Technický slovník - čerpadlá

Rozdělení čerpadel

  1. Podle provedení a poměru průtoku Q a výtlačné výšky H:

    • Čerpadla o malém průtoku a vysoké výšce - zubová, lamelová, pístová, vřetenová, zvláštní odstředivá, ...
    • Čerpadla o středním průtoku a výšce - obecně odstředivá čerpadla, odstředivá s paprskovými koly, periferická, některé typy vřetenových čerpadel,...
    • Čerpadla o velkém průtoku a malé výšce - vrtulová axiální, odstředivá kalová, drenážní, ...

    Samozřejmě existují i čerpadla, která takto roztřídit nelze, jako například čerpadla průmyslová která mohou být i obřích rozměrů - odstředivá i vícevřetenová, naproti nim existují i čerpadla dávkovací, hadicová, vibrační nebo membránová, mamutky, ejektory, trkače, či různá jiná jednoúčelová čerpadla.

  2. Podle čerpacího principu:

    • Hydrostatická čerpadla (objemová)

      Klasickým představitelem je stojanové čerpadlo pro ruční čerpání vody ze studní. Dále strojní pístová čerpadla, zubová, vřetenová... K dopravě kapaliny dochází přímým silovým periodickým, nebo spojitým působením na oddělený objem kapaliny napojený v daném okamžiku na sací potrubí a později na výtlačné potrubí. Charakteristickým rysem těchto čerpadel je relativně neměnný průtok (při neměnných otáčkách), daný konstrukcí, přičemž výtlačná výška je dána silou pohonu. Výtlačná výška může dosáhnout i destrukčních hodnot, je proto nutné zařízení chránit pojistným ventilem, který je u některých čerpadel součástí konstrukce. V souřadnicích Q-H je charakteristikou těchto čerpadel teoreticky svislá čára Q = konst. Její zakřivení je převážně způsobeno vnitřními průsaky mezi pracovními plochami při vyšších H (dané též technickým stavem) a zatížením pohonu.

      Čerpadla vibrační a membránová jsou také objemová čerpadla, jejich charakteristiky jsou však odlišné. U vibračních čerpadel při zvyšování H se většinou průběžně zmenšuje zdvih (při zvětšujícím se proudovém zatížení) , u membránových čerpadel bývá obvyklé omezení zdvihu při konkrétním H dané konstrukcí a dochází k samoregulaci.

    • Hydrodynamická čerpadla

      Hydrodynamická využívají pro svou činnost dynamických sil, jako jsou síly odstředivé a principy dynamického převodu energie rychlostní na tlakovou.

      Patří mezi ně odstředivá čerpadla i čerpadla periferická a čerpadla s paprskovými koly a bočním kanálem.

      Čerpadla odstředivá dále rozdělujeme na čerpadla s vířivými oběžnými koly, která pracují sice s menší účinností ale mají velkou průchodnost, na rozdíl od odstředivých čerpadel s uzavřenými, nebo polouzavřenými oběžnými koly, která umožňují lepší vedeni kapaliny, mají vyšší účinnost, průchodnost je však dána rozměrem kanálu oběžného kola.

      Silové působení na kapalinu v kanále oběžného kola je dáno odstředivou silou vzniklou rotací oběžného kola. Energie, kterou kapalina takto získá je převážně rychlostní a musí se přeměnit na tlakovou. Zařízení, které tuto přeměnu provádí je difuzor. Jedná se o rozšiřující se kanál, do kterého kapalina vstupuje určitou rychlostí a vystupuje nižší rychlostí. Z konstrukce oběžného kola je patrno že již sám kanál oběžného kola je svým tvarem difuzor, takže již v něm dochází k částečné přeměně energie rychlostní na tlakovou. V souřadnicích Q-H je charakteristikou těchto čerpadel klesající křivka. Obvodová rychlost oběžného kola a velikost odstředivé síly je dána rychlostí rotace a má pro každé čerpadlo svou konkrétní, maximální hodnotu.

    Existence tohoto konkrétního maxima je zásadní rozdíl mezi čerpadly hydrostatickými a hydrodynamickými.

Čerpadlo

Čerpadlo, neboli pumpa je stroj, který dodává kinetickou, potenciální, nebo tlakovou energii kapalině (případně i plynu nebo emulzi), která skrz něj protéká.

Kompresor

Čerpadlo, které má za úkol zvýšit tlak plynu.

Vývěva

Vývěva je zařízení k odčerpávání vzduchu či jiných plynů z uzavřeného prostoru. Slouží k výrobě vakua. Vývěva je vlastně vzduchové čerpadlo. Proto podobně jako u čerpadel existuje mnoho konstrukčních řešení vývěv. Vhodný typ se pak volí podle požadavků na čistotu vakua a objemy vyčerpávaných plynů.

Odstředivé čerpadlo

Čerpadlo s oběžným kolem; oběžné kolo může být radiální, diagonální.

Ponorné čerpadlo
Čerpadlo s hermeticky uzavřeným motorem vestavěným do těla čerpadla, které se ponoří do čerpané kapaliny a tato je pak tlakem dopravena na cílové místo.

Výtlačná výška

V oboru čerpadel se používá jednotka tlaku daná tíhovým působením sloupce kapaliny dané hustoty (vody) vyjádřená výškou sloupce H v metrech.

Při dopravě kapaliny požadovaného jednotkového množství - průtoku Q, musí čerpadlo vyvodit tlak - výšku, kterou rozdělujeme do několika složek:

  • geodetická: čerpadlo dopravuje kapalinu z jedné geodetické úrovně do druhé - překonává výškový rozdíl
  • tlaková: čerpadlo dodává kapalinu pod určitým tlakem
  • rychlostní: pro dopravu kapaliny daného množství stanoveným průřezem potrubí musí čerpadlo kapalinu urychlit
  • ztrátová: při přepravě kapaliny potřebnou rychlostí proudění musí překonat tření kapaliny o stěny potrubí, dodat energii ztracenou vířením, překonat ztráty v armaturách, dodat energii případnému měřidlu (průtokoměru), apod.

Všechny tyto výšky vyjadřujeme v metrech a celková výška H, kterou musí čerpadlo při požadovaném průtoku Q vyvodit, je dána jejich součtem.