Čerpadlo je hydraulické zařízení navržené pro sání, tlakový pohyb nebo vstřikování kapaliny předáním vnější kinetické nebo potenciální energie.
Typy vodních čerpadel se liší svými technickými parametry, mezi které patří:
- množství tekutiny, kterou čerpadlo přemístí za jednotku času;
- vyvíjející se tlak nebo maximální tlak;
- efficiency;
- síla.
Příběh vynálezu
První typy čerpadel se objevily v 1. století před naším letopočtem. E. Pomáhali hasit požáry. Nicméně až do 18. stol. taková zařízení se používala jen zřídka.
Vše se změnilo s vynálezem parního stroje a rostoucí poptávkou po vodě. Různé typy čerpadel začaly nahrazovat zařízení na zvedání vody a jsou široce používány v lidské ekonomické činnosti. Postupem času byly požadavky na hydraulické mechanismy stále rozmanitější. S rozvojem technického myšlení byly také nastíněny hlavní typy čerpadel. Mezi ně patřily pístové, rotační a také stroje, které nemají pohyblivá pracovní těla.
Pokrok ve vědě a technologii vedl k tomu, že dnes existuje mnoho různých typů čerpadel. Jaké to jsou, jaký je jejich hlavní účel, budeme zvažovat v tomto článku.
Domácí a průmyslové hydraulické stroje
Typy čerpadel, které dnes existují, mají odlišnou klasifikaci. Jedna z nich se týká rozsahu takových zařízení a vyčleňuje z nich ta domácí a průmyslová. První z těchto strojů se používají pro kanalizaci, vytápění a zásobování vodou v obytných a průmyslových prostorách.
Průmyslová čerpadla jsou navržena pro použití v různých systémech a instalacích. Používají se k zásobování vodou, čerpání ropných produktů a agresivních látek a také k provádění mnoha dalších specifických akcí.
Výtlaková čerpadla
Další klasifikace hydraulických strojů zohledňuje jejich konstrukční vlastnosti a princip činnosti. Jaké typy čerpadel jsou v tomto případě hlavní? Jedná se o objemové a dynamické hydraulické stroje.
V prvním z nich je pracovním tělem fotoaparát. Vlivem vznikajících tlakových sil mění objem, což vede k nucenému pohybu látky.
Všechna objemová čerpadla (uvažujeme typy) jsou navržena pro dodávku viskózních kapalin. Princip fungování takových zařízení je založen na přeměně energie. Přenáší se z motoru do čerpané kapaliny.
Výtlaková čerpadla jsou vysokotlaká. V průběhu své prácevýrazné vibrace, pro jejichž tlumení je zařízení umístěno na masivním základu. Výhoda těchto čerpadel však nespočívá pouze v jejich vysokém výkonu. Taková zařízení jsou schopna suchého sání.
Typy objemových čerpadel
Existují různá zařízení, ve kterých je pracovním tělem komora. Mezi nimi jsou následující jednotky:
- Rotační. Jedná se o čerpadla, která mají pevný plášť, který obsahuje lopatky, lopatky a další podobné díly. Pohyb tekutiny je v tomto případě usnadněn pohybem rotorů.
- Výstroj. Jedná se o nejjednodušší typ objemového čerpadla. Tato zařízení pohybují kapalinou v procesu změny objemu dutin ozubených kol spojených dohromady.
- Oběžné kolo. Když se na takové čerpadlo podíváte v demontu, můžete vidět oběžné kolo, jehož lopatky jsou vyrobeny z elastického materiálu. Nachází se uvnitř excentrického těla. Co se děje při provozu takového zařízení? Lopatky se ohýbají a otáčejí, aby vytlačily kapalinu.
- Cam. U těchto čerpadel se otáčejí dva nezávislé rotory, což přispívá k pohybu kapaliny pracovní komorou. Vačkové mechanismy jsou široce používány při výrobě mléčných výrobků, nápojů, džemů atd. A to vše je způsobeno jejich schopností čerpat kapaliny s velkými částicemi. Tento typ pumpy se také používá ve farmaceutickém průmyslu.
- Perist altické. U těchto čerpadel je hlavní pracovní částí vícevrstvá pružnárukáv vyrobený z elastomeru. Po zapnutí motoru v takovém zařízení se hřídel s válečky začne otáčet. Skřípnou pouzdro a pomáhají pohybovat tekutinou uvnitř.
- Šroub. Do pláště těchto čerpadel je vložen stator z elastomeru. Obsahuje kovový rotor spirálového tvaru. Jak bude v tomto případě kapalina čerpána? Po zapnutí motoru se rotor začne otáčet, čímž se změní objem vnitřních dutin. To je místo, kde se tekutina pohybuje.
Dynamická čerpadla
Tato zařízení se vyznačují dvojitou přeměnou energie. Zpočátku se přenáší do kapaliny v kinetické formě. V tomto případě proud pohybující se uvnitř čerpadla zvyšuje jeho rychlost. Poté dochází k částečné přeměně energie kapaliny do statické formy. V tomto případě se průtok se zvyšujícím se tlakem snižuje. Taková zařízení, na rozdíl od objemových, nejsou schopna produkovat suché sání.
Odstředivé hydraulické stroje
Zvažte typy čerpadel dynamického typu. Nejběžnější z nich jsou odstředivá zařízení. Tato čerpadla se používají k dodávce teplé nebo studené vody, dále k čerpání agresivních a viskózních kapalin, odpadních vod a směsí vody se struskou, zeminou, rašelinou atd.
Jak funguje odstředivé čerpadlo? Částice kapaliny, které jsou mezi lopatkami rotujícího oběžného kola, z něj přijímají kinetickou energii. Tím vzniká odstředivá síla. Posouvá tekutinu dále do tělamotor. Tato práce probíhá nepřetržitě díky tlaku, který zajišťuje neustálé dodávání nových částic kapaliny do čerpadla.
Podle účelu se odstředivá čerpadla dělí na:
- používá se při provozu provozních zařízení TPP;
- pro různé technické účely.
Jaké jsou typy odstředivých čerpadel patřících do první skupiny? Zařízení sloužící k cirkulaci vody se dělí na cirkulační a recirkulační. Čerpadla instalovaná pro přenos tepla se dělí na kotlová a síťová čerpadla. Při přípravě pitné vody se používají kondenzátová odstředivá čerpadla a v napájecím systému pro servomotory parních turbín tlaková čerpadla.
Jaká zařízení se používají pro různé technické účely? Jedná se o takové typy odstředivých čerpadel jako domácí, požární, drenážní atd.
V poslední době se objevil nový vývoj takových zařízení. Mezi nimi jsou obzvláště oblíbená písková odstředivá čerpadla. Používají se pro čerpání hydraulických směsí. Proto jsou taková čerpadla instalována v místech, kde je ve vodě písek a také všechny druhy průmyslových pevných látek.
Vortex hydraulická zařízení
Tato dynamická čerpadla jsou svými charakteristikami podobná odstředivým, ale na rozdíl od nich mají menší hmotnost a rozměry. Mezi nedostatky vířivých čerpadel lze rozlišit nízkou účinnost, která v provozním režimu nepřesahuje patnáct procent. Navíc podobnémechanismy nejsou schopny čerpat kapalinu obsahující abrazivní částice, protože to vede k rychlému opotřebení vnitřních částí.
Jet hydraulická zařízení
Tato čerpadla, na rozdíl od mnoha jiných podobných strojů, nejsou schopna vytvářet přetlak na výstupu. Jejich princip činnosti je redukován na přeměnu potenciální energie kapaliny na kinetickou. V proudových čerpadlech zároveň nejsou žádné pohyblivé části. Hlavním pracovním mechanismem v zařízeních tohoto typu je proud kapaliny nebo plynu.
Taková čerpadla mohou být vodní tryska (například hydraulické výtahy). Pracovní tekutina v nich předává svoji kinetickou energii čerpané látce. Mezi tryskovými čerpadly jsou také letecké přepravy. Jsou zásobovány stlačeným vzduchem kompresorem. Dále se směs vody a vzduchu uvádí do pohybu vztlakovou silou vzduchových bublin.
Vodní čerpadla
Tato zařízení se dodávají v mnoha variantách. Většinou je ale odborníci klasifikují podle účelu. Existují tedy následující typy vodních čerpadel:
- cirkulace, používá se pro nucený pohyb kapaliny v klimatizačních, teplovodních a topných systémech;
- odčerpávání vody, nezbytné k extrakci tekutiny ze studní a studní, které jsou ponorné a povrchové;
- odtok používaný k čerpání vody ze studní, kanalizací a sklepů.
Typy povrchových vodních čerpadel rozdělují specialisté na ty, které se používají pro:
- propagacetlak;
- přívod studené vody;
- hasicí systémy.
Při výběru čerpadel je třeba vzít v úvahu typy, charakteristiky a další parametry zařízení v závislosti na jejich účelu. Někdy tedy bude muset stroj pracovat v autonomních podmínkách. A v některých případech bude mít přístup k elektrické síti.
Proto existují typy vodních čerpadel, které běží na spalovací motory. Říká se jim motorová čerpadla. Přitom se dělí na benzín a naftu. Existují také elektrická čerpadla. Jejich práce je zcela závislá na napětí v síti.
Hlavní klasifikace čerpadel se však týká definice místa, kde se nacházejí, vzhledem ke zdroji dodávky. Podle tohoto parametru se dělí na povrchové a ponorné. Pojďme se na tyto typy zařízení podívat blíže.
Povrchová čerpadla
Tato zařízení jsou široce používána v chatách, chatách a venkovských domech. Používají se ke zvýšení tlaku ve vodovodní síti a také k zalévání a zavlažování půdy. S jejich pomocí se voda zvedá ze studní, studní a otevřených nádrží umístěných ve vzdálenosti až osmi metrů od osy čerpadla.
Existuje mnoho typů takových zařízení. Například podle způsobu čerpání vody a vnitřní struktury se dělí na vírové a sudové, drenážní a cirkulační a také na konzolové (odstředivé). Poslední dva typy jsou nejoblíbenější u letních obyvatel. Tyto jednotky jsou snadno ovladatelné, kompaktní a ekonomické a po připojení k nimspeciální automatizační systém vytváří plnohodnotné stanice.
Povrchová čerpadla se skládají z následujících hlavních součástí:
- Hadice. Jedná se o jakousi vodnou dráhu z místa, kde je kapalina přiváděna přímo k samotnému čerpadlu a dále k průsečíkům s vodovodním systémem nebo k přívodu vody.
- Vyhazovač. Toto je speciální zařízení určené ke zlepšení cirkulace a tlaku v čerpadle zvýšením sací hloubky.
- Případ. Nejčastěji se vyrábí z kompozitních materiálů, litiny, hliníku nebo nerezové oceli. Při provozu jednotky po celý rok, v zimě, kryt vyžaduje ochranu před chladem.
- Motor. Může být spalovací nebo elektrický. Vše závisí na typu čerpadla.
Oběhová čerpadla
Tento typ povrchových agregátů se vyznačuje složitým zařízením. Obvykle se používají v autonomních topných systémech, aby vynutily pohyb vody v uzavřeném okruhu a udržely v něm konstantní teplotu.
Konstrukčně mají tělo s vestavěným ocelovým nebo keramickým rotorem a také hřídel s lopatkami.
Dnes existují následující typy oběhových čerpadel:
- mokrý rotor;
- suchý rotor.
Ty první jsou prakticky tiché, ekonomické, levné a snadno se obsluhují. Jejich pracovní prvek je navržen tak, že je ve vodě, která maže všechny díly a zároveň ochlazuje motor. Ale takovéjednotky mají značnou nevýhodu. Faktem je, že když se cirkulace kapaliny zastaví, motor se může přehřát. Kromě toho je účinnost takových jednotek na extrémně nízké úrovni.
Všechny typy oběhových tepelných čerpadel se suchým rotorem mají vestavěný ventilátor. Jejich motor je konstrukčně izolován od příchozí kapaliny. V tomto případě jsou všechny pohyblivé části mazány olejem.
Tato čerpadla se dále dělí na:
- konzola, ve které je motor umístěn odděleně od karoserie;
- monoblok, kde jsou karoserie a motor také odděleny, ale jsou ve stejném bloku;
- řadová čerpadla, která se od předchozích dvou liší zvýšenou těsností.
Ponorná čerpadla
Takové jednotky jsou nepostradatelné v případech, kdy vodní vrstvy leží v hloubce přesahující 8 m. Ponorná čerpadla se spouštějí do studny spolu s tlakovým potrubím. Dále, pod tlakem vytvořeným hydraulickým zařízením, voda vstupuje do domu.
Všechny typy ponorných čerpadel jsou vysoce výkonné, navíc mají účinné a kvalitní chlazení. Podle vnitřní struktury se ponorná čerpadla dělí na:
- odstředivé, ve kterém voda rotuje s lopatkami oběžného kola a je přiváděna ven pod vysokým tlakem;
- vibrační, při které je kapalina nasávána v důsledku vibrací a elektromagnetického mechanismu.
Taková čerpadla se skládají ze skříně, motoru apřepínač. Drenážní a kalová čerpadla jsou vybavena volitelnou sekačkou nebo řezačkou, aby se zabránilo přítomnosti pevných částic větších než 5 cm v kapalině.
Hydraulické hasicí zařízení
Čerpadla používaná k zabránění požáru mají zvláštní požadavky. Úspěch zdolávání požáru do značné míry závisí na jejich konstrukční dokonalosti a technických parametrech.
Jaké jsou typy požárních čerpadel? Vše závisí na podmínkách hašení. Na hasičských vozech jsou tedy instalovány jednotky odstředivého typu. Dodávají hasicí prostředky bez jakýchkoli pulzací, nezvyšují tlak, když je požární hadice ucpaná nebo ucpaná, a jejich provoz je jednoduchý a spolehlivý.
Je také důležité, aby odstředivá čerpadla instalovaná na hasičských vozech nepotřebovala složitý pohon motoru a měla relativně nízkou hmotnost a rozměry. Tyto jednotky však mají i řadu nevýhod. Nejsou schopny samy o sobě nasávat kapalinu a jsou připraveny k použití až po naplnění sacího potrubí vodou.
Jaké další typy požárních čerpadel existují? Jedná se o doplňkové jednotky. Instalují se i na hasičské vozy. Pomocná čerpadla umožňují naplnit těleso odstředivého mechanismu a dutinu sací hadice vodou. Proto je jejich práce krátkodobá. Po spuštění odstředivého čerpadla se vypnou. Jako pomocná zařízení se používají agregátyrotační typ atd.
Olejová čerpadla
Tato zařízení jsou navržena tak, aby snižovala třecí síly, které vznikají mezi pohyblivými částmi motoru. Všechny typy olejových čerpadel jsou rozděleny do dvou typů. První je nastavitelná. V takových čerpadlech je konstantní tlak udržován změnou výkonu. Druhý typ olejových čerpadel je neregulovaný. Udržují také konstantní tlak, ale pouze pomocí redukčního ventilu. Většina moderních motorů je vybavena čerpadly pevného typu.
Jednotky pro čerpání oleje jsou také klasifikovány podle jejich konstrukce. Jsou to:
- převodovka s hnacím a hnaným ozubeným kolem umístěným ve skříni;
- rotační.
U prvního z těchto dvou typů zařízení vstupuje olej do pouzdra, kde je zachycován ozubenými koly. Dále se přes vypouštěcí ventil pohybuje do systému.
Výkon takového čerpadla je přímo závislý na frekvenci, se kterou se klikový hřídel otáčí. Jakmile tlak oleje vstřikovaného do jednotky překročí určitou mez, uvede se do činnosti redukční ventil. Propouští určité množství oleje do sací lopatky nebo do klikové skříně motoru.
Rotační čerpadla mohou být buď s pevným nebo s nastavitelným ovládáním. První typ takových jednotek má hnací a hnané rotory, které jsou umístěny v jeho skříni. Tyto části slouží k zachycení oleje vstupujícího do systému. Dále, stejně jako u zubového čerpadla, se otevře redukční ventil pro pohyb látky.ventil.
Rotační čerpadla s nastavitelným ovládáním poskytují konstantní pracovní tlak, který nezávisí na otáčkách jejich klikového hřídele. Pro realizaci této funkce jsou opatřeny seřizovací pružinou a pohyblivým statorem. Konstantní pracovní tlak se vytváří změnou objemu dutiny, která se nachází mezi samčím a samičím rotorem.
Palivová čerpadla
Tyto jednotky jsou hlavními prvky, bez kterých není možný provoz jakéhokoli spalovacího motoru. Jejich hlavním účelem je dodávat benzín nebo naftu z nádrže do spalovací komory.
Jedno nebo dvě palivová čerpadla jsou nutností pro každé auto. Tyto jednotky vykonávají práci, jejíž princip do značné míry závisí na vlastnostech jejich konstrukce. Jaké jsou typy palivových čerpadel? Jsou dvě hlavní. Toto je:
- Mechanické palivové čerpadlo. Toto zařízení je součástí karburátorového motoru. Svým provedením se jedná o klasické pístové čerpadlo. Hlavními částmi takové jednotky jsou tělo rozdělené na dvě části membránou a také dva ventily pro přívod a příjem paliva.
- Elektrické čerpadlo. Tento typ agregátu nachází své uplatnění u benzinových motorů se samostatným vstřikováním. Elektrická čerpadla se instalují buď přímo do nádrže, nebo na libovolné místo palivového potrubí. Nejpoužívanější ponorné palivové jednotky. Jsou umístěny na dně nádrže. Postupně podle typu vstřikování olejeelektrická čerpadla se dělí na odstředivá, ozubená a rotační.
Existuje mnoho typů čerpadel a všechna taková zařízení jsou široce používána v té či oné oblasti.
