Jak čerpadlo funguje: princip činnosti, vlastnosti a typy zařízení

V tomto článku se dozvíte, kolik typů čerpadel existuje, jaké jsou nejoblíbenější typy vodních/plynových čerpadel, konstrukci pístových čerpadel, principy fungování vírových, odstředivých a rotačních čerpadel.

Princip činnosti čerpadla závisí na jeho typu, takže nejprve musíte pochopit typy čerpadel. Celkem jich je kolem tří tisíc. Liší se konstrukcí, způsobem působení, mechanismem a způsobem dodávání/výdeji vody. Všechny typy čerpadel lze rozdělit do dvou velkých skupin: objemová a dynamická.

U objemových čerpadel je kapalina/plyn vytlačován v důsledku změny objemu vnitřní komory. Nejoblíbenějším příkladem jsou pístová čerpadla. V nich se píst pohybuje na konec komory a voda jej následuje do otevřené komory, načež se píst začne pohybovat obráceně - objem komory se zmenšuje, tlak vody se zvyšuje a vyletí ven z komory. trubka.

U dynamických čerpadel se objem komory nezmenšuje - voda je vytlačována působením čerpacích prvků na ni. Například odstředivý a vortexový.

Zde jsou hlavní typy čerpadel:

• Píst
• Okřídlený
• Lopatkový rotor
• Vnější ozubená kola
• Vnitřní ozubená kola
• Vačky se srpovitými rotory
• Oběžné kolo
• Sinus
• Šroub
• Peristaltické
• Vír
• Odstředivý

Níže budeme analyzovat 4 nejoblíbenější typy čerpadel, řekneme vám o vlastnostech různých typů čerpadel, konstrukci čerpadel a principu jejich činnosti.

Rotační čerpadla

Hlavním rysem rotačních čerpadel je, že nemají ventil. Tuto roli plní rotory, které hermeticky uzavírají přívod vody.

Princip činnosti rotačních čerpadel

Voda vstupuje na jednu stranu čerpadla a vystupuje z opačné strany. Uvnitř jsou dva ořezané polokotouče. Mezi jejich šířkou a stěnou čerpadla je prostor a je naplněn vodou. Motor pohání polokotouče. Jsou navrženy tak, aby se při otáčení vzájemně nedotýkaly. Část vody je utěsněna a posouvána rotorem, načež jsou spojeny dvě komory s vodou, rotory je stlačují, kvůli tomu se zvyšuje tlak, voda je vytlačována z čerpadla. Rotory se vrátí na místo a cyklus se opakuje.

Výhody rotačních modelů:

• Vysoký výkon
• Žádné vibrace
• Nedělají hluk
• Může čerpat husté, viskózní a horké látky
• Vodu můžete přivádět v opačném směru bez demontáže čerpadla
• Voda je samonasávací
• Není potřeba žádné chlazení
• Není potřeba žádné mazání

mínusy:

• Nákladné opravy
• Vysoká cena
• Nelze pracovat s pevnými inkluzemi

Rotační modely se nejčastěji používají v průmyslu, hlavně v ropném sektoru, ale také v chemických, námořních a potravinářských provozech. Rotační čerpadla jsou často instalována společnostmi v systémech ústředního vytápění.

Pístová čerpadla

Modely pístových čerpadel jsou oblíbené v každodenním životě a průmyslu. Mají dva ventily. Jsou umístěny v místech, kde je pouzdro napojeno na vodovodní/odtokové potrubí. Tělo takových zařízení je válec.Obsahuje píst, který těsně přiléhá ke stěnám válce. K pístu je připojena trubka, která jej spojuje s ojnicí. Druhá je spojena s klikou. Je umístěn na jedné straně disku.

Princip činnosti pístových čerpadel

Motor otáčí klikou kotouč. Když se klika vzdaluje, táhne s sebou ojnici, pak trubku, trubku a píst. Tím se zvětší objem komory, do které voda proudí. Voda naplní komoru a disk se otáčí. Klika tlačí ojnici, trubku a píst. Píst tlačí na vodu, tlak se zvyšuje a voda je vytlačována z čerpadla.

Hlavní výhody pístových čerpadel:

• Spolehlivé – není v nich téměř co rozbít
• Snadná montáž
• Není potřeba žádné mazání
• Není potřeba žádné chlazení

mínusy:

• Nízká účinnost
• Nízký výkon

Nejčastěji se s pístovými čerpadly můžeme setkat v potravinářském průmyslu a v domácích topných systémech. Často se používají v chemické oblasti díky tomu, že dokážou pracovat s agresivními a výbušnými látkami.

Odstředivá čerpadla

Odstředivé modely jsou dynamická čerpadla. Vytlačují vodu pomocí nožů. Konstrukce odstředivých čerpadel: na ose otáčení je připevněno kolo s malým počtem lopatek, celý mechanismus je umístěn v kovovém krytu, voda do něj vstupuje přímo do středu kola a vychází z boční trubky .

Princip činnosti odstředivých čerpadel

Voda je nasávána do zařízení přes přívodní potrubí. Tok je rozdělen na dvě části – nahoru a dolů. Motor pohybuje kolem s noži. Lopatky přesunou část vody do výstupní trubice a vytlačí ji ven.

Výhody odstředivých čerpadel:

• Vysoký výkon
• Vysoká účinnost (97 %)
• Práce s velkým objemem vody
• Silný
• Žádné pulsace v přívodu vody

mínusy:

• Musí být zcela naplněny vodou - jinak se mohou zaseknout
• Citlivý na vzduchové bubliny
• Nákladné opravy

Odstředivé modely jsou instalovány v průmyslu, pracují s velkým objemem vody, jsou výkonné a mají vysokou účinnost; V každodenním životě jsou instalovány méně často, protože jsou určeny pro intenzivní a rozsáhlou práci. Odstředivá čerpadla se používají k čerpání vody z mělkých zdrojů (do 10 metrů).

Vortexová čerpadla

Některé z nejoblíbenějších modelů. Jejich konstrukce a princip fungování jsou podobné jako u jejich odstředivých protějšků. Konstrukce vírových čerpadel: na konci osy motoru je připevněn disk s velkým počtem lopatek/lopatek, mechanismus je umístěn v pouzdře, kde voda vstupuje a vystupuje z protilehlých stran.

Princip činnosti vířivých čerpadel

Voda je přiváděna na jedné straně. Lopatky, které se otáčí motorem, pohybují proudy vody - nasávají, utěsňují a posouvají části. To vytváří vír uvnitř komory čerpadla, který zvyšuje průtok. Voda je vytlačována vírem a lopatkami z opačné strany. Na výstupu se tlak vody zvýší 5-7krát.

Výhody vortexových čerpadel:

• Spolehlivý
• Práce s pevnými částicemi ve vodě
• Dokáže čerpat agresivní, plynné a horké kapaliny
• Tichý
• Malé rozměry
• Nízká cena
• Vysoký tlak vystupující vody

mínusy:

• Nelze čerpat viskózní a husté kapaliny
• Slabý výkon
• Nízký výkon
• Nízká účinnost (ne více než 45%)

Taková zařízení se používají hlavně v každodenním životě - kde je potřeba vysoký tlak kapaliny na výstupu. Například v topných systémech, zvedání vody z hlubokých studní (až 20 metrů).