Lekcja 8 Budowa, działanie, zastosowanie i obsługa pomp w technice rolniczej (1 h)
advertisement
Blok I: PODSTAWY TECHNIKI Lekcja 8: Budowa, działanie, zastosowanie i obsługa pomp w technice rolniczej (1 godz.) 1. Budowa i działanie pomp wyporowych 2. Budowa i działanie pomp wirowych Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Pompy są stosowane w wielu urządzeniach do pompowania różnego rodzaju cieczy: wody, paliw, olejów, gnojowicy, cieczy do opryskiwania itp. Pompy są przenośnikami cieczy, za pomocą których ciecz może być podniesiona na określoną wysokość lub uzyskuje określone ciśnienie. Rodzaje pomp W zależności od sposobu przekazywania energii przez element roboczy na ciecz pompy można podzielić na: • pompy wyporowe, • pompy wirowe. Działanie pomp wyporowych polega na zasysaniu i wypieraniu dawek cieczy z przestrzeni ssawnej do przestrzeni tłocznej w wyniku zmian objętości tych przestrzeni, powodowanej ruchem elementu roboczego. W pompach wyporowych ruch elementu roboczego może być: • posuwisto – zwrotny; będą to pompy tłokowe, nurnikowe i przeponowe, • obrotowo – zwrotny; będą to pompy skrzydełkowe, • obrotowo - posuwisty; będą to np. pompy z wirującymi cylindrami, • obrotowy; będą to pompy rotacyjne łopatkowe i zębate. W pompach wirowych ciecz jest przenoszona wewnątrz kadłuba pompy z przestrzeni ssawnej do przestrzeni tłocznej za pomocą szybko obracającego się wirnika. Istnieje wiele rodzajów pomp wirowych. Najczęściej stosowane są pompy odśrodkowe. Budowa i działanie pomp wyporowych 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Schemat budowy i działania pompy tłokowej ssącej: 1 - cylinder, 2 - tłok, 3 - zawór ssący, 4 - zawór tłoczący, 5 - przewód ssawny, 6 - rura wypływowa W czasie ruchu tłoka w górę woda jest zasysana przez otwarty zawór ssący do cylindra. Przy ruchu tłoka w dół woda przechodzi przez znajdujący się w tłoku zawór tłoczący i wydostaje się nad tłok. Przy kolejnym ruchu tłoka do góry woda znajdująca się nad tłokiem unosi się i wypływa przez rurę wylotową. 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Schemat budowy i działania pompy tłokowej ssąco-tłoczącej: a - jednostronnego działania, b - dwustronnego działania; 1 - cylinder, 2 - tłok, 3 - zawory ssące, 4 - zawory tłoczące, 5 - rurociąg W pompie tłokowej jednostronnego działania przy ruchu tłoka w górę woda zostaje zassana przez zawór ssący do cylindra. Przy ruchu tłoka w dół zawór ssący zamyka się, a woda tłoczona jest przez zawór tłoczący do rurociągu. W pompie tłokowej dwustronnego działania podczas ruchu tłoka w prawo woda jest zasysana przez zawór ssący znajdujący się po lewej stronie cylindra; jednocześnie woda z prawej części cylindra tłoczona jest przez zawór tłoczący do rurociągu. Przy ruchu tłoka w lewo woda jest zasysana przez zawór ssący po prawej stronie cylindra. W tym samym czasie przez zawór tłoczący, znajdujący się po lewej stronie tłoka, woda przepływa do rurociągu. 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Pompy nurnikowe pod względem zasady działania są podobne do pomp tłokowych ssąco-tłoczących. Wypieranie cieczy z przestrzeni roboczej kadłuba następuje wskutek ruchu tłoka zbudowanego w kształcie walca, zwanego nurnikiem Schemat budowy i działania pompy nurnikowej: 1 - kosz ssawny pompy, 2 - rura ssawna, 3 - zawór ssący, 4 - korpus pompy, 5 - tłok (nurnik), 6 - zawór tłoczący, 7 - rura tłoczna, 8 - powietrznik 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Działanie pompy przeponowej jest podobne do działania pompy tłokowej ssącej. Zamiast tłoka w pompach przeponowych zastosowano przeponę (membranę) dzielącą przestrzeń kadłuba pompy na dwie komory - ssawna i tłoczną. Pompy przeponowe mogą być jednostronnego i dwustronnego działania. Na rysunku przedstawiono pompę przeponową jednostronnego działania. Ruch przepony w górę powoduje zwiększenie się przestrzeni pod przeponą i powstanie podciśnienia, które otwiera zawór kulowy i powoduje zassanie cieczy do komory dolnej. Jednocześnie ciecz znajdująca się już wcześniej nad przeponą jest wypierana poprzez króciec tłoczny. Ruch przepony w dół powoduje przepływ Schemat budowy i działania cieczy z komory ssawnej do komory tłocznej pompy przeponowej: a - ssanie przez umieszczony w przeponie zawór i tłoczenie, b - przetłaczanie; tłoczący. 1 - przepona, 2 - króciec ssawny, 3 - króciec tłoczny 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Schemat budowy i działania pompy skrzydełkowej: 1 - skrzydełka, 2 - zawory ssące, 3 - zawory tłoczące W pompie skrzydełkowej rolę tłoka spełniają skrzydełka osadzone na wale i umieszczone wewnątrz cylindrycznego korpusu pompy. W skrzydełkach znajdują się otwory z zaworami tłoczącymi. W dolnej części korpusu pompy umieszczona jest nieruchoma przegroda z zaworami ssącymi. W czasie zwrotnego obrotu skrzydełek ciecz jest zasysana do przestrzeni pod jednym skrzydełkiem i równocześnie wytłaczana spod drugiego. Działanie pompy skrzydełkowej jest podobne do działania pompy tłokowej ssąco tłoczącej dwustronnego działania. 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Pompy z wirującymi cylindrami (osiowe) mogą być budowane z wychylną tarczą lub wychylnym korpusem. W wyniku obrotu wychylnej tarczy oparte o nią (poprzez łożysko osiowe) tłoczki wykonują ruchy postępowo-zwrotne, a dzięki ich połączeniu w poszczególnych fazach tego ruchu z komorą ssącą lub tłoczną następuje pompowanie cieczy. Podobna sytuacja powstaje w pompach z wychylnym korpusem, w których jednak cały korpus wraz z tłoczkami obraca się również wraz z obrotem wału napędowego. Konstrukcja przedstawionej pompy umożliwia płynną regulację wydajności. Zmianę wydajności tłoczenia uzyskuje się, zmieniając kąt pochylenia osi wirnika względem osi wału napędowego albo kąt pochylenia tarczy względem osi pompy. Schemat pompy z wirującymi cylindrami: a) z wychylną tarczą, b) z wychylnym korpusem 1. Budowa i działanie pomp wyporowych W pompach zębatych ruch obrotowy wykonują dwa koła zębate, które w miejscu zazębienia się oddzielają przestrzeń ssawną od tłocznej. Podczas obrotu kół zębatych zmniejsza się ciśnienie po stronie kół wychodzących z zazębienia i zasysana ciecz jest przenoszona we wrębach międzyzębnych do przestrzeni tłocznej, z której przy wejściu kół w zazębienie Schemat budowy i działania pompy jest wytłaczana. zębatej: 1 - korpus pompy, 2 - koła zębate 1. Budowa i działanie pomp wyporowych Schemat budowy i działania pompy łopatkowej: 1 - korpus, 2 - łopatka, 3 - bęben wirnika, 4 - króciec ssawny, 5 - króciec tłoczny W pompach łopatkowych przenoszenie cieczy wykonywane jest przez łopatki swobodnie przemieszczające się w promieniowo rozmieszczonych rowkach wirnika umieszczonego mimośrodowo w korpusie pompy. W czasie ruchu obrotowego wirnika łopatki oddzielają dawki cieczy i przenoszą je z przestrzeni ssawnej do przestrzeni tłocznej korpusu pompy. Podczas ruchu łopatki są dociskane siłą odśrodkową do wewnętrznej powierzchni korpusu, co zapewnia dobrą szczelność pompy. Mimośrodowe umieszczenie bębna wirnika w korpusie pompy powoduje, że podczas obrotu wirnika przestrzeń miedzy łopatkami nad króćcem ssawnym powiększa się, co powoduje zasysanie cieczy. Budowa i działanie pomp wirowych 2. Budowa i działanie pomp wirowych Pompy odśrodkowe są proste w budowie, łatwe w obsłudze i niezawodne w działaniu. Nadają się do pompowania zarówno cieczy czystych, jak i gęstych - zawierających dużo części stałych. Pompy odśrodkowe przy niedużych gabarytach charakteryzują się dużą wydajnością, ale niewielkim ciśnieniem tłoczenia w porównaniu z pompami tłokowymi. Zespołem roboczym pompy odśrodkowej jest wirnik z łopatkami obracającymi się w obudowie o przekroju spiralnym. 2. Budowa i działanie pomp wirowych Schemat budowy i działania pompy odśrodkowej: jednostopniowej: 1 - korpus pompy, 2 - wirnik, 3 - zawór zwrotny, 4 - smok, Rura ssawna jest doprowadzona do środka obudowy, a rura tłoczna do kołnierza obudowy. Obracający się wirnik zalanej pompy powoduje wprawienie cieczy w ruch wirowy, przy którym na cząstki cieczy działa siła odśrodkowa. W wyniku tego cząstki cieczy są odrzucane na zewnątrz wirnika, gdzie zwiększa się ciśnienie i ciecz odpływa do przewodu tłoczenia. W miejscu odrzuconych cząstek cieczy powstaje podciśnienie powodujące zasysanie następnych cząstek cieczy. Proces ten jest ciągły. Przed uruchomieniem konieczne jest zalanie pompy odśrodkowej cieczą. 2. Budowa i działanie pomp wirowych Schemat budowy i działania pompy odśrodkowej wielostopniowej: 2 - wirnik, 5 - kierownica Do tłoczenia cieczy na duże wysokości stosuje się pompy wielowirnikowe, czyli wielostopniowe. Są one powszechnie stosowane w instalacjach wodociągowych hydroforowych. Pompa wielostopniowa składa się z kilku wirników połączonych szeregowo. Ciśnienie wytwarzane przez pompę wielostopniową jest sumą ciśnień wytworzonych przez poszczególne wirniki. Jest to tzw. pompa samozasysająca, która dzięki odpowiedniemu rozmieszczeniu kanałów oraz króćców ssawnego i tłocznego nie wymaga każdorazowego zalewania jej cieczą. Wystarczy zalanie pompy po zmontowaniu instalacji.