Pístová čerpadla lze právem považovat za vůbec první čerpadla vynalezená člověkem. Svůj rozvoj dostaly s počátkem průmyslové revoluce a nástupem parních strojů. Postupem času se postupně objevovaly nové konstrukce a modely čerpadel, ale pístová čerpadla byla ve světové produkci nejrozšířenější. Ale s rozvojem techniky v současné realitě ustoupily dominantní roli odstředivých čerpadel – čerpadel nejen jiné konstrukce, ale i jiného principu činnosti.
Jak již bylo zmíněno dříve, hlavní klasifikace čerpadel je podle typu pracovní komory – dělí se na trojrozměrný и dynamický. Nechte dynamická čerpadla objem pracovního prostoru je neměnný, dochází v nich k pohybu vody podle hydrodynamického principu. V důsledku rotace oběžného kola uvnitř pracovní komory čerpadla Kinetická energie z oběžného kola je přenášen do čerpaného proudu kapaliny, který se v následujících prvcích (rozváděcí lopatka, spirála, difuzor) přeměňuje na potenciální energie (tlaková energie). Tím se vytvoří potřebný tlak.
Dynamická čerpadla podle principu činnosti jsou rozděleny do tří typů:
Na toto téma existuje související článek. Bude se vám to zdát velmi zajímavé – Zařízení oběhového čerpadla s mokrým rotorem
- laločnatý – v nich je hlavním pracovním tělesem kolo s lopatkami;
- vír (přeměňují mechanickou energii na potenciální energii proudění tekutiny, nikoli vlivem odstředivých sil od kola s lopatkami, ale v procesu tvorby víru v pracovním prostoru čerpadla);
- proud (v nich je pracovním tělesem pomocná kapalina, pára nebo plyn, v důsledku přenosu kinetické energie, ze které se pracovní tekutina pohybuje);
- odstředivý (čerpadla, která pracují na principu přeměny mechanické energie hřídele motoru na potenciální energii proudění kapaliny působením odstředivé síly, ke které dochází při působení lopatek oběžného kola na kapalné médium);
- axiální (pracovní tekutina (plyn) v nich se pohybuje podél osy rotace oběžného kola vrtulového typu);
- radiální (v nich je pracovním tělesem konstrukčně instalované radiální kolo).
Odstředivé čerpadlo
Ostatně viz předchozí příspěvek. Je tu pro vás mnoho užitečných informací – Klasifikace čerpadel. Objemová čerpadla
Zařízení odstředivého čerpadla: 1 – těleso čerpadla; 2 – příruby sacího a výtlačného potrubí; 3 – skříň motoru; 4 – oběžné kolo; 5 – hřídel; 6 – mechanická ucpávka hřídele; 7 – kluzná ložiska; 8 – oběžné kolo chlazení motoru; 9 – stator
Hlavní součásti odstředivého čerpadla v nejjednodušším provedení jsou ocelové nebo litinové tělo, ve tvaru trochu jako šnek, umístěný uvnitř hřídel и Pracovní kolopřipojený k této hřídeli. Rotace z hřídele na kolo se přenáší skrz hmoždinky. Oběžné kolo, vyrobené z polymerních materiálů, se skládá z dva disky a několik pevně mezi nimi nože. Lopatky jsou zakřivené a natočené konvexní stranou ve směru otáčení.
V nosných uzlech hřídele oběžného kola jsou instalovány kluzná ložiska. Dřík hřídele vychází z pouzdra a je spojen pomocí spojky с rotor motorufungující jako pohon. Otvor ve skříni čerpadla, kterým prochází dřík hřídele, má zhutnění, zabraňující úniku pracovní kapaliny. Dříve fungovalo těsnění ucpávky jako těsnění, ale nyní je lepší zvolit modely čerpadel mechanické těsnění, která je spolehlivější a dokáže udržet těsnost tělesa čerpadla i při posunutí hřídele nebo vibracích.
Odstředivé čerpadlo patří do skupiny lopatkových zařízení, protože kapalina je čerpána pod vlivem odstředivých sil. Vznikají rotací lopatek čerpadla. Nejčastěji jsou zařízení vyrobena z litiny, ale existují modely vyrobené z hliníku nebo jiných materiálů. Výrobci se zaměřují na materiály, které odolají chemikáliím.
Materiály, ze kterých je čerpadlo vyrobeno, určují nejen životnost zařízení, ale také efektivitu jeho provozu. Vzhledem k tomu, že odstředivá čerpadla rychle získávají na oblibě, rozšířila se škála materiálů používaných pro jejich výrobu. Silné kovy s vysokou úrovní odolnosti proti korozi zůstávají pro výrobce prioritou. V konstrukci odstředivých čerpadel však mohou být díly jako termoplasty pro těsnění.
Konstrukce odstředivého čerpadla
Konstrukce odstředivého čerpadla
Navzdory velkému množství typů odstředivých čerpadel je jejich konstrukce poměrně jednoduchá. Základní provedení obsahuje tři hlavní prvky – oběžné kolo, plášť a čerpací jednotku nebo mechanickou sestavu.
Oběžné kolo je nejdůležitější součástí odstředivého čerpadla. Je zodpovědný za výrobu energie a rychlost otáčení. Střed oběžného kola je očko nebo náboj. Lopatky se otáčejí kolem oběžného kola, díky čemuž je zajištěn pohyb. Oběžná kola se mohou velmi lišit v průměru, díky čemuž je možné zajistit různé rychlosti otáčení.
Schéma činnosti odstředivého čerpadla
Čerpací jednotka je dalším důležitým prvkem, který umožňuje rotaci oběžného kola v konstrukci čerpadla. Oběžné kolo je pro otáčení spojeno s otočným hnacím hřídelem. Elektromotory jsou nejběžnější, ale existují i jiné možnosti.
Čerpací jednotka dále obsahuje ložiska pro podepření hnacího hřídele, těsnicí mechanismy zabraňující úniku kapaliny. Zohledněny jsou také konstrukční prvky, které pomáhají odstředivému čerpadlu odolávat různému zatížení.
Všechny výše popsané prvky jsou v plášti. Má dvě hlavní funkce. První souvisí s ochranou prvků před škodlivými vlivy vnějších faktorů, druhým je přeměna rotační energie produkované oběžným kolem na určitý proud tekutiny.
Princip činnosti odstředivého čerpadla
Odstředivé čerpadlo pracuje podle poměrně jednoduchého schématu. Pointa je, že když se hřídel odstředivého čerpadla otáčí, oběžné kolo se také pohybuje. V tomto okamžiku čerpadlo uvnitř jednotky nasměruje kapalinu do středu oběžného kola.
Pohyb čerpadla souvisí s kinetickou energií tekutiny, která vychází z čerpadla. Díky této interakci kapalina prochází hroty lopatek oběžného kola. Dalším krokem bude výstup kapaliny z oběžného kola dostatečně vysokou rychlostí. Odpor vzniká v okamžiku kontaktu s tělesem čerpadla. Poté se rychlost mírně sníží, ale tlak se zvýší. Poté kapalina vystupuje výstupními otvory.
Vypouštění kapaliny je řízeno konstrukcí oběžného kola uvnitř skříně. Oběžné kolo v provedení odstředivého čerpadla je umístěno tak, že nejdelší průměr je umístěn za výstupem v kanálu skříně. Tato část odstředivého čerpadla se nazývá povodí. V oblasti povodí se vzdálenost mezi oběžným kolem a stěnou skříně zvětšuje až k bodu výtlaku. Díky této geometrii uspořádání dílů je možné zajistit co nejvyšší tlak uvnitř kapaliny opouštějící oběžné kolo. To přispívá k rychlému pohybu tekutiny, když se blíží k bodu vstřikování.
Výhody a nevýhody odstředivých čerpadel
Existuje řada výhod, díky kterým jsou odstředivá čerpadla oblíbená:
- jednotka s vysokým výkonem. Pokud vezmeme v úvahu modely průmyslových čerpadel, vykazují vynikající ukazatele průtoku a tlaku;
- rovnoměrnost průtoku s vysokou účinností jednotky. Minimální účinnost odstředivých čerpadel přesahuje 50 %. V prodeji také najdete moderní vylepšené modely s účinností přes 93%;
- univerzální jednotka, která je vhodná pro pevné i kapalné přípravky. Inovativní výrobci výrazně snížili riziko ucpání. I při práci s hustými kapalinami s částicemi ve formě nečistot bude jednotka fungovat.
Mezi nevýhody odstředivých čerpadel patří, že ne vždy pracují správně při vysokých tlacích. V takových případech je možné, že se do systému dostane vzduch, což povede k poruše odstředivého čerpadla.
Typy čerpadel podle principu činnosti a použití
Na trhu je velké množství odstředivých čerpadel, která se liší typem práce a konstrukčními prvky. Odstředivá čerpadla lze použít pro různé druhy kapalin. Instaluje se například pro čerpání kapalin, plynů, olejů, chemikálií, kyselin a dalších chemikálií. Odstředivá čerpadla jsou nejčastěji identifikována podle aplikace nebo vlastnosti jedné z jejich hlavních částí.
Typy odstředivých čerpadel v závislosti na aplikaci:
- Vodní odstředivé čerpadlo slouží k čerpání vody. Jedná se o univerzální modely, dostatečně kompaktní a lehké, takže mohou pracovat i při vysokém tlaku. Nejčastěji se v této kategorii čerpadel používá jednotka pro čerpání vody z nízko položených obytných prostor. Například při akumulaci nebo zatopení sklepních prostor. Pokud model umožňuje přítomnost tlakové nádoby, může být voda distribuována mimo zdroj kapaliny.
- Odstředivá čerpadla pro čerpání znečištěné vody. Takové jednotky se používají pro čerpání kapalin z kontaminovaných zdrojů, jako jsou odpadní vody. V takových odstředivých čerpadlech má oběžné kolo čerpadla hluboké žíly a větší hlavu pro vytvoření kinetické energie. Díky tomu se mohou pohybovat i viskózní kapaliny.
- Proudové odstředivé čerpadlo. Tato odstředivá čerpadla mají trysky, které poskytují vysoký sací výkon. Díky inovacím jsou výrobci schopni vytvořit výkonnější modely pro zvedání těžkých břemen. Taková odstředivá čerpadla se používají v průmyslu, v místech se stálou přítomností vody. V takových čerpadlech není pro nepřetržitý provoz jednotky odváděn vzduch. Vzhledem k tomu, že se jedná o typ ponorného odstředivého čerpadla, jsou poměrně kompaktní. U modelů jsou motor a čerpadlo umístěny poblíž. Taková odstředivá čerpadla mohou být spuštěna do studní. Je důležité zajistit zdroj elektřiny.
- Samonasávací čerpadla. Je možné zkrátit dobu spuštění odstředivého čerpadla.
Konstrukční vlastnosti odstředivých čerpadel
Odstředivá čerpadla se liší nejen principem činnosti, ale také konstrukčními prvky. Existují následující typy:
- monoblokové čerpadlo s jednoduchým sáním. Poměrně oblíbený typ jednotky, který se vyznačuje přítomností krytu na konci motoru. U takovýchto odstředivých čerpadel, podobně jako u jiných čerpadel, je oběžné kolo připevněno na konci hřídele motoru;
- speciální konstrukce pro určité podmínky použití čerpadel. Například axiální průtoková čerpadla mají vertikální hřídel. Oběžné kolo je připojeno k takovým odstředivým čerpadlům kolmo. Modely čerpadel jsou schopny vytlačovat kapaliny směrem nahoru.
Důležité podmínky pro použití odstředivých čerpadel
Odstředivé čerpadlo je účinné a nejužitečnější, když jsou dodržována určitá pravidla a je dodržena řada faktorů. Při organizaci provozu odstředivého čerpadla je důležité vzít v úvahu následující důležité body:
- kinetická energie závisí na rychlosti otáčení oběžného kola. Kinetická energie bude větší, pokud se zvětší průměr a rychlost rotujícího prvku. Pokud je potřeba změnit výkon čerpadla, můžete změnit průměr oběžného kola nebo otáčky. Nejjednodušší je změnit průměr oběžného kola. Tyto dvě metody se také často používají k dosažení svých cílů;
- množství energie, která se používá k přepravě kapaliny, závisí na několika faktorech. Zohledňuje se nejen viskozita, ale také množství pohybované tekutiny. Důležitým kritériem při provozu odstředivého čerpadla je dopravní výška, což je teoretická vertikální výška. Do této výšky může odstředivé čerpadlo stoupat kapalinou z výtlačného potrubí čerpadla. Při výběru odstředivých čerpadel je důležité zhodnotit výkon jednotek z hlediska měření dopravní výšky. Je také nutné opravit provoz čerpadla, aby se snížilo tření;
- podmínky sání odstředivého čerpadla. To jsou optimální podmínky pro sání čerpadla. Ve skutečnosti jsou to podmínky pro vytvoření částečného vakua, které umožní vytlačit kapalinu sacím potrubím nahoru. Pokud je provoz odstředivého čerpadla organizován ve výšce, je důležité vyhodnotit podmínky sání.
Při výběru a instalaci odstředivého čerpadla je třeba vzít v úvahu všechny faktory pro čerpání kapalin. Výrobce musí jasně předepsat vlastnosti použití jednotky. Při výběru konkrétního odstředivého čerpadla se nutně hodnotí jeho rentabilita, výkon, výkon a provozní podmínky. Pouze v tomto případě si můžete vybrat nejúčinnější jednotku, která se s úkoly vyrovná.
Závěr: použití odstředivého čerpadla
Navzdory jednoduché konstrukci odstředivého čerpadla je princip činnosti a výkon jednotky poměrně vysoký. Předvádějí vynikající výkon. Taková čerpadla jsou schopna čerpat nejen čistou vodu, ale i kontaminované kapaliny. To je jejich hlavní hodnota.
Odstředivá čerpadla jsou nejúčinnější, když jednotka neustále pracuje a čerpá velké objemy. Jednostupňová odstředivá čerpadla mají nízkou dopravní výšku a vícestupňová přispívají k jejímu zvýšení, ale s poklesem účinnosti.
