1 OBJEMOVÁ ČERPADLA

1
OBJEMOVÁ ČERPADLA
• Nasávání se střídá s výtlakem → čerpadlo nasaje určitý objem kapaliny,
uzavře jej v pracovním prostoru a v dalším pracovním údobí jej vytlačuje.
• Mechanická energie dodávaná motorem se mění v tlakovou energii tím, že
pracující část čerpadla tlačí přímo na kapalinu.
1.1
PÍSTOVÁ ČERPADLA
Podle způsobu práce rozdělujeme pístová čerpadla na :
• jednočinná,
• dvojčinná,
• diferenciální,
• zdvižná.
1.1.1
ČERPADLO JEDNOČINNÉ
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Nasává a vytlačuje jen jednou stranou pístu.
• Hladký broušený píst (tzv. plunžr) prochází ucpávkou v tělese čerpadla.
• Při pohybu pístu vzhůru se otevře samočinně sací ventil a kapalina se nasaje do pracovního prostoru.
• Při klesání pístu se přetlakem uzavře sací ventil a otevře výtlačný ventil →
nasátý objem je vytlačován do výtlačného vzdušníku a odtud k výtlačnému
hrdlu a dále do výtlačného potrubí.
• Nestejnoměrnost běhu čerpadla
se vyrovnává setrvačníkem a
nestejnoměrnost v čerpání kapaliny sacím a výtlačným
vzdušníkem (vzdušník z části
naplněn vzduchem → vyrovnává výkyvy tlaku při vytlačování.
• Potrubím vytéká kapalina ze
vzdušníku již stejnoměrně.
Objem kapaliny protékající čerpadlem
za jednotku času se nazývá OBJEMOVÝ PRŮTOK (nebo průtok čerpadla) Qv.
Jednočinné pístové čerpadlo
1 - sací hrdlo, 2 – výtlačné hrdlo, 3 - sací ventil,
4 – výtlačný ventil, 5 – sací vzdušník, 6 – výtlačný
vzdušník, 7 – píst, 8 – pracovní prostor
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
1 / 9
1.1.2
ČERPADLO DVOJČINNÉ
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Nasává a vytlačuje oběma stranami → má dva pracovní prostory se
čtyřmi ventily (dva sací a dva výtlačné).
• Stejnoměrnější běh než u čerpadla jednočinného → nepotřebuje tak velký
setrvačník a také vzdušník je menší.
Dvojčinné pístové čerpadlo
1 - sací hrdlo, 2 – výtlačné hrdlo, 3 -sací ventil, 4 – výtlačný ventil, 5 – sací vzdušník, 7 – píst,
8 – pracovní prostor
1.1.3
ČERPADLO DIFERENCIÁLNÍ
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Nasává jako čerpadlo jednočinné, ale vytlačuje při obou zdvizích.
• Část kapaliny nasáté při sacím zdvihu se při druhém zdvihu vytlačuje, zbytek přetéká na druhou stranu pístu a vytlačuje se při sacím zdvihu.
• Síla působící na píst je při obou zdvizích přibližně stejná (poloviční než u
čerpadla jednočinného) → diferenciální čerpadlo má pro stejný objemový
průtok menší rozměry než čerpadlo jednočinné.
• jednodušší konstrukce než u dvojčinného čerpadla (menší počet ventilů,
sací a výtlačný), přesto se mu vyrovná stejnoměrností dodávané kapaliny.
• Objemový průtok je stejný jako u jednočinného čerpadla.
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
2 / 9
Diferenciální pístové čerpadlo
1 – sací hrdlo, 2 – výtlačné hrdlo, 3 – sací ventil, 4 - výtlačný ventil, 5 – sací
vzdušník, 6 – výtlačný vzdušník, 7 – píst, 8 – pracovní prostor
1.1.4
ČERPADLO ZDVIŽNÉ
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Výtlačný ventil umístněn v pístu.
• Nasátá kapalina přetlačovaná z
prostoru pod pístem nad píst.
• Při následném sacím zdvihu se
kapalina pístem zdvihá k výtlačnému hrdlu.
• Objemový průtok je stejný jako
jednočinného čerpadla.
Zdvižné čerpadlo
1 – sací hrdlo, 2 -výtlačné hrdlo, 3 – sací ventil,
4 – výtlačný ventil, 5 - píst
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
3 / 9
1.1.5
ČERPADLO MEMBRÁNOVÉ
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Sací ventil je u sacího hrdla, výtlačný ventil je v membráně.
• Pístem je pryžová membrána, která je ruční pákou, táhlem a třmenem
prohýbána střídavé vzhůru a dolů.
• Při zdvihání membrány se kapalina nasává do prostoru mezi sací ventil a membránu a při jejím klesání se vytlačuje nad membránu a odtud k
výtlačnému hrdlu.
• Kapalina se nevytlačuje do potrubí, ale vylévá se do otevřeného koryta a
dále odtéká samospádem.
POUŽITÍ :
• Vtlačování řídké cementové kaše do vrtů (čerpadlo stavěno jako tlačné).
• Jako palivové čerpadlo u spalovacích motorů.
Membránové čerpadlo
1 – membrána, 2 – sací hrdlo, 3 -výtokový žlab, 4 -sací ventil,
5 – výtlačný ventil
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
4 / 9
1.1.6
RADIÁLNÍ PÍSTOVÁ ČERPADLA
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• NEMAJÍ SACÍ A VÝTLAČNÉ VENTILY.
• Přívod a výtlak oleje je řízen rozváděčem.
• Průtok regulován změnou zdvihu pístu L při neměnných otáčkách hnacího
elektromotoru.
• Změny zdvihu pístu dosahováno změnou výstřednosti e rotoru.
• Jednoduchá regulovalelnost průtoku, od nuly do maxima, při poměrně
dobré účinnosti.
• Objemový průtok je závislý na zdvihu L, průměru pístů D, na počtu pístů z
a na otáčkách n.
POUŽITÍ :
• Pro tlaky až do
36 MPa a výkony
od 0.5 kW do
500 kW
(přitom
mají menší rozměry).
Radiální pístové čerpadlo
1 - stator, 2 - rotor, 3 - písty, 4 - výtlačný
otvor, 5 - sání
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
5 / 9
1.1.7
AXIÁLNÍ PÍSTOVÁ ČERPADLA
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Rotor čerpadla má na roztečné kružnici díry rovnoběžné s osou, v nichž se
pohybují písty.
• Axiální pohyb pístů vyvozen nuceným vedením po unášecí desce, nebo
jsou písty spojeny s unášecí deskou ojnicemi s kulovými čepy.
• Kapalina je přiváděna a odváděna plochým rozváděčem, jehož hlavní částí
je rovná broušená deska se dvěma drážkami na obvodu.
• Jedna drážka je spojena se sacím, druhá s výtlačným potrubím.
• Axiální pístová čerpadla mají menší rozměry než s písty radiálními, tím i
menší hmotnost.
• Náročnější na jakost materiálu, vyžadují přesnější výrobu.
POUŽITÍ :
• Pro tlaky do 30 MPa a průtoky 50 dm3s-1.
Axiální pístové čerpadlo
1 - stator, 2 - rotor, 3 - píst, 4 - unášecí
deska, 5 - rozváděcí deska, 6 - výtah,
7 - sání
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
6 / 9
1.1.8
ROTAČNÍ ZUBOVÁ ČERPADLA
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Konstrukčně i technologicky nejjednodušší a nejspolehlivější
• Hřídel jednoho kola se pohání elektromotorem, druhé kolo se otáčí při záběru s kolem druhým.
• olej (kapalinu) dopravují uzavřený v mezerách mezi zuby a tělesem čerpadla. Při záběru zubů se olej stlačuje a roste jeho tlak, s kterým odchází do
výtlaku.
• Mají-li kola větší počet zubů, je průtok malý, ale vytlačování oleje je pak
téměř plynulé.
• Klidnější chod mají čerpadla s koly se šikmými zuby.
POUŽITÍ :
• Nejčastěji používají v hydraulických soustavách pro tlaky do 16 MPa a pro
průtoky do 0,02 m3s-1.
• Zvlášť vhodná k čerpání olejů → dopravovaným olejem se čerpadlo zároveň maže.
Zubové čerpadlo
1 - těleso čerpadla, 2 - hnací
ozubené kol, 3 - hnané ozubené
kolo, 4 - sání, 5 - výtlak
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
7 / 9
1.1.9
ROTAČNÍ LAMELOVÁ ČERPADLA
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Lamely uloženy suvně v radiálních drážkách rotoru (poháněn elektromotorem).
• Při otáčení lamely sledují válcovou dutinu statoru.
• Boční víka statoru těsní čela rotoru i lopatek.
• Stator je radiálně přestavitelný vůči ose rotoru od kladné výstřednosti (+e)
přes nulovou do záporné (-e).
• Při stejném smyslu otáček se prvním hrdlem olej nasává a druhým vytlačuje.
• Průtok se mění s výstředností od maxima do nuly.
• Při záporné excentricitě dojde k obráceni toku čerpaného oleje, hrdlo
výtlačné se stává sacím, a naopak !
• Jsou vyráběna jako regulační i neregulační (princip funkce s regulací průtoku oleje viz. zobrazení).
POUŽITÍ :
• Vhodná pouze do tlaku 3 MPa
(jsou radiálně nevyvážená).
• V bagrech, lodích a v mechanizaci důlního zařízení.
• Větší použití mají lehčí neregulační vyvážená lamelová
čerpadla (e = 0). Tato čerpadla dávají tlak do 14 MPa a
mají účinnost až 0,9. Vyžadují
velkou čistotu oleje. Používají
se v hydraulických obvodech
automobilů, letadel, obráběcích strojů apod.
Rotační lamelové čerpadlo
1 – rotor, 2 – stator, 3 - lopatka
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
8 / 9
1.1.10
ROTAČNÍ VŘETENOVÁ ČERPADLA
KONSTRUKCE A PRINCIP ČINNOSTI :
• Kapalina dopravována v prostoru mezi závity vřeten a skříní.
• Jedno vřeteno poháněno hnacím motorem, druhé se otáčí při záběru s
prvním.
• Pracuji zcela plynule.
• Mají samonasávací funkci.
• Velmi náročná po stránce materiálové i technologické → brání širšímu využití.
POUŽITÍ :
• Používají se v citlivých hydraulických regulačních soustavách turbín.
• Při pohonu brousících strojů apod.
• Dávají provozní tlak až 20 MPa a průtok 0,05 m3s-1 i více.
Vřetenové čerpadlo se třemi rotory
1 - těleso čerpadla, 2 - vřetena, 3 - sání,
4 - výtlak
PRI-STR-08.02_cerpadlaobjemova
9 / 9