Podstawa pompy odśrodkowej i wirnik

Geometria wirnika

Ważne jest zrozumienie struktury profilu typowego wirnika odśrodkowego. Środek wirnika nazywany jest otworem ssącym wirnika (okiem). Na zewnątrz od środka wystają łopatki wirnika. Łopatki wirnika są zakrzywione (zwykle wygięte do tyłu), wychwytują i przemieszczają płyn podczas obrotu wirnika. Duża okrągła część za łopatką to piasta wirnika. Piasta zapewnia wsparcie dla łopatek podczas łączenia wszystkich łopatek z zespołem wirnika. Zewnętrzna średnica piasty to miejsce, w którym znajduje się pokrywa wirnika. Wirnik półotwarty ma pokrywę zakrywającą górną część łopatki wirnika. Konstrukcja zamknięta oznacza wirnik z pokrywą zakrywającą górną i dolną część łopatki wirnika. Alternatywnie wirnik może nie mieć pokrywy i ten typ nazywany jest wirnikiem otwartym.

Wirniki mogą różnić się konstrukcją, ale pewne podstawowe zasady pozostają takie same we wszystkich wirnikach. Zewnętrzna średnica ostrza określa ciśnienie, jakie może wytworzyć pompa. Mniejsza średnica zewnętrzna będzie wytwarzać niższe ciśnienie niż podobny wirnik o większej średnicy. Wysokość łopatek wirnika określa natężenie przepływu wytwarzane przez pompę. Niższa łopatka wirnika będzie wytwarzać mniejszy przepływ niż wirnik z wyższą łopatką. Te cechy geometryczne wirnika stanowią tło dla projektu w stylu wirnika.

Charakterystyka fizyczna wirników

Wirnik jest łącznikiem pomiędzy mocą wejściową (maszyna napędowa) a mocą wyjściową (ruch płynu) pompy. Na początku procesu pompowania maszyna napędowa obraca wirnik przez wał. Gdy wirnik się obraca, woda wypycha na zewnątrz od środka wzdłuż krawędzi łopatki, a ciśnienie wzrasta. Woda pod wysokim ciśnieniem jest uwalniana z końca łopatki do spirali (lub łopatki prowadzącej) pompy. Wzdłuż ścieżki spirali/łopatki kierującej woda jest odprowadzana z natężeniem przepływu i ciśnieniem określonym przez geometrię wirnika. Woda przyspiesza wzdłuż łopatki wirnika, tworząc niskie ciśnienie na wlocie wirnika. Ciśnienie atmosferyczne jest większe niż niskie ciśnienie w otworze ssącym wirnika, które wywiera siłę na powierzchnię pompowanej cieczy, tak że ciecz w dalszym ciągu przepływa do otworu ssawnego wirnika.

Solidne leczenie

Wiele zastosowań wymaga pompowania płynów zawierających ciała stałe. Jest to typowe dla pomp głębinowych, które są umieszczone niżej w zbiorniku używanym do zbierania spływu i ścieków. Jednym z typów wirników znanych ze swoich możliwości przenoszenia materiałów stałych są wirniki kanałowe. Wirnik kanałowy umożliwia efektywne przemieszczanie się cząstek stałych pomiędzy łopatkami wirnika. Ta konstrukcja wirnika jest powszechnie stosowana w zastosowaniach związanych z oczyszczaniem ścieków.

Innym powszechnym wirnikiem do obsługi materiałów stałych jest typ wirowy, znany również jako wirnik zagłębiony. Wirnik znajduje się w spirali, tworząc dużą otwartą przestrzeń pomiędzy wirnikiem a wlotem ssawnym. W przeciwieństwie do innych wirników, które wykorzystują łopatki do wypychania wody, ten wirnik wytwarza wiry w otwartych przestrzeniach spirali. Wir generowany przez szybki obrót wirnika umożliwia przepływ cieczy i ciał stałych przy minimalnym kontakcie z wirnikiem. Nie ma kontaktu pomiędzy pompowaną cieczą a wirnikiem, co jest bardzo korzystne w zastosowaniach zawierających materiały ścierne lub duże cząstki stałe.

Pompa do cięcia i rozdrabniania

Do zastosowań podatnych na zatykanie dostępnych jest wiele wirników zaprojektowanych do obsługi tych kłopotliwych ciał stałych. pompa tnąca (pompa tnąca) jest taką konstrukcją. Wirnik pompy tnącej ma ostrą krawędź natarcia i jest zwykle wykonany z twardego materiału, takiego jak węglik wolframu. Ta ostra krawędź została zaprojektowana z wąską szczeliną pomiędzy dopasowaną płytą ssącą z ostrą ząbkowaną krawędzią. Kiedy wirnik zbiera cząstki stałe, część cząstek stałych zostaje złapana przez stałą, postrzępioną krawędź na płycie ssącej, umożliwiając obracającemu się wirnikowi tnącemu przecięcie ciała stałego. Przecięcie pompy zmniejsza zatykanie spowodowane różnymi ciałami stałymi i zanieczyszczeniami, takimi jak szmaty, chusteczki nadające się do spłukiwania, a nawet odzież, skracając w ten sposób przestoje pompy. Te pocięte cząstki stałe można filtrować za pompą.

Inną konstrukcją wirnika do zastosowań związanych z zatykaniem jest pompa przerywająca. Konstrukcja mechaniczna pompy rozdrabniającej jest podobna do pompy rozdrabniającej. Materiał stały jest rozrywany pomiędzy ostrą krawędzią natarcia wirnika a ostrą, nieruchomą krawędzią wlotu ssącego.

W przeciwieństwie do pompy tnącej, która wykorzystuje ząbkowaną krawędź na płycie ssącej, pompa rozdrabniająca posiada mechanizm noża tnącego zamontowany na zewnątrz otworu ssącego wirnika. Zachowane są ścisłe tolerancje pomiędzy łopatką a otworem ssącym wirnika oraz pomiędzy łopatką a płytą ssącą. Te wąskie tolerancje zapewniają cięcie całego ostrza, zapobiegając zatykaniu całej spirali.

Zastosowanie pod wysokim ciśnieniem

Niektóre zastosowania wymagają wyższych ciśnień, np. pompowanie na duże wysokości lub tam, gdzie projekt systemu wymaga rur o małej średnicy. Aby osiągnąć tak wysokie ciśnienie, konstrukcję wirnika można zmienić na kilka sposobów. Jednym ze sposobów zwiększenia ciśnienia jest zwiększenie zewnętrznej średnicy wirnika.

Innym sposobem na zwiększenie ciśnienia jest zamontowanie pokryw nad i pod łopatkami wirnika. Obszar pomiędzy łopatkami zamkniętego wirnika zmniejsza recyrkulację przepływu (wewnętrzny przepływ wsteczny) w celu uzyskania bardziej wydajnego wyjścia wysokiego ciśnienia. Chociaż zamknięty wirnik może skutecznie zwiększać ciśnienie, ogranicza to zdolność wirnika do przenoszenia ciał stałych.

Pompy wysokociśnieniowe są zwykle wyposażone w filtry zapobiegające zatykaniu zamkniętego wirnika. Jeśli jednak występuje duża liczba cząstek stałych, do tego zastosowania bardziej odpowiednia może być pompa rozdrabniająca. Na zewnątrz wlotu pompy mielącej znajduje się ostrze mielące. Kiedy to ostre ostrze obraca się, kruszy substancję stałą na drobne kawałki, które przepływają przez filtr ssący do pompy. Zmielone ciała stałe są następnie wysyłane z pompy, zwykle przez wirnik o wysokim udźwigu. Na terenach o nierównym terenie do odbioru ścieków miejskich często wykorzystuje się pompy rozdrabniające. Obszary te wykorzystują rury wysokociśnieniowe o małej średnicy do transportu ścieków. Pompa mieląca nie tylko zapewnia wymagane wysokie ciśnienie, ale także redukuje cząstki stałe, zmniejszając w ten sposób zatykanie mniejszych rur.

Materiał wirnika

Wybór odpowiedniego materiału konstrukcyjnego jest równie ważny jak wybór stylu wirnika. Wirnik może być wykonany z różnych materiałów, takich jak różne gatunki żeliwa, stali nierdzewnej, brązu i tworzywa sztucznego na bazie żywicy. Żeliwo ma dobrą odporność na zużycie i oszczędność. Jednakże żeliwo może nie wytrzymać działania płynów silnie ściernych lub korozyjnych. Aby zapobiec przedwczesnemu uszkodzeniu wirnika na skutek korozji, może być konieczne zastosowanie wirnika ze stali nierdzewnej. Chociaż stal nierdzewna jest droższa niż żeliwo, generalnie jest lepiej odporna na żrące chemikalia.

Brąz to kolejny materiał odporny na korozję, często stosowany na obszarach przybrzeżnych. W zastosowaniach morskich lub procesach, w których transportowana jest słona woda, brąz zapobiega erozji słonej wody. Niektóre mniejsze pompy mogą wykorzystywać wirniki z tworzywa sztucznego. W porównaniu z alternatywami ze stali nierdzewnej lub brązu, te formowane wirniki charakteryzują się doskonałą odpornością chemiczną i wysoką odpornością na zużycie, a także są opłacalne.

Typ wymaganego wirnika będzie determinowany przez pompowaną ciecz oraz warunki w systemie. Należy koniecznie przekazać tę informację dostawcy pompy, aby mieć pewność, że wirnik i pompa zostaną wybrane prawidłowo.