Rotační čerpadlo je zařízení, které se používá v případech, kdy je potřeba zajistit čerpání různých kapalných médií ve velkých objemech. Různé typy rotačních čerpadel nabízených na moderním trhu se od sebe liší jak designem a technickými vlastnostmi, tak principem činnosti. Různé typy takového čerpacího zařízení určují jeho efektivní použití v různých oblastech.
Vysokotlaká rotační čerpadla se používají v chladicích systémech, reverzní osmóze a cirkulaci vody nebo jiných kapalin
Princip činnosti a typy
Princip fungování rotačních čerpadel je následující. Čerpaná kapalina vstupuje nejprve do vnitřní komory zařízení, ze které je rotačními a translačními pohyby vykonávanými pracovním tělesem – rotorem vytlačována ven. Části rotoru spolu s vnitřními stěnami pracovní komory tvoří uzavřený prostor, do kterého vstupuje kapalina. Při zmenšování objemu takového prostoru, ke kterému dochází při pohybu rotoru, je kapalina podle fyzikálních zákonů vytlačována.
Princip činnosti rotačního čerpadla
V závislosti na konstrukci pracovního tělesa mohou rotační (nebo rotační) čerpadla patřit do různých kategorií. Rotační čerpadla se navíc dělí na různé typy podle druhu pohybu, který vykonává jejich pracovní těleso. Na tomto základě se rozlišují rotačně-rotační a rotačně-translační zařízení. Pracovní těleso rotačních čerpadel prvního typu, jak je zřejmé z jejich názvu, vykonává pouze rotační pohyby a u instalací druhého typu je tento pohyb kombinovaný – rotační i translační.
Rotačně-rotační čerpadla se v závislosti na konstrukci pracovního tělesa a principu činnosti dělí na ozubená (ozubená) a šroubová. V první je pracovní komora tvořena vnitřními stěnami tělesa a ozubenými koly, která jsou vyrobena s vnitřním i vnějším ozubením. Ke změně pracovní komory v tomto případě dochází v důsledku otáčení ozubených kol. Prvky, které tvoří pracovní komoru rotačních šroubových čerpadel, jsou vnitřní stěny skříně a jeden nebo více šroubů. Šnek otáčející se kolem své osy tvoří uvnitř čerpadla dočasné pracovní komory, které se spolu s dopravovanou kapalinou pohybují po ose šneku k výtlačnému potrubí.
Schéma rotačního lamelového čerpadla
Rotační čerpadla progresivního typu se dělí na šoupátková neboli lopatková a plunžrová. U zařízení posuvného typu je pracovním tělesem rotující rotor, do jehož podélných štěrbin na těle jsou vloženy speciální desky, nazývané brány. Osa rotoru u takovýchto čerpadel není totožná s osou válcového tělesa, ve kterém se otáčí. Pracovní komoru lamelových čerpadel tvoří dvě sousedící šoupátka, samotný rotor a vnitřní stěny skříně. Aby byla zajištěna těsnost takto vytvořené pracovní komory, musí být desky pevně přitlačeny ke stěnám pouzdra. Tento problém je vyřešen buď díky odstředivé síle přitlačující pracovní část desek ke stěnám pouzdra, nebo díky speciálním zařízením pružinového typu. Rotační lamelová čerpadla se mohou od sebe lišit konstrukcí rotoru a být vybavena různým počtem desek, podle toho se dělí na jedno-, dvojčinná atd. zařízení. akce.
Podle principu činnosti a konstrukce se rotační plunžrová čerpadla dělí na axiální a radiální pístová čerpadla. Jejich pracovními orgány jsou plunžry (písty), které vykonávají uvnitř těla zařízení současný rotační a translační pohyb. Rozdíl mezi takovými rotačními stroji a konvenčními pístovými stroji je v tom, že mohou pracovat jako čerpadla i jako hydromotory, to znamená, že jsou reverzibilní.
Schéma rotačního plunžrového čerpadla
Výhody a nevýhody
Použití rotačních čerpadel má několik nejvýznamnějších výhod:
- jednotnější, pokud porovnáme rotační čerpadla se zařízeními pístového typu, přívod kapaliny do potrubního systému (mezitím kvůli konstrukčním vlastnostem rotačních zařízení nebude možné zajistit zcela rovnoměrné napájení);
- reverzibilita, to znamená možnost použití takových zařízení jako čerpadla i jako hydraulického motoru;
- nedostatek ventilů, což pomáhá snižovat ztráty energie, a tedy zvyšovat účinnost;
- vysoký výkon díky provozu při výrazně vyšších otáčkách ve srovnání se zařízeními pístového typu.
Účinnost procesu čerpání s rotačním čerpadlem je zajištěna ověřenými tolerancemi mezi pláštěm a rotačními zařízeními
Pokud mluvíme o nevýhodách, které má rotační čerpadlo, pak mezi nejvýznamnější z nich patří následující.
- Na médium čerpané takovými čerpadly jsou kladeny vysoké požadavky, protože by nemělo narušovat těsné uložení pohyblivých pracovních prvků k vnitřním stěnám skříně. Zejména kapalina čerpaná rotačními čerpadly musí mít minimální chemickou agresivitu a nesmí obsahovat abrazivní vměstky.
- Rotační čerpadlo má ve srovnání se zařízeními pístového typu složitější konstrukci, což ovlivňuje jak jeho spolehlivost, tak náklady na výrobu a údržbu.
Сферы применения
Díky své široké univerzálnosti se rotační čerpadla úspěšně používají pro čerpání kapalin následujících typů:
- produkty rafinace ropy:
- chemikálie, včetně kyselin;
- nátěrové hmoty;
- technické kapaliny různého stupně znečištění;
- potravinářské tekutiny včetně olejů atd.
Rotační čerpadla s dutým kotoučem
Pracovním prvkem rotačních čerpadel tohoto typu je dutý kotouč, který při svém otáčení v tělese zařízení kmitá, což vede k pohybu kapaliny od vstupu k výstupu.
Princip činnosti dutého kotoučového rotačního čerpadla
Rotační jednotky vybavené dutým rotačním kotoučem jsou samonasávací reverzační zařízení, která lze použít i pro čerpání kapalin obsahujících ve svém složení pevné nečistoty. Díky nízké rychlosti otáčení pracovního tělesa se rotační čerpadlo tohoto typu vyznačuje spolehlivostí a dlouhou životností. K vybavení takových rotačních čerpadel se používá jeden nebo dva duté kotouče, jejichž rotace je synchronizována pomocí speciálních mechanismů.
Samonasávací rotační čerpací jednotka s dutým rotačním kotoučem
Mezi výhody použití rotačních čerpadel s dutým kotoučem patří následující:
