Blok I Lekcja 8 Budowa i działanie pomp

1. 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

2. Pompy są przenośnikami cieczy, za pomocą których
ciecz może być podniesiona na określoną
wysokość lub uzyskuje określone ciśnienie.
Pompy są stosowane w wielu urządzeniach do
pompowania różnego rodzaju cieczy: wody, paliw,
olejów, gnojowicy, cieczy do opryskiwania itp.

3. 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.

4. Budowa i działanie pomp
wyporowych

5. 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.Budowaidziałaniepompwyporowych

6. 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.Budowaidziałaniepompwyporowych

7. 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
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
1.Budowaidziałaniepompwyporowych

8. 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
cieczy z komory ssawnej do komory tłocznej
przez umieszczony w przeponie zawór
tłoczący.
Schemat budowy i działania
pompy przeponowej: a - ssanie
i tłoczenie, b - przetłaczanie;
1 - przepona, 2 - króciec
ssawny,
3 - króciec tłoczny
1.Budowaidziałaniepompwyporowych

9. 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.
Schemat budowy
i działania pompy
skrzydełkowej:
1 - skrzydełka,
2 - zawory ssące,
3 - zawory tłoczące
1.Budowaidziałaniepompwyporowych

10. 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.Budowaidziałaniepompwyporowych

11. 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
jest wytłaczana.Schemat budowy i działania pompy
zębatej:
1 - korpus pompy,
2 - koła zębate
1.Budowaidziałaniepompwyporowych

12. 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.
Schemat budowy i działania
pompy łopatkowej:
1 - korpus,
2 - łopatka,
3 - bęben wirnika,
4 - króciec ssawny,
5 - króciec tłoczny
1.Budowaidziałaniepompwyporowych

13. Budowa i działanie pomp
wirowych

14. 2.Budowaidziałaniepompwirowych
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.

15. 2.Budowaidziałaniepompwirowych
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.

16. 2.Budowaidziałaniepompwirowych
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.