, Fette und fettigen Substanzen im Allgemeinen. Hydrophobe Materialien werden zur Ölentfernung aus Wasser, zur Bewältigung von Ölverschmutzungen und zur chemischen Trennung verwendet, um unpolare Substanzen aus polaren Verbindungen zu entfernen.

Hydrophob wird часто является синонимом mit lipophil, «fettliebend» verwendet. Die beiden Begriffe sind jedoch nicht синоним. Während hydrophobe Substanzen normalerweise lipophil sind, gibt es Ausnahmen wie Silikone und Fluorkohlenwasserstoffe.

Der Begriff Hydrophob stammt aus dem Altgriechischen ὑδρόφόβος (hýdrophóbos), «mit einem Horror des Wassers», konstruiert aus Altgriechisch ὕδωρ (húdōr ‘‘ Wasser ‘) и ‘ Wasser ‘.

Chemischer Hintergrund

Die Hydrophobe Wechselwirkung ist meist ein entropischer Effekt, der aus der Zerstörung der hochdynamischen Wasserstoffbrücken zwischen Molekülen flüssigen Wassers durch den unpolaren gelösten Stoff resultiert, der eine Struktoluriens. Diese gebildete Struktur ist höher geordnet als freie Wassermoleküle, da sich die Wassermoleküle so anordnen, dass sie so viel wie möglich mit sich selbst intergieren, und führt somit zu einem höheren entropischen zustmen, unführt somit zu einem höheren entropispen zustmen, undefrom freiemöölödzüüüt, unl zu verringern zu wässern und die Entropie des Systems zu verringern.Somit ändern sich die beiden nicht mischbaren Phasen (hydrophil gegenüber hydrophob), поэтому dass ihre entsprechende Grenzfläche minimal ist. Dieser Effekt kann im Phänomen der Phasentrennung sichtbar gemacht werden.

Супергидрофобия

Superhydrophobe Oberflächen wie die Blätter der Lotuspflanze sind äußerst schwer zu benetzen. Die Kontaktwinkel eines Wassertropfens überschreiten 150 °. Dies wird als Lotus-Effekt bezeichnet und ist in erster Linie eine Physikalische Eigenschaft im Zusammenhang mit der Grenzflächenspannung und keine chemische Eigenschaft.

Теория

Im Jahr 1805 Definierte Thomas Young den Kontaktwinkel θ durch Analyze der Kräfte, die auf ein Flüssigkeitströpfchen wirken, das auf einer von einem Gas umgebenen festen Oberfläche ruht.

γSG = γSL + γLGcos⁡θ {\ displaystyle \ gamma _ {\ text {SG}} \ = \ gamma _ {\ text {SL}} + \ gamma _ {\ text {LG}} \ cos \ theta \ ,}

wo

γSG {\ displaystyle \ gamma _ {\ text {SG}} \} = Grenzflächenspannung zwischen Feststoff und Gas

γSL {\ displaystyle \ gamma _ {\ text {SL}} \} = Grenzflächenspannung zwischen Feststoff und Flüssigkeit

γLG {\ displaystyle \ gamma _ {\ text {LG}} \} = Grenzflächenspannung zwischen Flüssigkeit und Gas

θ kann mit einem Kontaktwinkel-Goniometer gemessen werden.

Wenzel stellte fest, dass sich θ in θ _{W *} ändert, wenn die Flüssigkeit in engem Kontakt mit einer mikrostrukturierten Oberfläche steht

cos⁡θW ∗ = rcos⁡θ {\ displaystyle \ cos \ theta _ {W} * = r \ cos \ theta \,}

Dabei ist r das Verhältnis der tatsächlichen Fläche zur projizierten Fläche. Die Wenzelsche Gleichung zeigt, dass die Mikrostrukturierung einer Oberfläche die natürliche Tendenz der Oberfläche verstärkt.Eine Hydrophobe Oberfläche (eine mit einem ursprünglichen Kontaktwinkel von mehr als 90 °) wird bei der Mikrostrukturierierung hydrophober — ihr neuer Kontaktwinkel wird größer als der ursprüngliche. Eine hydrophile Oberfläche (eine mit einem ursprünglichen Kontaktwinkel von weniger als 90 °) wird jedoch bei Mikrostrukturierierung hydrophiler — ihr neuer Kontaktwinkel wird kleiner als der ursprüngliche. Cassie und Baxter fanden heraus, dass sich θ in θ _{CB *} ändert, wenn die Flüssigkeit auf den Oberseiten von Mikrostrukturen suspendiert ist:

cos⁡θCB ∗ = φ (cos⁡θ + 1) −1 {\ displaystyle \ cos \ theta _ {\ text {CB}} * = \ varphi (\ cos \ theta +1) -1 \,}

Dabei ist φ der Flächenanteil des Feststoffs, der die Flüssigkeit berührt.Flüssigkeit im Cassie-Baxter-Zustand ist mobiler als im Wenzel-Zustand.

Wir können vorhersagen, ob der Wenzel- oder Cassie-Baxter-Zustand existieren sollte, indem wir den neuen Kontaktwinkel mit beiden Gleichungen berechnen. Durch eine Minimierung des Arguments der freien Energie ist die Beziehung, die den kleineren neuen Kontaktwinkel vorhergesagt hat, der Zustand, der am wahrscheinlichsten existiert. Mathematisch ausgedrückt muss die folgende Ungleichung zutreffen, damit der Cassie-Baxter-Zustand existiert.

cos⁡θ <φ − 1r − φ {\ displaystyle \ cos \ theta <{\ frac {\ varphi -1} {r- \ varphi}}}

Ein aktuelles alternatives Kriterium für den Cassie-Baxter-Zustand besagt, dass der Cassie-Baxter-Zustand vorliegt, wenn die folgenden 2 Kriterien erfüllt sind: 1) Kontaktlinienkräfte überwinden Körperkräfte mit nicht abgestütztem Tröpfchengewicht der Mikrostrukturen berührt.

Kürzlich wurde ein neues Kriterium für den Wechsel zwischen Wenzel- und Cassie-Baxter-Zuständen entwickelt, das auf Oberflächenrauheit und Oberflächenenergie basiert. Das Kriterium konzentriert sich auf die Fähigkeit der Lufteinschlüsse unter Flüssigkeitströpfchen auf rauen Oberflächen, die Aufschluss darüber geben könnten, ob das Wenzel-Modell oder das de Cassiere Bédée de Bédée de Cassiera Bédée.

Der Kontaktwinkel ist ein Maß für die statische Hydrophobizität, und die Kontaktwinkelhysterese und der Gleitwinkel sind Dynamische Maße.Die Kontaktwinkelhysterese ist ein Phänomen, das die Oberflächenheterogenität charakterisiert. Wenn eine Pipette eine Flüssigkeit auf einen Feststoff injiziert, bildet die Flüssigkeit einen Kontaktwinkel. Wenn die Pipette mehr Flüssigkeit injiziert, nimmt das Volumen des Tröpfchens zu, der Kontaktwinkel nimmt zu, aber seine dreiphasige Grenze bleibt stationär, bis es plötzlich nach außen vorrückt. Der Kontaktwinkel, den das Tröpfchen unmittelbar vor dem Vorwärtsbewegen hatte, wird als fortschreitender Kontaktwinkel bezeichnet.Der zurückgehende Kontaktwinkel wird nun gemessen, indem die Flüssigkeit aus dem Tröpfchen zurückgepumpt wird. Das Tröpfchen nimmt an Volumen ab, der Kontaktwinkel nimmt ab, aber seine dreiphasige Grenze bleibt stationär, bis es plötzlich nach innen zurückgeht. Der Kontaktwinkel, den das Tröpfchen unmittelbar vor dem Rückzug hatte, wird als Rückzugskontaktwinkel bezeichnet. Der Unterschied zwischen fortschreitenden und zurückgehenden Kontaktwinkeln wird als Kontaktwinkelhysterese bezeichnet und kann zur Charakterisierung von Oberflächenheterogenität, Rauheit und Mobilität verwendet werdendet.Oberflächen, die nicht homogen sind, weisen Domänen auf, die die Bewegung der Kontaktlinie behindern. Der Gleitwinkel ist ein weiteres Dynamisches Maß für die Hydrophobizität und wird gemessen, indem ein Tröpfchen auf einer Oberfläche abgelagert und die Oberfläche gekippt wird, bis das Tröpfchen zu gleiten beginnt. Im Allgemeinen weisen Flüssigkeiten im Cassie-Baxter-Zustand niedrigere Gleitwinkel und Kontaktwinkelhysterese auf als solche im Wenzel-Zustand.

Forschung und Entwicklung

Dettre und Johnson entdeckten 1964, dass das Phänomen des superhydrophoben Lotus-Effekts mit rauen hydrophoben Oberflächen zusammenhängt, und entwickelten ein Theoretisches Modell, das auf Experimenten mit Paraffin oder TFE-Telomer Baschlente Baschlente. Über die Selbstreinigungseigenschaften superhydrophober mikro- nanostrukturierter Oberflächen wurde 1977 berichtet. Perfluoralkyl-, Perfluorpolyether- и RF-Plasma-geformte superhydrophobe Materialien wurden entwickelt, zur Elektrobenetzung verwendet und zwischen 1986 и 1995 für biomedizinische Anwendungen kommerzialisiert.Andere Technologien und Anwendungen haben entstanden seit Mitte der 1990er Jahre. Eine dauerhafte superhydrophobeierarchische Zusammensetzung, die in ein oder zwei Schritten angewendet wurde, wurde 2002 offenbart, die Partikel in Nanogröße ≤ 100 Nanometer umfasst, die über einer Oberfläche mit Merkmalömeter ≤100 Es wurde beobachtet, dass die größeren Partikel die kleineren Partikel vor Mechanischem Abrieb schützen.

In den letzten Forschung, superhydrophoben wurde, indem Alkylketen berichtet Dimer (AKD) erstarren in eine nanostrukturierte Oberfläche Fraktal.Viele Veröffentlichungen haben seitdem Herstellungsverfahren zur Herstellung superhydrophober Oberflächen vorgestellt, einschließlich Partikelabscheidung, Sol-Gel-Techniken, Plasmabehandlungen, Dampfabscheidung und Gießtechniken. Die derzeitige Möglichkeit für Auswirkungen auf die Forschung liegt hauptsächlich in der Grundlagenforschung und in der praktischen Fertigung. Vor kurzem wurden Debatten über die Anwendbarkeit der Modelle Wenzel und Cassie-Baxter geführt. В собственном эксперименте, das die Oberflächenenergieperspektive des Wenzel- und Cassie-Baxter-Modells in Frage stellen und eine Kontaktlinienperspektive fördern sollte, wurden Wassertropfen auf einen glatten hydrophoben, Fleck, einem rauend, einem rauendeck.und ein hydrophiler Fleck in einem hydrophoben Feld. Experimente zeigten, dass die Oberflächenchemie und -geometrie an der Kontaktlinie den Kontaktwinkel und die Kontaktwinkelhysterese beeinflussten, die Oberfläche innerhalb der Kontaktlinie jedoch keinen Einfluss hatte. Ein Argument, dass eine erhöhte Zackigkeit in der Kontaktlinie die Tröpfchenmobilität verbessert, wurde ebenfalls vorgeschlagen.

Viele in der Natur vorkommende Hydrophobe Materialien beruhen auf dem Cassie-Gesetz und sind im Submikrometerbereich mit einer Luftkomponente zweiphasig.Der Lotus-Effekt basiert auf diesem Prinzip. Inspiriert davon wurden viele funktionelle superhydrophobe Oberflächen hergestellt.

Ein Beispiel für ein bionisches oder biomimetisches superhydrophobes Material in der Nanotechnologie ist der Nanopinfilm.

Eine Studie präsentiert eine Vanadiumpentoxidoberfläche, die unter dem Einfluss von UV-Strahlung reversibel zwischen Superhydrophobie und Superhydrophilie umschaltet. Gemäß der Studie kann jede Oberfläche durch Aufbringen einer Suspension von roseartigen V ₂ O ₅ -Partikeln, beispielsweise mit einem Tintenstrahldrucker, zu diesem Effekt modifiziert werden.Wiederum wird die Hydrophobizität durch interlaminare Lufteinschlüsse Indziert (durch 2,1 nm Abstände getrennt). Der UV-Effekt wird ebenfalls erklärt. UV-Licht erzeugt Elektronen-Loch-Paare, wobei die Löcher mit Gittersauerstoff reagieren und Oberflächensauerstoffleerstellen erzeugen, während die Elektronen V ⁵⁺ auf V ³⁺ reduzieren. Die Sauerstofffehlstellen werden durch Wasser gedeckt, und es ist diese Wasseraufnahmefähigkeit durch die Vanadiumoberfläche, die es hydrophil macht.Durch längere Lagerung im Dunkeln wird Wasser durch Sauerstoff ersetzt und die Hydrophilie geht wieder verloren.

Eine signifikante Mehrheit der Hydrophoben Oberflächen hat ihre Hydrophoben Eigenschaften, die durch Strukturelle oder chemische Modifikation einer Oberfläche eines Schüttguts entweder durch Beschichtungen oder durch Oberflächenvermittelhandlungen. Das heißt, das Vorhandensein molkularer Spezies (normalerweise organischer) или структуреллер Merkmale führt zu hohen Kontaktwinkeln von Wasser.In den letzten Jahren wurde gezeigt, dass Seltenerdoxide eine intrinsische Hydrophobizität besitzen. Die intrinsische Hydrophobizität von Seltenerdoxiden hängt von der Oberflächenorientierung und dem Sauerstoffleerstellen ab und ist naturgemäß robuster als Beschichtungen oder Oberflächenbehandlungen. Sie kann в Kondensatoren und Katalysatoren eingesetzt werden, die bei hohen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen arbeiten können.

Anwendungen und mögliche Anwendungen

Hydrophober Beton wird seit Mitte des 20.Jahrhunderts hergestellt.

Aktive aktuelle Forschungen zu superhydrophoben Materialien könnten letztendlich zu Industrielleren Anwendungen führen.

Es wurde über einfache Routine zum Beschichten von Baumwollgewebe mit Siliciumdioxid- oder Titandioxidpartikeln durch Sol-Gel-Technik berichtet, die das Gewebe vor UV-Licht schützt und es super.

Es wurde über eine effiziente Routine berichtet, um Polyethylen superhydrophob und damit selbstreinigend zu machen.99% des Schmutzes auf einer solchen Oberfläche lassen sich leicht abwaschen.

Strukturierte superhydrophobe Oberflächen sind auch für Mikrofluidikgeräte im Labor auf einem Chip vielversprechend und können die oberflächenbasierte Bioanalyse drastisch verbessern.

В Pharmazeutika beeinflusst die Hydrophobizität von Pharmazeutischen Mischungen wichtige Qualitätsmerkmale von Endprodukten wie die Auflösung des Arzneimittels und die Härte. Es wurden Methoden entwickelt, um die Hydrophobizität von Pharmazeutischen Materialien zu messen.

Siehe auch

Verweise

Внешние ссылки

Статья о Hydrophobe от Free Dictionary

гидрофоб

Marine Hydrophore System, производитель морских гидрофорных систем.

1. Гидрофорная система

Гидрофорная система используется в высотных зданиях и в морской среде для перекачивания, хранения и подачи пресной или серой воды.Такая система будет состоять из одной или нескольких камер с клапанами, датчиками и трубопроводом.
Часто под давлением и в сочетании с водонагревателем гидрофорные камеры могут подавать на судно горячую или холодную пресную или морскую воду контролируемым образом и обеспечивать дополнительные меры регулирования, такие как контроль температуры и давления.

2. Технические данные морской гидрофорной системы

3. Описание принципа

4. Различная схема морской гидрофорной системы.

определение слова Hydrophobe и синонимов слова Hydrophobe (английский)

Капли воды на гидрофобной поверхности травы

В химии гидрофобность (от аттического греческого hydro , что означает вода, и phobos , что означает страх ) — это физическое свойство молекулы (известной как гидрофоб ), которая отталкивается от масса воды. ^[1]

Гидрофобные молекулы обычно неполярны и поэтому предпочитают другие нейтральные молекулы и неполярные растворители. Гидрофобные молекулы в воде часто группируются вместе, образуя мицеллы. Вода на гидрофобных поверхностях будет иметь большой угол смачивания.

Примеры гидрофобных молекул включают алканы, масла, жиры и жирные вещества в целом. Гидрофобные материалы используются для удаления нефти из воды, ликвидации разливов нефти и процессов химического разделения для удаления неполярных из полярных соединений.

«Гидрофобный» часто используется как синоним «липофильный», «жиролюбивый». Однако эти два термина не являются синонимами. Хотя гидрофобные вещества обычно липофильны, есть исключения, такие как силиконы и фторуглероды.

Химический фон

Гидрофобное взаимодействие — это в основном энтропийный эффект, возникающий из-за разрушения высокодинамичных водородных связей между молекулами жидкой воды неполярным растворенным веществом. Объединяясь вместе, неполярные молекулы уменьшают площадь поверхности, подверженную воздействию воды, и сводят к минимуму их разрушительный эффект. ^[2] Таким образом, две несмешивающиеся фазы (гидрофильная и гидрофобная) изменятся так, что их соответствующая межфазная площадь будет минимальной. Этот эффект можно визуализировать в явлении, называемом разделением фаз.

Супергидрофобность

Капля воды на листе растения лотоса.

Супергидрофобные поверхности, такие как листья лотоса, очень трудно смачивать. Углы смачивания капли воды превышают 150 °, а угол скатывания менее 10 °. ^[3] Это называется эффектом лотоса.

Теория

В 1805 году Томас Янг определил контактный угол θ , проанализировав силы, действующие на каплю жидкости, покоящуюся на твердой поверхности, окруженной газом. ^[4]

Капля жидкости лежит на твердой поверхности и окружена газом. Краевой угол θ _C — это угол, образованный жидкостью на границе трех фаз, где пересекаются жидкость, газ и твердое тело.

Капля, покоящаяся на твердой поверхности и окруженная газом, образует характерный угол смачивания θ . Если твердая поверхность шероховатая, а жидкость находится в тесном контакте с твердыми неровностями, капля находится в состоянии Венцеля. Если жидкость остается на вершинах выступов, она находится в состоянии Кэсси – Бакстера.

где

= Межфазное натяжение между твердым телом и газом

= Межфазное натяжение между твердым телом и жидкостью

= Межфазное натяжение между жидкостью и газом

θ можно измерить с помощью гониометра угла смачивания.

Венцель определил, что, когда жидкость находится в тесном контакте с микроструктурированной поверхностью, θ изменится на θ _{W *}

где r — отношение фактической площади к прогнозируемой. ^[5] Уравнение Венцеля показывает, что микроструктурирование поверхности усиливает естественную тенденцию поверхности. Гидрофобная поверхность (та, которая имеет исходный угол контакта больше 90 °) становится более гидрофобной при микроструктурировании — ее новый угол контакта становится больше, чем у оригинала.Однако гидрофильная поверхность (та, которая имеет исходный угол смачивания менее 90 °) становится более гидрофильной при микроструктурировании — ее новый угол смачивания становится меньше исходного. ^[6] Кэсси и Бакстер обнаружили, что если жидкость находится во взвешенном состоянии на вершинах микроструктур, θ изменится на θ _{CB *} :

где φ — доля площади твердого тела, соприкасающегося с жидкостью. ^[7] Жидкость в состоянии Кэсси – Бакстера более подвижна, чем в состоянии Венцеля.

Мы можем предсказать, должно ли существовать состояние Венцеля или Кэсси – Бакстера, вычислив новый угол смачивания по обоим уравнениям. Путем минимизации аргумента о свободной энергии соотношение, которое предсказывало меньший новый угол смачивания, является наиболее вероятным состоянием. С математической точки зрения, для существования состояния Кэсси – Бакстера должно выполняться следующее неравенство. ^[8]

Недавний альтернативный критерий для состояния Кэсси-Бакстера утверждает, что состояние Кэсси-Бакстера существует при соблюдении следующих 2 критериев: 1) силы контактной линии преодолевают массовые силы веса неподдерживаемой капли и 2) микроструктуры достаточно высоки, чтобы предотвратить жидкость, которая связывает микроструктуры от соприкосновения с основанием микроструктур. ^[9]

Недавно был разработан новый критерий переключения между состояниями Венцеля и Кэсси-Бакстера, основанный на шероховатости поверхности и поверхностной энергии. ^[10] Критерий фокусируется на способности захватывать воздух под каплями жидкости на шероховатых поверхностях, что позволяет определить, следует ли использовать модель Венцеля или модель Кэсси-Бастер для определенной комбинации шероховатости поверхности и энергии.

Угол смачивания является мерой статической гидрофобности, а гистерезис угла смачивания и угол скольжения являются динамическими показателями.Гистерезис краевого угла — это явление, характеризующее неоднородность поверхности. ^[11] Когда пипетка впрыскивает жидкость в твердое тело, жидкость образует некоторый контактный угол. По мере того, как пипетка впрыскивает больше жидкости, капля будет увеличиваться в объеме, угол смачивания увеличится, но ее трехфазная граница будет оставаться неподвижной, пока она внезапно не продвинется наружу. Угол контакта, который имела капля непосредственно перед продвижением наружу, называется краевым углом продвижения. Угол смачивания смачивания теперь измеряется путем откачки жидкости обратно из капли.Капля будет уменьшаться в объеме, угол смачивания уменьшится, но ее трехфазная граница будет оставаться неподвижной, пока она внезапно не отступит внутрь. Угол контакта, который имела капля непосредственно перед уходом внутрь, называется углом смачивания. Разница между углами смачивания и отступления называется гистерезисом угла смачивания и может использоваться для характеристики неоднородности, шероховатости и подвижности поверхности. Неоднородные поверхности будут иметь домены, препятствующие движению контактной линии.Угол скольжения является еще одним динамическим показателем гидрофобности и измеряется путем нанесения капли на поверхность и наклона поверхности до тех пор, пока капля не начнет скользить. В общем, жидкости в состоянии Кэсси-Бакстера демонстрируют более низкие углы скольжения и гистерезис краевого угла, чем жидкости в состоянии Венцеля.

Исследования и разработки

О свойстве самоочищения супергидрофобных микронаноструктурированных поверхностей сообщалось в 1977 году, ^[12] и перфторалкильные и перфторполиэфирные супергидрофобные материалы были разработаны в 1986 году для работы с химическими и биологическими жидкостями.Другие биотехнические приложения появились с 1990-х годов. ^{[13] [14] [15] [16] [17]}

В недавних исследованиях сообщалось о супергидрофобности, позволяющей димеру алкилкетена (AKD) затвердевать в наноструктурированную фрактальную поверхность. ^[18] С тех пор во многих статьях были представлены методы изготовления супергидрофобных поверхностей, включая осаждение частиц, ^[19] золь-гель-методы, ^[20] плазменных обработок, ^[21] осаждение из паровой фазы, ^[22] и техника литья. ^[23] Текущие возможности для воздействия исследований лежат в основном в фундаментальных исследованиях и практическом производстве. ^[24] В последнее время возникли споры о применимости моделей Венцеля и Кэсси – Бакстера. В эксперименте, призванном оспорить перспективу поверхностной энергии модели Венцеля и Кэсси-Бакстера и продвигать перспективу линии контакта, капли воды помещались на гладкое гидрофобное пятно в грубом гидрофобном поле, грубое гидрофобное пятно в гладком гидрофобном поле. и гидрофильное пятно в гидрофобном поле. ^[25] Эксперименты показали, что химический состав поверхности и геометрия на линии контакта влияют на угол контакта и гистерезис угла контакта, но площадь поверхности внутри линии контакта не влияет. Также был предложен аргумент о том, что повышенная неровность линии контакта увеличивает подвижность капель. ^[26]

Многие очень гидрофобные материалы, встречающиеся в природе, основаны на законе Кэсси и являются двухфазными на субмикронном уровне с однокомпонентным воздухом. Эффект лотоса основан на этом принципе.Вдохновленный им, было подготовлено множество функциональных супергидрофобных поверхностей. ^[27]

Примером биомиметического супергидрофобного материала в нанотехнологиях является нанопиновая пленка. В одном исследовании представлена ​​поверхность пятиокиси ванадия, которая может обратимо переключаться между супергидрофобностью и супергидрофильностью под действием УФ-излучения. ^[28] Согласно исследованию, любая поверхность может быть модифицирована с этой целью путем нанесения суспензии розообразных частиц V ₂ O ₅ , например, с помощью струйного принтера.И снова гидрофобность вызывается межслойными воздушными карманами (разделенными расстоянием 2,1 нм). Также объясняется УФ-эффект. УФ-свет создает пары электрон-дырка, при этом дырки реагируют с кислородом решетки, создавая поверхностные кислородные вакансии, в то время как электроны восстанавливают V ⁵⁺ до V ³⁺ . Кислородные вакансии заполняются водой, и именно эта водопоглощающая способность поверхностью ванадия делает ее гидрофильной. При длительном хранении в темноте вода заменяется кислородом, и гидрофильность снова теряется.

Возможные области применения

Недавние активные исследования супергидрофобных материалов могут в конечном итоге привести к их промышленному применению. Например, описана простая процедура покрытия хлопчатобумажной ткани частицами диоксида кремния ^[29] или диоксида титана ^[30] золь-гель методом, который защищает ткань от ультрафиолетового излучения и делает ее супергидрофобной. Кроме того, сообщалось об эффективном способе сделать полиэтилен супергидрофобным и таким образом самоочищающимся ^[31] —99% грязи, адсорбированной на такой поверхности, легко смывается. Ressine, A .; Марко-Варга, Г., Лорелл, Т. (2007). «Технология микрочипов из пористого кремниевого белка и ультра- / супергидрофобные состояния для улучшенного биоаналитического считывания». Годовой обзор биотехнологии 13 : 149–200. DOI: 10.1016 / S1387-2656 (07) 13007-6. PMID 17875477.

Внешние ссылки