Samonasávací čerpadla: konstrukční vlastnosti a princip činnosti

Samonasávací čerpadla vytvářejí a udržují dostatečnou úroveň vakua pro nasávání kapaliny bez pomoci. Používají se v celé řadě průmyslových odvětví a jsou k dispozici v široké škále velikostí. Existuje mnoho typů samonasávacích čerpadel, které se liší počtem oběžných kol, jejich typem a materiálem. Samonasávací čerpadla lze použít k čerpání čisté vody, ale i oleje, odpadních vod a dalších kapalin.

Jedním z klíčových parametrů čerpadla je sací výška. Když se čerpadlo zastaví, kapalina má tendenci vytékat z jeho sacího potrubí. V tomto případě musí čerpadlo po opětovném spuštění odčerpat i vzduchový uzávěr, který se tvoří ve vstupním potrubí. K tomuto účelu se používají samonasávací čerpadla, která jsou schopna odstranit vzduch a pokračovat v provozu.

Samonasávací čerpadla se používají, když musí být splněna jedna nebo více z následujících podmínek:

• schopnost samonasávání;
• pohyb kapalin s pevnými vměstky;
• odčerpávání vysoce abrazivních médií;
• zpracování viskózních kapalin.

Které vakuové pumpy jsou samonasávací?!

Samonasávací čerpadla se dělí hlavně na následující typy:

• objemová čerpadla (pístová, kapalinový kroužek, rotační lopatka);
• vírová dmychadla.

Díky své samonasávací schopnosti může být takové čerpadlo umístěno nad hladinou kapaliny (povrchové čerpadlo) bez ponoření pracovního prvku (poloponorné čerpadlo) nebo celé čerpací jednotky s motorem do pracovního média (ponorné čerpadlo).

Samonasávací vírová čerpadla se obvykle používají pro čisté kapaliny s nízkou viskozitou, které neobsahují pevné látky. Relativně nízká produktivita a efektivita jsou kompenzovány jednoduchou konstrukcí a snadnou obsluhou.

K napěnění kapalin se s úspěchem používají kapalinokruhová samonasávací čerpadla. Jsou dobré i pro vodu, topný olej a naftu. Tato čerpadla nevyhnutelně ztrácejí část pracovní tekutiny, která je z čerpadla odebírána spolu s čerpaným médiem.

Vírová dmychadla s bočním kanálem a kapalinokruhová čerpadla jsou meziproduktem mezi objemovými a odstředivými čerpadly a jsou navrženy tak, aby zpracovávaly směsi kapalina-plyn bez jakýchkoli abrazivních částic. Mají následující vlastnosti:

• možnost samonasávání;
• pohyb plynu bez narušení toku kapaliny;
• žádné poškození v případě chodu na sucho;
• nízká hodnota výšky sloupce kapaliny nad sacím potrubím čerpadla.

Samonasávací pístová čerpadla mají velmi omezenou sací výšku a vyžadují pravidelné čištění vstupních a výstupních ventilů a výměnu pístních kroužků, pokud se používají k čerpání znečištěných kapalin. Používají se hlavně na lodích.

Oblasti a aplikace samonasávacích čerpadel

Samonasávací čerpadla jsou široce používána v různých oblastech – od chemického průmyslu až po zásobování vodou. Jsou dobré pro čištění odpadních vod z drenážních studní, nádrží a podzemních nádrží. Samonasávací čerpadla se také používají ve vodovodním a kanalizačním potrubí atd. Za určitých podmínek mohou být také použity k odstranění vzduchu ze sacího potrubí. Maximální sací výkon čerpadla určuje maximální velikost a konfiguraci sacího potrubí.

Samonasávací čerpadla pro průmysl

Samonasávací průmyslová čerpadla se vyznačují vyšším výkonem a spolehlivostí. Používají se v různých výrobních závodech, nádržích na skladování ropy, čištění úniků v chemických závodech, těžbě, metalurgii, celulóze a papíru, rafinaci ropy a plynu, vodách a odpadních vodách. Čerpané kapaliny:

• čisté nebo mírně znečištěné, neutrální, kyselé nebo zásadité kapaliny;
• kapaliny obsahující písek, rez, sediment nebo suspendované pevné látky;
• čisté nebo znečištěné ropné produkty s nízkou viskozitou, jako je benzín, topný olej, čistá motorová nafta, parafín a další
• rozpouštědla;
• aerosoly a pěny;
• roztoky hydroxidu sodného atd.

Průmyslová samonasávací čerpadla se používají k mytí a chlazení (stroje, brusné kotouče); cirkulace kapalin pro řezání a kalení; zachycení kouře; čištění palivových nádrží atd.

Samonasávací čerpadla pro stavebnictví

Odčerpávání povodňových vod; přeprava odpadních vod; hašení požárů; sběr nebezpečných kapalin; čerpání vody z jam, kanálů nebo bazénů během výkopových prací; odvodnění a snížení podzemní vody (pro zvýšení účinnosti pokládání základů během stavebních prací); zásobování vodou ze studní nebo kanálů; mytí betonových povrchů. Samonasávací čerpadla se také používají při výrobě stavebních materiálů, jakož i při opravách a údržbě inženýrských sítí a sítí.

Samonasávací čerpadla pro námořní průmysl

Nakládání a vykládání kapalin; odvodnění; čerpání soli nebo mořské vody; hašení požáru; zásobování vodou pro hygienické služby atd.

Samonasávací čerpadla na odstraňování odpadu

Čištění špinavé, horké nebo agresivní odpadní vody; čerpání vody obsahující písek, kal nebo suspendované pevné látky; dávkování doléčovacích kapalin, čerpání kalů.

Samonasávací čerpadla pro zemědělství

Povrchové zavlažování a zavlažování; čerpání a rozprašování kejdy nebo hnojiv; distribuce tekutého krmiva pro zvířata; zpracování pokrutin, mladých vín, ovocných šťáv atd.

Konstrukce samonasávacího čerpadla

Standardní konstrukce samonasávacího čerpadla:

Ve standardní konfiguraci je čerpadlo (pracovní prvek čerpadla) a motor umístěny mimo zpracovávanou kapalinu nad jejím povrchem. Pouze sací potrubí je ponořeno přímo do kapaliny se zpětným ventilem, aby se zabránilo zpětnému toku do zásobníku (přirozeného nebo umělého). Výstupní potrubí přivádí kapalinu z čerpadla ke spotřebiteli a může být také vybaveno zpětným ventilem. Těleso samonasávacího čerpadla může být vyrobeno ze železa, bronzu, nerezové oceli a dalších slitin.

Samonasávací čerpadla nevyžadují žádné složité ventily k odsávání vzduchu. Když směs kapalina/plyn vstupuje do čerpadla, začíná separace fází, což způsobuje, že vzduch je nasměrován nahoru a uvolňován výstupním potrubím, zatímco voda pokračuje v cirkulaci uvnitř čerpadla. Proces pokračuje, dokud není odstraněn veškerý vzduch, poté samonasávací čerpadlo funguje jako normální čerpadlo. Kromě toho lze použít vzduchovou separační komoru pro odstranění zachyceného plynu ze systému a plnicí komoru s přívodem kapaliny pro zahájení samonasávacího procesu.

Princip činnosti samonasávacího čerpadla

Samonasávací čerpadla nevyžadují žádné další sací zařízení. Protože se nachází nad hladinou kapaliny, je před přechodem do provozních podmínek nutné zvednout kapalinu do určité výšky, která nesmí překročit maximální sací výšku. Pro spuštění samonasávacího čerpadla obvykle není nutné předem naplnit sací potrubí, ale může být nutné předem naplnit komoru čerpadla. Zpětný ventil na sacím potrubí eliminuje potřebu napouštění čerpadla před spuštěním. Suchý start čerpadla je nežádoucí, protože může vést k poruše jednotlivých komponent nebo celého čerpadla.

Samonasávací čerpadla nevyžadují žádné složité ventily k odsávání vzduchu. Když směs kapalina/plyn vstupuje do čerpadla, začíná separace fází, což způsobuje, že vzduch je nasměrován nahoru a uvolňován výstupním potrubím, zatímco voda pokračuje v cirkulaci uvnitř čerpadla. Proces pokračuje, dokud není odstraněn veškerý vzduch, poté samonasávací čerpadlo funguje jako normální čerpadlo. Kromě toho lze použít vzduchovou separační komoru pro odstranění zachyceného plynu ze systému a plnicí komoru s přívodem kapaliny pro zahájení samonasávacího procesu.

Princip činnosti samonasávacího rotačního lamelového čerpadla

Rotační lamelové vývěvy Busch R 5 slouží k čerpání vody při spouštění čerpacího systému. K naftovému motoru jsou připojeny pomocí klínového řemenu. To znamená, že po nastartování motoru začne vývěva nasávat vzduch ze sacího potrubí do uzavřeného kulového zpětného ventilu. Vlivem podtlaku v přívodním potrubí stoupá voda ke kulovému zpětnému ventilu. Jakmile hladina vody dosáhne kulového zpětného ventilu, vnitřní řídicí systém otevře ventil, spustí odstředivé čerpadlo a zapne vakuové čerpadlo. Pokud hladina vody v přívodním potrubí během provozu klesne pod určitou úroveň, vývěva se opět zapne.

V závislosti na sací schopnosti čerpacích systémů a průměru vstupního potrubí se používají různé standardní velikosti rotačních lamelových vývěv R 5 s čerpacími rychlostmi od 40 do 100 m3/h. Všechny mají společné to, že je pohání naftový motor pomocí klínových řemenů.