Črpalka je hidravlična naprava, zasnovana za sesanje, premikanje tlaka ali vbrizgavanje tekočine, tako da ji posreduje zunanjo kinetično ali potencialno energijo.
Vrste vodnih črpalk se razlikujejo po tehničnih parametrih, ki vključujejo:
- količina tekočine, ki jo črpalka premakne na enoto časa;
- razvijajoči pritisk ali največji tlak;
- učinkovitost;
- moč.
zgodba o izumu
Prve vrste črpalk so se pojavile v 1. stoletju pr. e. Pomagali so pri gašenju požarov. Vendar pa do 18. stoletja. takšne naprave so bile redko uporabljene.
Z izumom parnega stroja in naraščajočim povpraševanjem po vodi se je vse spremenilo. Različne vrste črpalk so začele nadomeščati naprave za dviganje vode in se pogosto uporabljajo v človeški gospodarski dejavnosti. Sčasoma so zahteve za hidravlične mehanizme postajale vse bolj raznolike. Z razvojem tehnične misli so se začrtale tudi glavne vrste črpalk. Sem spadajo batni, rotacijski, pa tudi stroji, ki nimajo gibljivih delovnih teles.
Napredek v znanosti in tehnologiji je pripeljal do dejstva, da danes obstaja veliko različnih vrst črpalk. Kaj so, kaj je njihov glavni namen, bomo obravnavali v tem članku.
Gospodinjski in industrijski hidravlični stroji
Vrste črpalk, ki obstajajo danes, imajo drugačno klasifikacijo. Eden od njih se nanaša na obseg takšnih naprav in od njih izpostavlja gospodinjske in industrijske. Prvi od teh strojev se uporablja za kanalizacijo, ogrevanje in oskrbo z vodo v stanovanjskih in industrijskih prostorih.
Industrijske črpalke so zasnovane za uporabo v različnih sistemih in inštalacijah. Uporabljajo se za oskrbo z vodo, črpanje naftnih produktov in agresivnih snovi ter za izvajanje številnih drugih specifičnih dejanj.
Izpodrinske črpalke
Druga klasifikacija hidravličnih strojev upošteva njihove konstrukcijske značilnosti in načelo delovanja. Katere vrste črpalk so v tem primeru glavne? To so volumetrični in dinamični hidravlični stroji.
V prvem od njih je delovno telo kamera. Pod vplivom nastajajočih tlačnih sil se spremeni v prostornini, kar vodi do prisilnega premikanja snovi.
Vse volumetrične črpalke (upoštevamo tipe) so zasnovane za dovajanje viskoznih tekočin. Načelo delovanja takšnih naprav temelji na pretvorbi energije. Prenaša se iz motorja na črpano tekočino.
Potisnilne črpalke so visokotlačne. Med svojim delom,znatne vibracije, za dušenje katerih je naprava nameščena na masivni podlagi. Vendar pa prednost teh črpalk ni le v njihovi visoki moči. Takšne naprave so sposobne suhega sesanja.
Vrste prostorskih črpalk
Obstajajo različne naprave, pri katerih je delovno telo komora. Med njimi so naslednje enote:
- Rotacijski. To so črpalke, ki imajo fiksno ohišje, ki vsebuje lopatice, lopatice in druge podobne dele. Gibanje tekočine v tem primeru olajša gibanje rotorjev.
- Oprema. To je najpreprostejši tip črpalke s pozitivnim pretokom. Te naprave premikajo tekočino v procesu spreminjanja prostornine votlin zobnikov, povezanih med seboj.
- Protor. Če takšno črpalko pogledate razstavljeno, lahko vidite rotor, katerega rezila so izdelana iz elastičnega materiala. Nahaja se znotraj ekscentričnega telesa. Kaj se zgodi med delovanjem takšne naprave? Lopatice se upogibajo in vrtijo, da iztisnejo tekočino.
- Cam. V teh črpalkah se vrtita dva neodvisna rotorja, kar prispeva k gibanju tekočine skozi delovno komoro. Odmikalni mehanizmi se pogosto uporabljajo pri izdelavi mlečnih izdelkov, pijač, marmelad itd. In vse to je posledica njihove sposobnosti črpanja tekočin z velikimi delci. Tudi ta tip črpalke se uporablja v farmacevtski industriji.
- Perist altik. Pri teh črpalkah je glavni delovni del večplastna fleksibilnarokav iz elastomera. Ko je motor v takšni napravi vklopljen, se gred z valji začne vrteti. Stisnejo rokav in pomagajo premikati tekočino v njem.
- Vijak. V ohišje teh črpalk je vstavljen stator iz elastomera. Vsebuje kovinski rotor, ki ima spiralno obliko. Kako se bo v tem primeru črpala tekočina? Po vklopu motorja se rotor začne vrteti in spreminja prostornino notranjih votlin. Tu se premika tekočina.
Dinamične črpalke
Za te naprave je značilna dvojna pretvorba energije. Sprva se v kinetični obliki prenese v tekočino. V tem primeru tok, ki se premika znotraj črpalke, poveča njeno hitrost. Nato pride do delne transformacije energije tekočine v statično obliko. V tem primeru se pretok zmanjša z naraščajočim tlakom. Takšne naprave, za razliko od volumetričnih, ne morejo proizvajati suhega sesanja.
Centrifugalni hidravlični stroji
Razmislite o vrstah črpalk dinamičnega tipa. Najpogostejše od teh so centrifugalne naprave. Te črpalke se uporabljajo za oskrbo s toplo ali hladno vodo, kot tudi za črpanje agresivnih in viskoznih tekočin, odpadne vode in mešanic vode z žlindro, zemljo, šoto itd.
Kako deluje centrifugalna črpalka? Delci tekočine, ki so med rezili vrtečega se rotorja, od njega prejemajo kinetično energijo. To ustvarja centrifugalno silo. Premika tekočino dlje v telomotor. To delo poteka neprekinjeno zahvaljujoč tlaku, ki zagotavlja, da se novi delci tekočine nenehno dovajajo v črpalko.
Po svojem namenu so centrifugalne črpalke razvrščene v:
- uporablja se pri delovanju operativne opreme TPP;
- za različne tehnične namene.
Katere vrste centrifugalnih črpalk spadajo v prvo skupino? Naprave, ki se uporabljajo za kroženje vode, delimo na cirkulacijo in recirkulacijo. Črpalke, nameščene za prenos toplote, so razdeljene na kotlovske in omrežne črpalke. Pri pripravi pitne vode se uporabljajo kondenzacijske centrifugalne črpalke, v dovodnem sistemu za servomotorje parnih turbin pa tlačne črpalke.
Katere naprave se uporabljajo za različne tehnične namene? To so takšne vrste centrifugalnih črpalk, kot so gospodinjske, požarne, drenažne itd.
Pred kratkim so se pojavili novi razvoji tovrstnih naprav. Med njimi so še posebej priljubljene peščene centrifugalne črpalke. Uporabljajo se za črpanje hidravličnih mešanic. Zato so takšne črpalke nameščene na mestih, kjer je v vodi pesek, pa tudi vse vrste industrijskih trdnih snovi.
Vortex hidravlične naprave
Te dinamične črpalke so po svojih lastnostih podobne centrifugalnim, vendar imajo za razliko od njih manjšo težo in dimenzije. Med pomanjkljivostmi vrtinčnih črpalk je mogoče razlikovati nizek izkoristek, ki v načinu delovanja ne presega petnajst odstotkov. Poleg tega podobnomehanizmi niso sposobni črpati tekočine, ki vsebuje abrazivne delce, saj to vodi do hitre obrabe notranjih delov.
Jet hidravlične naprave
Te črpalke, za razliko od mnogih drugih podobnih strojev, niso sposobne ustvariti presežnega tlaka na izstopu. Njihov princip delovanja je zmanjšan na pretvorbo potencialne energije tekočine v kinetično. Hkrati v reaktivnih črpalkah ni gibljivih delov. Glavni delovni mehanizem v napravah te vrste je curek tekočine ali plina.
Takšne črpalke so lahko z vodnim curkom (na primer hidravlična dvigala). V njih delovna tekočina prenaša svojo kinetično energijo na črpano snov. Med reaktivnimi črpalkami so tudi airlift. S stisnjenim zrakom se oskrbujejo s kompresorjem. Nadalje se mešanica vode in zraka požene z dvižno silo zračnih mehurčkov.
Vodne črpalke
Te naprave so na voljo v številnih različicah. Toda večinoma jih strokovnjaki razvrščajo glede na njihov namen. Torej obstajajo naslednje vrste vodnih črpalk:
- kroženje, ki se uporablja za prisilno gibanje tekočine v sistemih za klimatizacijo, toplo vodo in ogrevanje;
- dviganje vode, potrebno za črpanje tekočine iz vrtin in vodnjakov, ki so potopni in površinski;
- drenaža za črpanje vode iz vodnjakov, kanalizacije in kleti.
Vrste površinskih vodnih črpalk strokovnjaki delijo na tiste, ki se uporabljajo za:
- promocijetlak;
- oskrba s hladno vodo;
- sistemi za gašenje požara.
Pri izbiri črpalk je treba upoštevati vrste, značilnosti in druge parametre naprav glede na njihov namen. Torej bo včasih stroj moral delovati v avtonomnih pogojih. V nekaterih primerih mu bo omogočen dostop do električnega omrežja.
Zato obstajajo vrste vodnih črpalk, ki delujejo na motorje z notranjim zgorevanjem. Imenujejo se motorne črpalke. Hkrati se delijo na bencin in dizel. Obstajajo tudi električne črpalke. Njihovo delo je popolnoma odvisno od napetosti v omrežju.
Vendar se glavna klasifikacija črpalk nanaša na opredelitev mesta, ki ga zasedajo glede na vir oskrbe. Po tem parametru so razdeljeni na površinske in potopne. Oglejmo si te vrste naprav podrobneje.
površinske črpalke
Te naprave se pogosto uporabljajo v kočah, dachah in podeželskih hišah. Uporabljajo se za povečanje tlaka v vodovodnem omrežju, pa tudi za zalivanje in namakanje zemlje. Z njihovo pomočjo se voda dvigne iz vodnjakov, vodnjakov in odprtih rezervoarjev, ki se nahajajo na razdalji do osem metrov od osi črpalke.
Obstaja veliko vrst takšnih naprav. Na primer, glede na način črpanja vode in notranjo strukturo jih razvrščamo na vrtinčne in sodne, drenažne in cirkulacijske ter konzolne (centrifugalne). Zadnji dve vrsti sta najbolj priljubljeni pri poletnih prebivalcih. Te enote so enostavne za upravljanje, kompaktne in ekonomične ter ko so priključeneposeben sistem avtomatizacije izkaže polnopravne postaje.
Površinske črpalke so sestavljene iz naslednjih glavnih komponent:
- Cev. To je nekakšna vodonosna pot od mesta, kjer se tekočina odpelje neposredno do same črpalke in naprej do sečišč z vodovodom oziroma do zajetja vode.
- Ejektor. To je posebna naprava, zasnovana za izboljšanje cirkulacije in tlaka v črpalki s povečanjem globine sesanja.
- Etui. Najpogosteje je izdelan iz kompozitnih materialov, litega železa, aluminija ali nerjavnega jekla. Pri obratovanju enote skozi vse leto pozimi zahteva ohišje zaščite pred mrazom.
- Motor. Lahko je z notranjim zgorevanjem ali električni. Vse je odvisno od vrste črpalke.
obtočne črpalke
To vrsto površinskih agregatov odlikuje kompleksna naprava. Običajno se uporabljajo v avtonomnih ogrevalnih sistemih, da bi prisilili gibanje vode v zaprtem krogu in vzdrževali konstantno temperaturo v njem.
Po zasnovi imajo ohišje z vgrajenim jeklenim ali keramičnim rotorjem, pa tudi gred z rezili.
Danes obstajajo naslednje vrste obtočnih črpalk:
- mokri rotor;
- suhi rotor.
Prvi so praktično tihi, varčni, poceni in enostavni za uporabo. Njihov delovni element je zasnovan tako, da je v vodi, ki maže vse dele in hkrati hladi motor. Ampak takšnaenote imajo pomembno pomanjkljivost. Dejstvo je, da se lahko motor pregreje, ko se kroženje tekočine ustavi. Poleg tega je učinkovitost takšnih enot na izjemno nizki ravni.
Vse vrste obtočnih toplotnih črpalk s suhim rotorjem imajo vgrajen ventilator. Njihov motor je strukturno izoliran od vhodne tekočine. V tem primeru so vsi gibljivi deli mazani z oljem.
Po drugi strani so te črpalke razdeljene na:
- konzola, v kateri je motor ločen od karoserije;
- monoblok, kjer sta tudi karoserija in motor ločena, vendar sta v istem bloku;
- inline črpalke, ki se od prejšnjih dveh razlikujejo po povečani tesnosti.
potopne črpalke
Takšne enote so nepogrešljive v primerih, ko vodne plasti ležijo na globini več kot 8 m. Potopne črpalke se spuščajo v vrtino skupaj s tlačno cevjo. Nadalje, pod pritiskom, ki ga ustvari hidravlična naprava, voda vstopi v hišo.
Vse vrste potopnih črpalk so visoko zmogljive, poleg tega pa imajo učinkovito in kakovostno hlajenje. Po svoji notranji strukturi so potopne črpalke razvrščene v:
- centrifugalna, pri kateri se voda vrti z lopaticami rotorja in se dovaja zunaj pod visokim pritiskom;
- vibriranje, pri katerem se tekočina vsrka zaradi vibracij in elektromagnetnega mehanizma.
Takšne črpalke so sestavljene iz ohišja, motorja instikalo. Črpalke za odvodnjavanje in odplake so opremljene z dodatnim sekljalnikom ali rezalnikom, ki preprečuje prisotnost trdnih snovi, večjih od 5 cm v tekočini.
hidravlična gasilska oprema
Črpalke, ki se uporabljajo za zajezitev požarov, imajo posebne zahteve. Uspeh gašenja požara je v veliki meri odvisen od njihove oblikovne dovršenosti in tehničnih parametrov.
Kakšne so vrste gasilskih črpalk? Vse je odvisno od pogojev gašenja. Torej so enote centrifugalnega tipa nameščene na gasilska vozila. Dobavljajo sredstva za gašenje požara brez pulziranja, ne povečajo tlaka, ko je gasilna cev zamašena ali zamašena, ter so enostavni in zanesljivi pri delovanju.
Pomembno je tudi, da centrifugalne črpalke, nameščene na gasilskih vozilih, ne potrebujejo zapletenega pogona motorja in imajo relativno nizko težo in dimenzije. Vendar pa imajo te enote tudi številne pomanjkljivosti. Niso sposobni sami sesati tekočine in so pripravljeni za uporabo šele, ko je sesalni vod napolnjen z vodo.
Katere druge vrste gasilskih črpalk obstajajo? To so dodatne enote. Vgrajeni so tudi na gasilska vozila. Pomožne črpalke omogočajo polnjenje ohišja centrifugalnega mehanizma in votline sesalne cevi z vodo. Zato je njihovo delo kratkotrajno. Po zagonu centrifugalne črpalke se izklopijo. Agregati se uporabljajo kot pomožne napraverotacijski tip itd.
Oljne črpalke
Te naprave so zasnovane za zmanjšanje sil trenja, ki nastanejo med gibljivimi deli motorja. Vse vrste oljnih črpalk so razdeljene na dve vrsti. Prvi je nastavljiv. V takšnih črpalkah se s spreminjanjem zmogljivosti vzdržuje konstanten tlak. Druga vrsta oljnih črpalk je neregulirana. Prav tako vzdržujejo konstanten tlak, vendar le s pomočjo reducirnega ventila. Večina sodobnih motorjev je opremljena s črpalkami fiksnega tipa.
Enote za črpanje olja so tudi razvrščene glede na njihovo zasnovo. To so:
- prestava, s pogonsko in gnano prestavo v ohišju;
- rotacijski.
Pri prvi od teh dveh vrst naprav olje vstopi v ohišje, kjer ga zajamejo zobniki. Nadalje se skozi izpustni ventil premakne v sistem.
Zmogljivost takšne črpalke je neposredno odvisna od frekvence, s katero se vrti ročična gred. Ko tlak vbrizganega olja v enoto preseže določeno mejo, začne delovati reducirni ventil. Prehaja določeno količino olja v sesalno lopatico ali v ohišje motorja.
Kar zadeva rotacijske črpalke, so lahko s fiksnim ali z nastavljivim krmiljenjem. Prva vrsta takšnih enot ima pogonski in gnani rotor, ki sta nameščena v njegovem ohišju. Ti deli služijo za zajemanje olja, ki vstopa v sistem. Nadalje, kot pri zobniški črpalki, se redukcijski ventil odpre za premikanje snovi.ventil.
Rotacijske črpalke z nastavljivim krmiljenjem zagotavljajo stalen delovni tlak, ki ni odvisen od hitrosti njihove ročične gredi. Za izvajanje te funkcije so opremljeni z nastavljivo vzmetjo in premičnim statorjem. Stalni delovni tlak se ustvari s spreminjanjem prostornine votline, ki se nahaja med moškim in ženskim rotorjem.
Črpalke za gorivo
Te enote so glavni elementi, brez katerih je delovanje katerega koli motorja z notranjim zgorevanjem nemogoče. Njihov glavni namen je dovajanje bencina ali dizelskega goriva iz rezervoarja v zgorevalno komoro.
Ena ali dve črpalki za gorivo sta obvezni za vsak avto. Te enote opravljajo delo, katerega načelo je v veliki meri odvisno od značilnosti njihove zasnove. Kakšne so vrste črpalk za gorivo? Obstajata dve glavni. To je:
- Mehanska črpalka za gorivo. Ta naprava je del motorja uplinjača. Po svoji zasnovi je klasična batna črpalka. Glavni deli takšne enote so telo, razdeljeno na dva dela z membrano, pa tudi dva ventila za dovod in sprejem goriva.
- Električna črpalka. Ta vrsta enote najde svojo uporabo v bencinskih motorjih z ločenim vbrizgavanjem. Električne črpalke so nameščene neposredno v rezervoarju ali na katerem koli mestu cevi za gorivo. Najpogosteje uporabljene potopne enote za gorivo. Postavljeni so na dno rezervoarja. Po drugi strani pa glede na vrsto vbrizgavanja oljaelektrične črpalke delimo na centrifugalne, zobniške in rotacijske.
Obstaja veliko vrst črpalk in vse takšne naprave se pogosto uporabljajo na enem ali drugem področju.
