Čerpadlo je hydraulické zariadenie určené na nasávanie, tlakový pohyb alebo vstrekovanie kvapaliny odovzdaním vonkajšej kinetickej alebo potenciálnej energie.
Typy vodných čerpadiel sa líšia svojimi technickými parametrami, medzi ktoré patria:
- množstvo tekutiny, ktoré čerpadlo premiestni za jednotku času;
- vyvíjací tlak alebo maximálny tlak;
- efficiency;
- power.
Príbeh vynálezu
Prvé typy čerpadiel sa objavili v 1. storočí pred Kristom. e. Pomáhali hasiť požiare. Avšak až do 18. stor. takéto zariadenia sa používali len zriedka.
Všetko sa zmenilo s vynálezom parného stroja a zvyšujúcim sa dopytom po vode. Rôzne typy čerpadiel začali nahrádzať zariadenia na zdvíhanie vody a sú široko používané v ľudskej hospodárskej činnosti. Postupom času sa požiadavky na hydraulické mechanizmy stali čoraz rozmanitejšie. S rozvojom technického myslenia boli načrtnuté aj hlavné typy čerpadiel. Patria sem piestové, rotačné, ako aj stroje, ktoré nemajú pohyblivé pracovné telesá.
Pokrok vo vede a technike viedol k tomu, že dnes existuje veľa rôznych typov čerpadiel. Aké sú, aký je ich hlavný účel, zvážime v tomto článku.
Domáce a priemyselné hydraulické stroje
Typy čerpadiel, ktoré dnes existujú, majú inú klasifikáciu. Jedna z nich sa týka rozsahu takýchto zariadení a vyčleňuje z nich domáce a priemyselné. Prvý z týchto strojov sa používa na kanalizáciu, kúrenie a zásobovanie vodou v obytných a priemyselných priestoroch.
Priemyselné čerpadlá sú navrhnuté na použitie v rôznych systémoch a inštaláciách. Používajú sa na zásobovanie vodou, čerpanie ropných produktov a agresívnych látok, ako aj na vykonávanie mnohých ďalších špecifických činností.
Výtlakové čerpadlá
Ďalšia klasifikácia hydraulických strojov zohľadňuje ich konštrukčné vlastnosti a princíp činnosti. Aké typy čerpadiel sú v tomto prípade hlavné? Toto sú objemové a dynamické hydraulické stroje.
V prvom z nich je pracovným telom fotoaparát. Vplyvom vznikajúcich tlakových síl mení objem, čo vedie k nútenému pohybu látky.
Všetky objemové čerpadlá (uvažujeme o typoch) sú určené na dodávanie viskóznych kvapalín. Princíp fungovania takýchto zariadení je založený na premene energie. Prenáša sa z motora do čerpanej kvapaliny.
Výtlakové čerpadlá sú vysokotlakové. V rámci svojej prácevýrazné vibrácie, na tlmenie ktorých je zariadenie umiestnené na masívnom základe. Výhoda týchto čerpadiel však nespočíva len v ich vysokom výkone. Takéto zariadenia sú schopné suchého odsávania.
Typy objemových čerpadiel
Existujú rôzne zariadenia, v ktorých je pracovným telom komora. Medzi nimi sú nasledujúce jednotky:
- Rotačné. Sú to čerpadlá, ktoré majú pevné puzdro, ktoré obsahuje lopatky, lopatky a iné podobné časti. Pohyb tekutiny je v tomto prípade uľahčený pohybom rotorov.
- Výstroj. Toto je najjednoduchší typ objemového čerpadla. Tieto zariadenia pohybujú kvapalinou v procese zmeny objemu dutín spojených ozubených kolies.
- Obežné koleso. Ak sa pozriete na takéto čerpadlo v rozloženom stave, môžete vidieť obežné koleso, ktorého lopatky sú vyrobené z elastického materiálu. Nachádza sa vo vnútri excentrického tela. Čo sa deje počas prevádzky takéhoto zariadenia? Lopatky sa ohýbajú a otáčajú, aby vytlačili kvapalinu.
- Cam. V týchto čerpadlách sa otáčajú dva nezávislé rotory, čo prispieva k pohybu tekutiny cez pracovnú komoru. Vačkové mechanizmy sú široko používané pri výrobe mliečnych výrobkov, nápojov, džemov atď. A to všetko je spôsobené ich schopnosťou čerpať kvapaliny s veľkými časticami. Tento typ pumpy sa používa aj vo farmaceutickom priemysle.
- Perist altické. V týchto čerpadlách je hlavnou pracovnou časťou viacvrstvová flexibilnárukáv vyrobený z elastoméru. Keď je motor v takomto zariadení zapnutý, hriadeľ s valčekmi sa začne otáčať. Stláčajú rukáv, čím pomáhajú premiestňovať tekutinu v ňom.
- Skrutka. Do plášťa týchto čerpadiel je vložený stator vyrobený z elastoméru. Obsahuje kovový rotor, ktorý má špirálovitý tvar. Ako bude v tomto prípade čerpaná kvapalina? Po zapnutí motora sa rotor začne otáčať, čím sa zmení objem vnútorných dutín. Toto je miesto, kde sa tekutina pohybuje.
Dynamické čerpadlá
Tieto zariadenia sa vyznačujú dvojitou premenou energie. Spočiatku sa prenesie do kvapaliny v kinetickej forme. V tomto prípade prúd pohybujúci sa vo vnútri čerpadla zvyšuje jeho rýchlosť. Potom dochádza k čiastočnej premene energie kvapaliny na statickú formu. V tomto prípade sa prietok znižuje so zvyšujúcim sa tlakom. Takéto zariadenia, na rozdiel od objemových, nie sú schopné produkovať suché sanie.
Odstredivé hydraulické stroje
Zvážte typy čerpadiel dynamického typu. Najbežnejšie z nich sú odstredivé zariadenia. Tieto čerpadlá sa používajú na dodávku teplej alebo studenej vody, ako aj na čerpanie agresívnych a viskóznych kvapalín, odpadových vôd a zmesí vody s troskou, zeminou, rašelinou a pod.
Ako funguje odstredivé čerpadlo? Častice tekutiny, ktoré sa nachádzajú medzi lopatkami rotujúceho obežného kolesa, z neho dostávajú kinetickú energiu. To vytvára odstredivú silu. Posúva tekutinu ďalej do telamotor. Táto práca prebieha nepretržite vďaka tlaku, ktorý zaisťuje neustále privádzanie nových častíc tekutiny do čerpadla.
Podľa účelu sa odstredivé čerpadlá delia na:
- používané pri prevádzke prevádzkových zariadení TPP;
- na rôzne technické účely.
Aké sú typy odstredivých čerpadiel patriacich do prvej skupiny? Zariadenia používané na cirkuláciu vody sa delia na cirkuláciu a recirkuláciu. Čerpadlá inštalované na prenos tepla sú rozdelené na kotlové a sieťové čerpadlá. Pri príprave pitnej vody sa používajú kondenzátové odstredivé čerpadlá a v napájacom systéme pre servomotory parných turbín tlakové čerpadlá.
Aké zariadenia sa používajú na rôzne technické účely? Ide o také typy odstredivých čerpadiel, ako sú domáce, požiarne, drenážne čerpadlá atď.
Nedávno sa objavil nový vývoj takýchto zariadení. Medzi nimi sú obzvlášť obľúbené pieskové odstredivé čerpadlá. Používajú sa na čerpanie hydraulických zmesí. Preto sú takéto čerpadlá inštalované na miestach, kde je vo vode piesok, ako aj všetky druhy priemyselných pevných látok.
Vortex hydraulické zariadenia
Tieto dynamické čerpadlá sú svojimi charakteristikami podobné odstredivým, no na rozdiel od nich majú menšiu hmotnosť a rozmery. Medzi nedostatky vírivých čerpadiel možno rozlíšiť nízku účinnosť, ktorá v prevádzkovom režime nepresahuje pätnásť percent. Navyše podobnémechanizmy nie sú schopné čerpať kvapalinu obsahujúcu abrazívne častice, pretože to vedie k rýchlemu opotrebovaniu vnútorných častí.
Prúdové hydraulické zariadenia
Tieto čerpadlá, na rozdiel od mnohých iných podobných strojov, nie sú schopné vytvárať nadmerný tlak na výstupe. Ich princíp činnosti je redukovaný na premenu potenciálnej energie kvapaliny na kinetickú. Súčasne v prúdových čerpadlách nie sú žiadne pohyblivé časti. Hlavným pracovným mechanizmom v zariadeniach tohto typu je prúd kvapaliny alebo plynu.
Takéto čerpadlá môžu byť vodným lúčom (napríklad hydraulické výťahy). Pracovná tekutina v nich odovzdáva svoju kinetickú energiu čerpanej látke. Medzi prúdovými čerpadlami sú aj letecké prepravy. Sú zásobované stlačeným vzduchom kompresorom. Ďalej sa zmes vody a vzduchu uvádza do pohybu zdvíhacou silou vzduchových bublín.
Vodné čerpadlá
Tieto zariadenia sú dostupné v mnohých variantoch. Ale väčšinou ich odborníci klasifikujú podľa účelu. Existujú teda nasledujúce typy vodných čerpadiel:
- cirkulácia, používa sa na nútený pohyb tekutiny v klimatizačných, teplovodných a vykurovacích systémoch;
- zdvíhanie vody, potrebné na extrakciu tekutiny zo studní a studní, ktoré sú ponorné a povrchové;
- odtok používaný na čerpanie vody zo studní, kanalizácie a pivníc.
Typy povrchových vodných čerpadiel rozdeľujú špecialisti na typy, ktoré sa používajú na:
- propagácietlak;
- prívod studenej vody;
- hasiace systémy.
Pri výbere čerpadiel je potrebné brať do úvahy typy, charakteristiky a ďalšie parametre zariadení v závislosti od ich účelu. Takže niekedy bude musieť stroj pracovať v autonómnych podmienkach. A v niektorých prípadoch bude mať prístup k elektrickej sieti.
Preto existujú typy vodných čerpadiel, ktoré bežia na spaľovacích motoroch. Nazývajú sa motorové čerpadlá. Zároveň sa delia na benzín a naftu. Existujú aj elektrické čerpadlá. Ich práca je úplne závislá od napätia v sieti.
Hlavná klasifikácia čerpadiel sa však týka definície miesta, kde sa nachádzajú, vzhľadom na zdroj dodávky. Podľa tohto parametra sa delia na povrchové a ponorné. Pozrime sa bližšie na tieto typy zariadení.
Povrchové čerpadlá
Tieto zariadenia sú široko používané v chatách, chatách a vidieckych domoch. Používajú sa na zvýšenie tlaku vo vodovodnej sieti, ako aj na polievanie a zavlažovanie pôdy. S ich pomocou sa voda čerpá zo studní, studní a otvorených nádrží umiestnených vo vzdialenosti až osem metrov od osi čerpadla.
Existuje mnoho typov takýchto zariadení. Napríklad podľa spôsobu čerpania vody a vnútornej štruktúry sa delia na vírové a sudové, drenážne a cirkulačné, ako aj konzolové (odstredivé). Posledné dva typy sú najobľúbenejšie u letných obyvateľov. Tieto jednotky sa ľahko obsluhujú, sú kompaktné a ekonomické a po pripojení k nimšpeciálny automatizačný systém vytvára plnohodnotné stanice.
Povrchové čerpadlá sa skladajú z nasledujúcich hlavných komponentov:
- Hadica. Ide o druh vodnej cesty z miesta, kde sa kvapalina privádza priamo k samotnému čerpadlu a ďalej k priesečníkom s vodovodným systémom alebo k prívodu vody.
- Vyhadzovač. Toto je špeciálne zariadenie určené na zlepšenie cirkulácie a tlaku v čerpadle zvýšením hĺbky nasávania.
- Prípad. Najčastejšie sa vyrába z kompozitných materiálov, liatiny, hliníka alebo nehrdzavejúcej ocele. Pri prevádzke jednotky počas celého roka, v zime, kryt vyžaduje ochranu pred chladom.
- Motor. Môže to byť spaľovanie alebo elektrické. Všetko závisí od typu čerpadla.
Obehové čerpadlá
Tento typ povrchových agregátov sa vyznačuje komplexným zariadením. Zvyčajne sa používajú v autonómnych vykurovacích systémoch, aby vynútili pohyb vody v uzavretom okruhu a udržiavali v ňom konštantnú teplotu.
Konštrukčne majú telo so zabudovaným oceľovým alebo keramickým rotorom, ako aj hriadeľ s lopatkami.
V súčasnosti existujú nasledujúce typy obehových čerpadiel:
- mokrý rotor;
- suchý rotor.
Tie prvé sú prakticky tiché, ekonomické, lacné a jednoducho sa obsluhujú. Ich pracovný prvok je navrhnutý tak, že je vo vode, ktorá premazáva všetky časti a zároveň chladí motor. Ale takýjednotky majú významnú nevýhodu. Faktom je, že keď sa cirkulácia kvapaliny zastaví, motor sa môže prehriať. Okrem toho je účinnosť takýchto jednotiek na extrémne nízkej úrovni.
Všetky typy obehových tepelných čerpadiel so suchým rotorom majú zabudovaný ventilátor. Ich motor je konštrukčne izolovaný od prichádzajúcej kvapaliny. V tomto prípade sú všetky pohyblivé časti namazané olejom.
Tieto čerpadlá sa delia na:
- konzola, v ktorej je motor umiestnený oddelene od karosérie;
- monoblok, kde sú karoséria a motor tiež oddelené, ale sú v rovnakom bloku;
- radové čerpadlá, ktoré sa od predchádzajúcich dvoch líšia zvýšenou tesnosťou.
Ponorné čerpadlá
Takéto jednotky sú nevyhnutné v prípadoch, keď vodné vrstvy ležia v hĺbke presahujúcej 8 m. Ponorné čerpadlá sa spúšťajú do studne spolu s tlakovým potrubím. Ďalej, pod tlakom vytvoreným hydraulickým zariadením, voda vstupuje do domu.
Všetky typy ponorných čerpadiel sú vysokovýkonné, navyše majú efektívne a kvalitné chladenie. Podľa vnútornej štruktúry sa ponorné čerpadlá delia na:
- odstredivé, v ktorom voda rotuje s lopatkami obežného kolesa a je dodávaná von pod vysokým tlakom;
- vibračný, pri ktorom je kvapalina nasávaná v dôsledku vibrácií a elektromagnetického mechanizmu.
Takéto čerpadlá pozostávajú z krytu, motora aprepínač. Drenážne a odpadové čerpadlá sú vybavené voliteľným sekačkou alebo rezačkou, aby sa zabránilo prítomnosti pevných častíc väčších ako 5 cm v kvapaline.
Hydraulické hasiace zariadenie
Čerpadlá používané na hasenie požiarov majú špeciálne požiadavky. Úspešnosť hasenia požiaru do značnej miery závisí od ich konštrukčnej dokonalosti a technických parametrov.
Aké sú typy požiarnych čerpadiel? Všetko závisí od podmienok hasenia. Na hasičských autách sú teda inštalované jednotky odstredivého typu. Dodávajú hasiace látky bez akýchkoľvek pulzácií, nezvyšujú tlak, keď je požiarna hadica upchatá alebo upchatá, a prevádzka je jednoduchá a spoľahlivá.
Je tiež dôležité, aby odstredivé čerpadlá inštalované na hasičských autách nepotrebovali zložitý pohon motora a mali relatívne nízku hmotnosť a rozmery. Tieto jednotky však majú aj množstvo nevýhod. Nie sú schopné samostatne nasávať kvapalinu a sú pripravené na použitie až po naplnení sacieho potrubia vodou.
Aké ďalšie typy požiarnych čerpadiel existujú? Ide o doplnkové jednotky. Inštalujú sa aj na hasičské autá. Pomocné čerpadlá umožňujú naplniť skriňu odstredivého mechanizmu a dutinu sacej hadice vodou. Preto je ich práca krátkodobá. Po spustení odstredivého čerpadla sa vypnú. Ako pomocné zariadenia sa používajú agregátyrotačný typ atď.
Olejové čerpadlá
Tieto zariadenia sú navrhnuté tak, aby znižovali trecie sily, ktoré vznikajú medzi pohyblivými časťami motora. Všetky typy olejových čerpadiel sú rozdelené do dvoch typov. Prvý je nastaviteľný. V takýchto čerpadlách sa udržiava konštantný tlak zmenou výkonu. Druhý typ olejových čerpadiel je neregulovaný. Tiež udržujú stály tlak, ale len pomocou redukčného ventilu. Väčšina moderných motorov je vybavená čerpadlami pevného typu.
Jednotky na čerpanie oleja sú tiež klasifikované podľa ich konštrukcie. Sú to:
- prevodovka s hnacím a hnaným prevodom umiestneným v kryte;
- rotary.
V prvom z týchto dvoch typov zariadení olej vstupuje do krytu, kde ho zachytávajú ozubené kolesá. Ďalej sa cez vypúšťací ventil presúva do systému.
Výkon takéhoto čerpadla je priamo závislý od frekvencie, s akou sa kľukový hriadeľ otáča. Po prekročení určitej hranice tlaku oleja vstrekovaného do agregátu sa uvedie do činnosti redukčný ventil. Prepúšťa určité množstvo oleja do sacej lopatky alebo do kľukovej skrine motora.
Pokiaľ ide o rotačné čerpadlá, môžu byť buď s pevným, alebo s nastaviteľným ovládaním. Prvý typ takýchto jednotiek má hnacie a hnané rotory, ktoré sú umiestnené v jeho kryte. Tieto časti slúžia na zachytávanie oleja vstupujúceho do systému. Ďalej, ako v zubovom čerpadle, sa otvára redukčný ventil, aby sa látka pohybovala.ventil.
Rotačné čerpadlá s nastaviteľným ovládaním poskytujú konštantný pracovný tlak, ktorý nezávisí od otáčok ich kľukového hriadeľa. Na realizáciu tejto funkcie sú vybavené nastavovacou pružinou a pohyblivým statorom. Konštantný pracovný tlak sa vytvára zmenou objemu dutiny, ktorá sa nachádza medzi samčím a samičím rotorom.
Palivové čerpadlá
Tieto jednotky sú hlavnými prvkami, bez ktorých nie je možná prevádzka akéhokoľvek spaľovacieho motora. Ich hlavným účelom je dodávať benzín alebo naftu z nádrže do spaľovacej komory.
Jedno alebo dve palivové čerpadlá sú nevyhnutnosťou pre každé auto. Tieto jednotky vykonávajú prácu, ktorej princíp do značnej miery závisí od vlastností ich dizajnu. Aké sú typy palivových čerpadiel? Sú dve hlavné. Toto je:
- Mechanické palivové čerpadlo. Toto zariadenie je súčasťou karburátorového motora. Svojím prevedením ide o klasické piestové čerpadlo. Hlavnými časťami takejto jednotky sú teleso rozdelené na dve časti membránou, ako aj dva ventily na prívod a príjem paliva.
- Elektrické čerpadlo. Tento typ agregátu nachádza svoje uplatnenie v benzínových motoroch so samostatným vstrekovaním. Elektrické čerpadlá sú inštalované buď priamo v nádrži, alebo na akomkoľvek mieste palivového potrubia. Najpoužívanejšie ponorné palivové jednotky. Sú umiestnené na dne nádrže. V poradí podľa typu vstrekovania olejaelektrické čerpadlá sa delia na odstredivé, zubové a rotačné.
Existuje mnoho typov čerpadiel a všetky takéto zariadenia sú široko používané v tej či onej oblasti.
