Vezmeme-li obecný koncept čerpadla jako mechanismu, zní to takto: Čerpadlo je konstrukce určená k čerpání určitého média z jednoho místa na druhé postupným zvyšováním tlaku nebo kinetické energie. Čerpané médium může být tří typů: kapalné, pevné a plynné. Ve skutečnosti se na základě toho nejprve rozhoduje o použití jednoho nebo druhého typu čerpadla.
Čerpadla mají různé klasifikace, ale zpočátku jsou všechny rozděleny do tří velkých skupin:
- podle konstrukčních prvků;
- podle zásad jednání;
- podle druhu čerpaného média.
Tyto vlastnosti zahrnují technologické vlastnosti nebo parametry konkrétního typu čerpadla. Podstatou této klasifikace je, že všechna čerpadla, která se zdají patřit do určité skupiny, budou však rozdělena podle dalších vlastností zvyšujících provozní účinnost.
Například princip činnosti jakéhokoli odstředivého čerpadla je identický: přemísťuje například kapalinu z jednoho prostoru do druhého. Během procesu se však bere v úvahu mnoho ukazatelů, které mohou podléhat různým druhům změn, přičemž hlavní podstata mechanismu zůstává nezměněna. Zde je jen několik z nich:
- Na základě umístění osy otáčení rotoru se rozlišuje horizontální a vertikální;
- samotné oběžné kolo může mít otevřenou nebo uzavřenou konstrukci;
- Také, pokud vezmeme v úvahu umístění oběžného kola vzhledem k hřídeli, pak existují konzolová provedení (to znamená, že kolo je umístěno mimo podpěru hřídele) a se středním uspořádáním je umístěno mezi podpěrami, to znamená v střed.
- Některé typy čerpadel jsou vybaveny přídavným automatickým regulátorem (tzv. plovákem), který má princip koncového spínače a po dokončení práce v požadovaném rozsahu proces automaticky zastaví.
Rozsah použití čerpacích mechanismů je velmi široký a někdy je nutné je použít ve velmi obtížných podmínkách. Proto si všechny tyto modernizace kladou za hlavní cíl poskytnout konstrukcím maximální jednoduchost použití.
Z této klasifikace vyplývá rozdělení čerpacích zařízení do dvou základních skupin: dynamická a objemová.
Dynamické mechanismy zahrnují takové typy čerpadel, jako jsou lopatková, axiální, konzolová, tedy zařízení, jejichž základní princip činnosti spočívá v tom, že při otáčení hřídele čerpadla se současně spouští i oběžné kolo. Díky tomu je zajištěna rovnoměrnost celého proudění, což je nepochybná výhoda tohoto provedení.
Tato provedení nacházejí své extrémně široké uplatnění také díky nízké ceně, jednoduchosti mechanismu a ovládání. Existuje však řada pravidel, která je třeba při práci s takovým zařízením dodržovat, jako je například potřeba přesně vědět, jaký výkon je potřeba pro plánovanou práci, aby čerpadlo nevypadlo z důvodu předčasného opotřebení.
Mezi objemové patří pístové, membránové, deskové a další, jejichž podstata není v destilaci, ale v plnění speciálních nádob dodávaných jako součást čerpacího zařízení zpracovávaným médiem. Tato čerpadla mají oproti dynamickým čerpadlům řadu výhod, například těsnění, proto jsou mnohem složitější ve své konstrukci a v důsledku toho i dražší na výrobu. Ale také se používají hlavně pro řešení úzkoprofilových problémů, to znamená, že se používají hlavně ve výrobě.
Hlavní rozdělení na tomto základě se vyskytuje do dvou skupin: chemické a fekální.
Chemická provedení se vyrovnávají s agresivními výbušnými materiály, proto jsou čerpadla vysoce utěsněná. Je to dáno tím, že je nutné zcela eliminovat nejen únik čerpané látky, ale i její odpařování. Taková čerpadla nacházejí uplatnění v petrochemickém a plynárenském průmyslu.
Dělí se na odstředivé a neodstředivé. Podstata odstředivé konstrukce se zcela shoduje s dynamickým mechanismem, tedy principem vstup-výstup vstupního média. spočívá v tom, že když se hřídel čerpadla otáčí, spouští se i oběžné kolo.
Neodstředivá čerpadla (jejich hlavním typem jsou sudová čerpadla) se vyznačují tím, že se nejedná o destilační, ale plnicí mechanismy (jedná se o hlavní typ objemových mechanismů, které byly zmíněny výše). Pro nebezpečný chemický průmysl jsou více žádané, protože jejich konfigurace nejlépe umožňuje bezpečnou „přepravu“ nebezpečných chemických kapalin s vyloučením úniků a odpařování.
Fekální čerpadla se používají hlavně v domácím prostředí, jsou také převážně odstředivá. K odvodnění mokřadů, kde se kromě kapalin vyskytují i pevné prvky, se používají vylepšené systémy s mlecími mechanismy.
Naši specialisté vám poradí a vyberou optimální čerpadlo na základě vašich parametrů.
Pokud máte nějaké dotazy, rádi vám pomůžeme. Můžete nás kontaktovat jakýmkoli pohodlným způsobem:
Telefonicky: +7 (343) 288-35-54 nebo WhatsApp
Přihlaste se k odběru našeho kanálu Telegram, vždy najdete spoustu užitečných a zajímavých věcí.
Vzhledem k široké rozmanitosti konstrukcí, oblastí použití a vlastností čerpané kapaliny se dosud nepodařilo vypracovat jednotnou klasifikaci čerpadel. Proto se klasifikace provádí podle individuálních charakteristik. Navíc v různé literatuře není klasifikace čerpadel vždy navzájem totožná [14, 15, 16,21].
Klasifikace čerpadel.
A) Podle hlavních parametrů zahrnuje takové indikátory, jako je jmenovitý čistý výkon čerpadla, jmenovitý průtok a tlak.
Sílou a prouděním čerpadla jsou konvenčně rozdělena podle velikosti (Stůl 2.1).
Tabulka 2.1 – Indikátory velikosti čerpadla
Indikátory velikosti čerpadla
Podle vyvinutého tlaku se rozlišují čerpadla na nízký (do 10 m), střední (do 70 m) a vysoký (nad 70 m) tlak při odpovídajících tlacích do 0,1; 0,7 a více než 0,7 MPa.
B) Jak bylo zamýšleno.
Univerzální čerpadla – určený pro čerpání studené, čisté, neagresivní vody nebo kapalin s podobnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Čerpadla se používají v různých odvětvích národního hospodářství.
Čerpadla pro přepravu suspenzí – určeno pro čerpání neutrálních nebo málo agresivních kapalin s pevnými částicemi. Používají se v těžebním průmyslu, stavebnictví, veřejných službách atd. Do této skupiny patří čerpadla půdní, kalová, fekální, hmotová a jiná.
Energetická čerpadla – určeno pro provoz v okruzích tepelných jaderných elektráren. Patří sem napájecí, kondenzátní, síťová a speciální čerpadla.
Chemická čerpadla – určený pro čerpání čistých a znečištěných agresivních kapalin v chemickém průmyslu.
Čerpadla pro ropný a petrochemický průmysl – určeno pro ropu a její rafinované produkty v širokém teplotním rozsahu. Jedná se o čerpadla na hlavní ropné produkty, okrajové zaplavení ropných ložisek, benzínu, zkapalněných plynů atd.
B) Podle principu činnosti čerpadla napájecího prvku na bázi jednoho zdroje se dělí na dynamický, objemový и zvláštní, podle jiných – dynamický a objemový. Jedna z možných klasifikací čerpadel na základě jejich provozního principu je schematicky znázorněna na obrázku 2.90.
Obrázek 2.90 – Klasifikace čerpadel podle principu činnosti
Dynamická čerpadla, jejich klasifikace
U dynamických čerpadel se kapalina pod vlivem hydrodynamických sil pohybuje v komoře (otevřeném objemu), která je neustále spojena se vstupem a výstupem čerpadla [15].
Podle druhu sil působících na kapalné médium, dynamická čerpadla se dělí na lopatková, třecí a elektromagnetická čerpadla [16]. Ve stejném literárním zdroji jsou dynamická čerpadla rozdělena na lopatková a vírová.
Lobed se nazývají čerpadla, ve kterých se kapalina pohybuje díky energii, která se jí předává při obtékání lopatek oběžného kola. Lopatková čerpadla se v závislosti na povaze silové interakce a směru proudění v oběžném kole dělí na: odstředivý (radiální a diagonální) a axiální [22].
В odstředivý U čerpadel má tok tekutiny v oblasti oběžného kola radiální směr a pohybuje se hlavně pod vlivem odstředivých sil.
В axiální U čerpadel se proud tekutiny pohybuje oběžným kolem ve směru jeho osy, tzn. rovnoběžně s osou rotace a pohybuje se v poli působení hydrodynamických sil vznikajících interakcí proudu a oběžného kola (obrázek 2.91).
В čerpadla tření tekutina se pohybuje pod vlivem třecích sil. Tato skupina zahrnuje vírová, kotoučová, lopatková, vibrační, labyrintová, šroubová a trysková čerpadla.
Nejběžnější z této skupiny čerpadel jsou vír čerpadla. V některých závodech jsou kotoučová, lopatková, vibrační, labyrintová, šroubová a proudová čerpadla klasifikována jako samostatná skupina a klasifikována jako speciální čerpadla.
В vír U čerpadel vytváří použití odstředivé síly k čerpání kapaliny a použití lopatkového kola dojem velké podobnosti mezi vírovým čerpadlem a odstředivým čerpadlem. U vířivého čerpadla však ke zvýšení energie čerpané kapaliny dochází v důsledku turbulentní výměny energie mezi hlavním proudem na vstupu do čerpadla a sekundárním proudem v oběžném kole, tzn. Když je čerpadlo v provozu, kapalina plnící oběžné kolo v důsledku tření strhává kapalinu ze sacího potrubí do prstencového kanálu a přenáší ji do výtlačné armatury (obrázek 2.92).
1 – tělo; 2 – rotor
Obrázek 2.91 – Schéma axiálního čerpadla
1 – tělo; 2 – kanál; 3 – oběžné kolo; 4 a 6 – otvory pro přívod a odvod kapaliny; 5 – odlučovač vzduchu
Obrázek 2.92 – Vortexové čerpadlo
uzavřený typ
В elektromagnetická čerpadla kapalina se pohybuje pod vlivem elektromagnetických sil. Tato čerpadla jsou určena především pro čerpání tekutého kovu v magnetickém poli.
В objemové čerpadlo kapalné médium se pohybuje v důsledku periodických změn objemu komory, kterou zabírá, která střídavě komunikuje se vstupem a výstupem, tzn. kapalina v něm se pohybuje v oddělených částech.
Principem činnosti objemového čerpadla je vytlačit (přesunout) určitý pracovní objem kapaliny, proto se jim také říká objemová čerpadla (například pístové čerpadlo, u kterého píst postupně vytlačuje veškerou kapalinu obsaženou v pracovním objemu válec).
Objemová čerpadla jsou samonasávací, čerpají nízkoviskózní a vysokoviskózní kapaliny, pasty, pryskyřice apod., dále kapaliny s vysokým obsahem plynů a kryogenní.
Objemová čerpadla se obvykle dělí do dvou skupin – vratné a rotační. В reciproční U čerpadel se kapalina pohybuje působením pístu nebo membrány. Pomocí ventilů je válec propojen střídavě s přívodním a výtlačným potrubím.
В rotační čerpadla jeden nebo více rotujících rotorů tvoří v tělese čerpadla dutiny, které zachycují čerpanou kapalinu a pohybují ji ze vstupu čerpadla do výtlačného potrubí.
Rotační čerpadla zahrnují zubová (obrázek 2.93), šroubová a lamelová čerpadla.
1 – vykládací drážky; 2 – sací otvor; 3 – tlakové potrubí; 4 – hnací kolo
Obrázek 2.93 – Zubové čerpadlo
D) Podle typu čerpané kapaliny.
Volba materiálů, konstrukce a princip činnosti čerpadel závisí na fyzikálních a chemických vlastnostech čerpaných kapalin. Pro čerpání se doporučuje rozdělit čerpadla:
čisté a mírně znečištěné neutrální kapaliny;
kontaminované kapaliny a suspenze;
snadno plynovatelné kapaliny;
tekuté kovy atd.
D) V závislosti na teplotě čerpaná kapalinová čerpadla se dělí na za studena (Thorké (T>373 K).
Nejběžnější skupinou všech těchto typů čerpadel jsou odstředivá čerpadla. Proto je této skupině čerpadel věnována další pozornost.
