Čerpadla

Otázka: Čerpadla

Předmět: Strojírenská technologie

Přidal(a): Jakub

Hydrostatická čerpadla

K dopravě kapaliny dochází tak, že v určitém časovém okamžiku dojde k přesunutí nasátého objemu kapaliny ze sacího potrubí do výtlačného
Charakteristickým rysem těchto čerpadel je relativně neměnný průtok
Hydrostatická čerpadla
- Rotační
  - Zubová
  - Vřetenová
  - Lamelová
  - S rotujícími písty
  - S odvalujícím pístem
- S kmitavým pohybem
  - Pístová
  - Plunžrová
  - Membránová
  - Křídlová
  - Vlnovcová
- Peristalická
  - hadicová
- Kombinovaná

rozdělení

s kmitavým pohybem (čerpací stanice, jednočinné, dvojčinné, diferenciální, zdvižné, membránové)
s rotačním pohybem (zubové, šroubové, lamelové)

S KMITAVÝM POHYBEM

Jedno činná pístová (objemová) čerpadla/(plunžrová) čerpadla

Používají se pro malý objemový průtok.
Jednočinné znamená, že se jeho činnost odehrává na jedné straně pístu (plunžru).
Činnost jednočinného pístového (plunžrového) čerpadla můžeme vysvětlit následujícím způsobem. Plunžr se pohybuje směrem vpravo a prostor čerpadlového válce se zvětšuje. Zároveň tlak ve válci klesá, výtlačný ventil je uzavřen a sací ventil otevřen. V důsledku podtlaku se válec naplní kapalinou. Jakmile se plunžr začne pohybovat doleva, prostor ve válci se zmenšuje. Tlak ve válci roste, sací ventil je uzavřen a výtlačný ventil se otvírá. Vzniklým přetlakem se kapalina vytlačí do výtlačného potrubí

Pístová čerpadla – čerpací stanice

čerpadlo je umístěno v tvz. čerpací stanici
čerpadlo vytlačuje vodu do výše položené otevřené nádrže a odtud se tlakovým potrubím rozvádí do místa spotřeby
při sání vzniká v sacím hrdle čerpadla podtlak a atmosférický tlak působící na spodní hladinu vytlačí kapalinu do výšky
čerpadlo je ovládáno dvěma plováky, jeden spouští a zastavuje čerpání podle hladiny v horní nádrži, druhý řídí čerpání podle hladiny ve studni

S ROTAČNÍM POHYBEM

Zubová čerpadla

Jsou nejčastěji používaným typem, protože jsou poměrně levná, lehká, málo rozměrná, konstrukčně i technologicky jednoduchá, provozně spolehlivá, odolná proti nečistotám a nenáročná na údržbu.
Obvykle se skládají ze dvou spoluzabírajících ozubených kol uložených v tělese. Čerpaná kapalina je unášena zubovými mezerami podél stěn skříně.
Zubová čerpadla jsou schopna vyvodit tlak do 20 MPa. Nejčastěji se používají jako čerpadla mazacího oleje ve spalovacích motorech, čerpadla pro hydraulická zařízení obráběcích strojů či čerpadla oleje pro menší hydraulické regulační obvody.

1 – nasávací hrdlo 2 – výtlačné hrdlo 3 – ozubené kolo

Lamelová čerpadla (někdy také zvaná křídlová)

Dodávají čerpanou kapalinu stejnoměrně a pro stejný výkon jsou ještě menší a lehčí než čerpadla zubová. Kapalina je vedena v prostoru mezi lamelami, které jsou posuvně uloženy v rotoru. Vlivem excentrického uložení rotoru ve skříni dochází při jeho rotaci k postupnému zvětšování objemu v místě A a opět zmenšování objemu v místě B.
Lamelová čerpadla se používají do tlaku 14 MPa především v hydraulických systémech automobilů, obráběcích strojů a automatizačních zařízeních
1 – stator, 2 – lamela, 3 – rotor

Hydrodynamická čerpadla

určená k dopravě kapalin
čerpadla s nepřímou přeměnou mechanické energie v energii kinetickou a potenciální
kinetická energie se přeměňuje v tlakovou v difusoru, pokud čerpadlo nemá difusor, přeměna probíhá ve spirálové skříni
mají při chodu velký počet otáček, protože hřídel čerpadla je přímo spojená s motorem
menší rozměry, levnější
tekutina teče čerpadlem rovnoměrně bez přestávek,
není zapotřebí setrvačník ani větrník
Hydrodynamická čerpadla – rozdělení
- Odstředivá
  - Radiální
  - Diagonální
- Axiální
- Obvodová
- Labyrintová
- Kombinovaná

Použití

používají se v čerpacích stanicích
jsou jednoduchá, malá a tak mají velmi široký rozsah možností využití
například v zahradách, v chemickém průmyslu, stavebnictví
po úpravách se mohou použít i pro čerpání viskózních kapalin, jako například kalová čerpadla, která jsou dnes velmi používaná

ODSTŘEDIVÁ RADIÁLNÍ ČERPADLA

velmi oblíbená, protože mají dokážou čerpat vodu i znečištěnou, nejsou náročná na údržbu, mají vysoké průtoky a jsou spolehlivá

Princip

využití odstředivé síly, která působí na přepravovanou kapalinu
poháněcí hřídel je spojen s rotorem a zahnutými lopatkami) zahnuté lopatky se rozbíhají od středu a dávají tekutině, která přes ně teče rotační pohyb
kapalina je vytlačena z výstupního otvoru

Použití

u každé chalupy, u zahrádky, bazénu, domácí vodárny, čističky, při rozvodu vody v klimatizacích, ve farmaceutickém i chemickém průmyslu, v chladících věžích, ve vytápěcích systémech
většina vodních ponorných nebo kalových čerpadel je založena na tomto principu
nejsou vhodná pro časté vypínání a zapínání (dávkování)
nejsou vhodná pro prstovité a sypké materiály
mají slabý sací efekt
použití do sací výšky 8 m

Rozdělení

radiální
diagonální (šroubová)
axiální

AXIÁLNÍ VERTIKÁLNÍ ČERPADLO

Podle tvaru oběžného kola se jim také říká vrtulová. Používají se pro největší objemové průtoky a minimální dopravní výšky. Oběžné kolo má v náboji vetknuto 2 až 6 lopatek, které jsou obvykle uloženy pevně, mohou být však i nastavitelné (natáčivé), čehož se využívá při regulaci čerpadla. Pro usměrnění toku čerpané kapaliny bývá za oběžným kolem umístěno tzv. převáděcí kolo s pevnými lopatkami. Tato čerpadla se používají například jako čerpadla oběhová k zrychlení oběhu vody v topných a chladících systémech nebo jako čerpadla závlahová.

Schéma vertikálního axiálního hydrodynamického čerpadla

1 – válcová skříň (stator)
2 – ucpávka
3 – oběžné kolo
4 – pevné lopatky převaděče

DIAGONÁLNÍ HYDRODYNAMICKÁ ČERPADLA

Zjednodušeně řečeno představují svou konstrukcí, vlastnostmi a použitím přechod mezi radiálními a axiálními hydrodynamickými čerpadly. Provedení oběžného kola se může více blížit provedení oběžných kol axiálních čerpadel nebo radiálních čerpadel. Za oběžným kolem bývá spirální skříň (jako u radiálních čerpadel), skříň tvaru prstence nebo lopatky převaděče (jako u axiálních čerpadel). Používají se například k dopravě chladící vody na elektrárenských chladících věžích, pro kanalizační účely, k odvodňování či zavodňování.