Jak funguje moderní odstředivé čerpadlo?

Jednoduché zařízení, jednoduchý mechanismus působení a spolehlivý provoz umožňují použití těchto jednotek v mnoha oblastech našeho života. Abyste pochopili, jak odstředivé čerpadlo funguje, musíte pochopit jeho vlastnosti, vlastnosti a součásti.

<b><br /></b>

<b>K čemu slouží odstředivé čerpadlo?</b>

Čerpadla zaujímají v lidském životě důležité místo. Nejoblíbenější jsou odstředivé. Jsou určeny pro čerpání vody, oleje, benzínu a dalších kapalin.

<b><br /></b>

<b>Kde se používají odstředivá čerpadla?</b>

Je jednodušší pojmenovat oblasti lidské činnosti, kde se odstředivá čerpadla používají, než ty, kde se nepoužívají. Existuje mnoho druhů těchto jednotek v závislosti na jejich vlastnostech, konstrukčních prvcích, typech čerpaných kapalin a dalších faktorech.

Níže je uvedena klasifikace nejoblíbenějších odstředivých čerpadel a rozsah použití:

1. Způsob dopravy kapalin: přítomnost nebo nepřítomnost vodícího prvku.
2. Průtokový tlak.
3. Vertikální nebo horizontální uspořádání hřídele.
4. Druh přepravované látky: obsahující kyseliny, ropné produkty, fekálie, průmyslová a pitná voda.
5. Místo použití: doly, artéské vrty, průmyslová zařízení.

Počet stupňů je jedním z hlavních rysů odstředivé jednotky. Podle tohoto parametru jsou jednostupňové a vícestupňové. V prvním funguje pouze jedno přítlačné kolo. Neumí vytvořit vysoký tlak, proto se používá k zásobování vodou v místech, kde není potřeba tlak a velké množství kapaliny. Jedná se především o drobné domácí potřeby, zalévání malých pozemků.

Vícestupňová zařízení se skládají ze dvou nebo více oběžných kol zapojených do série. Tato konstrukce odstředivého čerpadla umožňuje jeho použití v oblastech, kde je nutné čerpat velké množství kapalin. Vícestupňová čerpadla se vybírají speciálně na základě požadavků na kapalinu. Koneckonců, čím více stupňů v zařízení, tím vyšší tlak a tlak.

Vícestupňové instalace se dodávají v několika typech v závislosti na umístění šachty:

• Vertikální nebo ponorné. Taková čerpadla jsou instalována ve svislé poloze. Vytvářejí dostatečně vysoký tlak, který umožňuje zvedání vody z hluboké studny nebo studny. Tyto návrhy se používají k vývoji drenážních a fekálních jednotek. Úplné ponoření do vody je charakteristickým znakem vertikálního zařízení. Někdy jsou instalovány uvnitř potrubí obsahujících kapalinu. Vícestupňové konstrukce jsou schopny čerpat kapalinu z hloubky až 100 m s produktivitou až 50 m 3 /h.
• Horizontální. Říká se jim také povrchní. Jednotky jsou umístěny rovnoběžně se základní rovinou. Kroky této konstrukce jsou namontovány na hřídeli. Každá vytváří určitý tlak. Jeho celková hodnota je určena jako součet ukazatelů tlaku všech kol. Odstředivé vícestupňové jednotky se používají v zařízeních, která vyžadují velké množství kapaliny dodávané pod vysokým tlakem. Jedná se o různé průmyslové a zemědělské podniky, vícepodlažní budovy, systémy čerpání ropy.
• Sekční. Když rozměry průtokové dráhy nemohou vzhledem ke svým konstrukčním charakteristikám zajistit požadovaný tlak kapaliny, používají se zařízení s paralelním uspořádáním skupin lopatkových kol. Jedná se o vícevláknové jednotky. Na nich je namontováno několik paralelních skupin, ve kterých je určitý počet oběžných kol instalován v sérii.

<b><br /></b>

<b>Výhody vícestupňového odstředivého čerpadla</b>

Ve srovnání s jinými typy čerpacích jednotek mají vícestupňové analogy následující výhody:

• účinnost. Mají vysokou účinnost. Celkový tlak všech stupňů vytváří podmínky pro čerpání velkého množství kapaliny s menší spotřebou energie;
• nízká hladina hluku. Zní to paradoxně, ale mnoho stupňů vytváří během provozu méně hluku než jeden. Ukazuje se, že toto je usnadněno odděleným umístěním každého kroku ve skupině;
• schopnost čerpat viskózní látky. Ve vícestupňových zařízeních je vytvořen tlak dostatečný k přepravě olejů a maziv potrubím;
• kompaktnost. Zdálo by se, že jednostupňový stroj by měl zabírat méně místa než ten, ve kterém je instalována skupina takových dílů. Ve skutečnosti se vícestupňový analog ukazuje jako kompaktnější. To umožňuje instalovat odstředivé čerpadlo se skupinou na omezeném povrchu.

Konstrukce vícestupňového zařízení pomáhá vytvořit takový tlak, který stačí ke zvednutí vody do horních pater nejvyšších vícepatrových budov. Vertikální analogy vícestupňových vysokotlakých instalací vytahují vodu z hlubokých vrtů a studní na povrch země.

<b><br /></b>

<b>Odstředivé čerpadlo</b>

Konstrukce čerpadel s odstředivým provozním režimem je u všech téměř stejná. Zde jsou hlavní konstrukční prvky odstředivého čerpadla:

• Motor je hermeticky uzavřen, aby se dovnitř nedostala kapalina;
• Oběžné kolo. Může být jednostranně nebo oboustranně uzavřený nebo otevřený.
• Pouzdro s přípojkami pro sání a tlak;
• Hřídel, na které jsou umístěny všechny díly. Přenáší rotaci z motoru na kolo pro čerpání látek;
• Ložiskové jednotky pro hladký pohyb hřídele a oběžného kola;
• Těsnění chránící čerpadlo před pronikáním kapaliny dovnitř;

Mezi další prvky patří:

• Hadice pro přívod vody do komory zařízení a hlavního potrubí;
• Zpětný ventil, který blokuje pohyb vody v opačném směru;
• Hrubý filtr, který chrání čerpadlo před vniknutím velkých pevných částic dovnitř;
• Tlakoměr pro kontrolu tlaku;
• Vakuoměr, který kontroluje úroveň zředění vzduchu uvnitř pracovní komory.

<b><br /></b>

<b>Princip činnosti odstředivého čerpadla</b>

Nyní, když již víme, z čeho se odstředivé čerpadlo skládá, je čas seznámit se s principem jeho fungování. Voda určená k čerpání vstupuje do skříně, kde je umístěno oběžné kolo s lopatkami. Vlivem rotačních pohybů lopatek vzniká odstředivá síla, která tlačí vodu přes výtlačné potrubí. Během procesu čerpání vzniká volný prostor v místě, kde se uvolňuje kapalina. V důsledku toho se na vstupu oběžného kola vytvoří podtlak. V této době se na periferii vytváří přetlak.

Rozdíl mezi vysokým atmosférickým tlakem ve vodní nádrži a nízkým tlakem na vstupu vytváří podmínky pro konstantní nasávání kapaliny k lopatkám oběžného kola. Když voda prochází čerpadlem, přijímá energii. Pod jeho vlivem kapalina překoná tlak v potrubí. Následně voda teče ke spotřebiteli.

Kapalina je čerpána čerpadlem v nepřetržitém proudu. Díky tomu je pohyb látky po dálnici rovnoměrný. Čím rychleji oběžné kolo běží, tím vyšší je výkon čerpadla.

Existují dva typy odstředivých čerpadel:

1. Nesamonasávací. Nejsou schopny odstranit vzduch z pouzdra, proto nemohou vytvořit podtlak pro přístup kapaliny.
2. Samonasávání. Taková čerpadla mohou po odstranění vzduchu nasávat kapalinu.

Princip činnosti čerpadla nemůže zajistit suché sání. Aby jednotka získala tuto důležitou funkci, jsou na hřídeli namontovány další prvky, které mohou vytvořit podtlak. Mohou to být kapalinokruhová čerpadla nebo ejektory. Odstředivá jednotka spolupracující s vakuovou jednotkou se stává samonasávací. Může být instalován nad nebo pod hladinou vody.

Nesamonasávací čerpadla se instalují do vody. V tomto případě se spouštějí ihned po připojení k síti. Čerpadla instalovaná nad hladinou poběží naprázdno, pokud do skříně nenalijete vodu. Abyste se při této práci obtěžovali, lze čerpadlo připojit k samostatné vakuové jednotce.

Aby se ulehčilo zatížení nápravy, někdy je do skříně proveden obousměrný přívod vody.

Na oběžných kolech jsou instalovány dva typy lopatek, které jsou ohnuty v jednom nebo druhém směru otáčení kola. Čepele se zahnutým hřbetem se používají častěji. Existují čerpadla, která místo lopatek používají spirálová kola. Jsou založeny především na jednostupňových jednotkách.

Tyto typy čerpadel se od sebe liší především principem činnosti a vzhledem skříně.

Hlavním účelem odstředivého čerpadla je čerpání různých kapalin. K čerpání dochází vytvořením odstředivé síly. Výrobek je samonasávacího typu. Konstrukce umožňuje provoz čerpadla nejen na povrchu za normálních podmínek, ale i ve velkých hloubkách. Přes jednoduchost technického řešení lze rozlišit několik typů odstředivých čerpadel.

Typy odstředivých čerpadel

jednostupňové

Nejjednodušší možnost, horizontální a vertikální provedení.

Vícestupňové

Výkon je vyšší než u jedné fáze. Několik oběžných kol čerpá větší objem kapaliny za jednotku času.

Poloponorné

Pouze vertikální verze, spodní část těla je umístěna v kapalině.

Ponorné

Zcela utěsněný kryt, může pracovat zcela ponořený do různých kapalných médií.

Двухсторонний

Rozdíl mezi modelem je v tom, že výtlačné a sací prvky jsou umístěny na stejné ose.

Zvýšená těsnost

Čerpadlo je navrženo pro provoz v chemicky agresivních kapalných médiích.

Hlavní součásti odstředivého čerpadla

Obecná konstrukce zařízení pro všechna odstředivá čerpadla je podobná – jedná se o plášť a oběžné kolo s lopatkami. Když se lopatky otáčejí určitou rychlostí, vytvářejí odstředivý efekt, zvyšuje se tlak a v důsledku toho se kapalina pohybuje od vstupního k výstupnímu ventilu.

1. 1. Kryt skříně olejového těsnění
2. 2. Tělo
3. 3. Oběžné kolo
4. 4. Obkládací deska
5. 5. Obal

Další součásti odstředivého čerpadla

V závislosti na konstrukci čerpadla a typu čerpané kapaliny lze základní verzi odstředivého čerpadla doplnit o různá zařízení.

Vstupní zpětný ventil

Chrání kryt před zaplavením, když je systém aktivován.

Vstupní mřížka

Působí jako mechanický hrubý filtr, který chrání mechanismus čerpadla před pevnými částicemi.

Šoupátko

Blokuje tok kapaliny do vstupu čerpadla.

Bezpečnostní ventil

Chrání systém před vodními rázy.

Vakuoměr

Je umístěn mezi ventilem a čerpadlem a měří vakuum vzduchu. Pokud je v systému přebytečný vzduch, měl by být odstraněn. Ventil umístěný na potrubí je určen k odvzdušnění přebytečného vzduchu.

Manometr

Měří tlak vytvářený čerpadlem. Instaluje se na tlakové potrubí.

Jak funguje odstředivé čerpadlo?

Úkolem odstředivého čerpadla je vytvořit tlak tekutiny, aby se pohybovala potrubím. Tlak v kapalném médiu vzniká v důsledku odstředivého účinku rotace oběžného kola s lopatkami. Lopatky odpuzují kapalinu a předávají jí kinetickou energii. Konfigurace vnitřního objemu je taková, že výsledný tlak směřuje kapalinu k výstupu z čerpadla.

schéma činnosti odstředivého čerpadla

Kolo s lopatkami je upevněno koaxiálně na pracovní hřídeli. Hřídel je spojena s elektromotorem pomocí magnetické spojky. Kapalina vstupuje do čerpadla sacím potrubím. Některé modely mají několik oběžných kol, což výrazně zvyšuje jejich produktivitu. Metoda je univerzální, vhodná pro čerpání nejen vody, ale i jiných kapalin. Hlavní podmínkou je, že pro účinné čerpání musí být pracovní objem čerpadla zcela naplněn kapalinou. Jinak je provoz nečinný a kapalné médium se nepohybuje.

Výhody metody odstředivého čerpání

Odstředivá čerpadla jsou kompaktní, což umožňuje jejich umístění v malém objemu. Kompaktnost znamená nízkou hmotnost, která může být v některých odvětvích a jednotlivých produktech velmi důležitá. Jednoduchá konstrukce činí čerpadlo spolehlivým, schopným provozu po dlouhou dobu a přímo určuje nízkou cenu produktu.

horizontální jednostupňové konzolové čerpadlo

Mezi výhody je třeba zmínit snadnou instalaci. Voda z odstředivého čerpadla je přiváděna do vodovodního systému plynule, bez vodních rázů. Rychlost otáčení oběžného kola je snadno nastavitelná. Existují modely schopné čerpat agresivní kapaliny a kapaliny s velkým množstvím nečistot.

Průmyslové využití odstředivých čerpadel

Čerpadla jsou tak široce používána v průmyslu a dalších aplikacích, že je obtížné jmenovat odvětví, která je nepoužívají. Samozřejmě obecně platí, že vysoký výkon, spolehlivost a kompaktnost odstředivých zařízení jsou žádané zejména v ropném, chemickém a podobném průmyslu. Všude tam, kde je potřeba neustále a rychle přesouvat velké objemy tekutých médií. Kromě konvenčních čerpadel tato čerpadla úspěšně čerpají kyseliny, těžké a husté frakce v ropných rafinériích.

odstředivé čerpadlo v topném systému

Schopný pracovat po dlouhou dobu v systémech při vysokém tlaku a teplotě. Vytvářejí například neustálou cirkulaci chladicí kapaliny v topném okruhu. Vysoká odolnost odstředivých čerpadel vůči úrovním znečištění je činí nepostradatelnými při čerpání zanesených studní, jiných vodních zdrojů s vysokou úrovní znečištění pevnými částicemi, při odvodňování zaplavených místností atd.

Provoz odstředivého čerpadla

I přes vysokou odolnost vůči vysokým koncentracím nečistot v kapalině je při použití odstředivých čerpadel nutné dodržovat některá pravidla:

• vybavit čerpadlo měřicím a regulačním zařízením, které bude podávat zprávy o stavu zařízení
• na vstupu by měla být síťka, která chrání lopatky oběžného kola před velkými pevnými úlomky
• pro optimální provozní režim musí výkon čerpadla odpovídat objemu čerpané kapaliny, a to i ve špičkových okamžicích zvýšeného zatížení
• materiály dílů čerpadla musí odpovídat typu čerpané kapaliny, což je důležité zejména při výběru typu těsnění
• Motor čerpadla musí být chráněn před možnými problémy s napájením přídavným zařízením
• pokud dojde k zablokování motoru nebo oběžného kola, je nutný jistič k vypnutí čerpadla