Zasnova in načelo delovanja samosesalnih črpalk

Črpalke se uporabljajo za oskrbo hiše z vodo ali zalivanje zelenjavnega vrta. Obstajajo različne vrste in izvedbe, vsaka od njih pa najde svoje področje uporabe. Če potrebujete poceni in zanesljivo napravo za črpanje vode iz vodnjaka, vodnjaka ali kakšne posode, bodite pozorni na samosesalno črpalko. To so razmeroma poceni naprave, ki so nameščene na površini, črpalka pa lahko črpa vodo iz dokaj spodobne globine - 8-9 metrov. Po potrebi so modeli dopolnjeni z ejektorji, nato se globina sesanja poveča na 20-35 m.

Samozasesalne črpalke: naprava in vrste

Samonapihovalne črpalke črpajo vodo iz globine 8-9 metrov, medtem ko so na površini. Voda se dvigne, ker se v osrednjem delu telesa zaradi gibanja koles z lopaticami ustvari območje nizkega tlaka. Da bi ga napolnili, se voda dviguje navzgor. Izkaže se, da črpalka sesa vodo.

Kot vsaka druga črpalka je tudi samosesalna črpalka sestavljena iz motorja in delovnega prostora, v katerem je izpustni mehanizem. Gredi črpalke in motorja sta povezani s sklopko, zanesljivost povezave in tesnost pa je odvisna od vrste tesnila:

• žlezno tesnilo - cenejše in manj zanesljivo;
• mehansko tesnilo - zanesljivejše, vendar dražje.

Obstajajo modeli samosesalnih črpalk z magnetnimi sklopkami. Te črpalke ne potrebujejo tesnjenja, saj nimajo prehodnih priključkov. To je daleč najzanesljivejša zasnova, vendar je tudi najdražja.

Konstrukcija in načelo delovanja

Glede na način delovanja so lahko samosesalne črpalke vrtinčne in centrifugalne. Pri obeh je ključni člen rotor, vendar ima drugačno strukturo in je nameščen v ohišje drugačne oblike. To spremeni načelo delovanja.

Centrifugalni

Centrifugalne samosesalne črpalke imajo zanimivo strukturo delovnega prostora - v obliki polža. V sredini ohišja so pritrjeni rotorji. Kolo je lahko eno, potem se črpalka imenuje enostopenjska, lahko jih je več - večstopenjska izvedba. Enostopenjska vedno deluje z enako močjo, večstopenjska lahko glede na razmere spreminja zmogljivost oziroma so bolj ekonomična (manjša poraba energije).

Glavni delovni element te zasnove je kolo z lopaticami. Lopatke so upognjene v nasprotni smeri od gibanja kolesa. Pri gibanju potiskajo vodo proti stenam ohišja. Ta pojav se imenuje centrifugalna sila, območje med lopaticami in steno pa se imenuje "difuzor". Vrtavka se torej premika, pri čemer na obodu ustvari območje povečanega tlaka in potiska vodo proti iztoku.

Hkrati se v sredini rotorja oblikuje nizkotlačno območje. V to območje se iz dovodne cevi (sesalnega voda) vsrka voda. Na zgornji sliki je dovod vode označen z rumenimi puščicami. Rotor jo potiska ob stene in se zaradi centrifugalne sile dviguje proti vrhu. Ta proces je stalen in neskončen ter se ponavlja, dokler se gred vrti.

Z načelom delovanja centrifugalnih črpalk je povezana njihova pomanjkljivost: za ustvarjanje centrifugalne sile iz zraka rotor ne more, ker je pred delom ohišje napolnjeno z vodo. Ker črpalke pogosto delujejo s prekinitvami, da voda ob ustavitvi ne izteče iz ohišja, na sesalno cev namestite povratni ventil. To so takšne značilnosti delovanja centrifugalnih samosesalnih črpalk. Če je povratni ventil (mora biti obvezen) na dovodni cevi na dnu, morate napolniti celoten cevovod, za kar boste potrebovali več kot en liter.

Vortex

Za vrtinčno samosesalno črpalko je značilna struktura ohišja in rotorja. Vrtavka je disk s kratkimi radialnimi pregradami na robovih. Imenuje se impeler.

Ohišje je izdelano tako, da precej tesno prekriva "ploski" del rotorja, na območju pregrade pa je precejšnja bočna vrzel. Ko se rotor vrti, voda zaide v pregrade. Zaradi delovanja centrifugalne sile je potisnjena nazaj k stenam, vendar po določeni razdalji ponovno vstopi v območje delovanja pregrad, pri čemer prejme dodaten delež energije. Tako se v vrzelih tudi zavrti v vrtince. Tako nastane dvojni vrtinčni tok, po katerem je oprema dobila svoje ime.

Zaradi načina delovanja lahko vrtinčne črpalke ustvarijo 3-7-krat večji tlak kot centrifugalne črpalke (pri enaki velikosti kolesa in hitrosti vrtenja). Idealne so, kadar sta potrebna majhen pretok in visok tlak. Dodatna prednost je, da lahko črpajo mešanico vode in zraka, včasih celo ustvarjajo redčenje, če so napolnjene samo z zrakom. To olajša zagon - komore ni treba napolniti z vodo ali pa zadostuje že majhna količina vode. Pomanjkljivost vrtinčnih črpalk je nizka učinkovitost. Ta ne more biti višja od 45-50%.

Izmetalnik

Največja globina, iz katere lahko površinske vrtinčne in centrifugalne črpalke dvignejo vodo, je 8-9 metrov, pogosto pa se nahaja globlje. Da bi jo od tam "izvlekli", so črpalke opremljene z ejektorjem. To je cev posebne oblike, ki ob premikanju vode skozi njo ustvari izpust na vhodu. Zato takšne naprave prav tako spadajo v kategorijo samosesalnih naprav. Ejektorska samosesalna črpalka lahko dvigne vodo iz globine 20-35 metrov, kar je več kot dovolj za večino virov.

Pomanjkljivost je, da je treba za zagotovitev delovanja del realizirane vode vrniti nazaj, zato je zmogljivost bistveno manjša - takšna črpalka ne more zagotoviti zelo velikega pretoka vode, vendar se za zagotovitev delovanja porabi nič manj električne energije. Pri vgradnji injektorja v vodnjak ali vrtino zadostne širine se v vir spustita dva cevovoda - eden oskrbuje večji premer, drugi, povratni, pa manjši. Na njuna iztoka se priključi injektor, na koncu pa se namestita filter in povratni ventil. V tem primeru je očitna tudi pomanjkljivost - dvojna poraba cevi in s tem dražja namestitev.

Pri vrtinah majhnega premera se uporablja en cevovod - napajalna cev, namesto povratne cevi pa se uporablja obloga vrtine. Na ta način se oblikuje tudi območje redčenja.

Vrtinčni in centrifugalni - primerjava in področje uporabe

Najprej skupne značilnosti:

• največja globina sesanja - 8-9 metrov;
• način namestitve je površinska montaža;
• na sesalni cevi mora biti cev ali ojačana cev (ne postavljajte običajne, saj se bo zaradi podtlaka sploščila).

Zdaj pa o razlikah med vrtinčnimi in centrifugalnimi modeli. Vrtinčne črpalke so kompaktnejše, cenejše, vendar med delovanjem povzročajo več hrupa. Centrifugalne črpalke so tišje in na izhodu ustvarjajo nizek tlak. Vrtinčne črpalke z enako velikostjo rotorja in hitrostjo njegovega vrtenja lahko ustvarijo 3-7-krat večji tlak. Vendar ne moremo reči, da je to njihova prednost - še zdaleč ne vedno zahtevajo velik tlak na izhodu. Ta na primer ni potreben pri zalivanju vrta in zelenjavnega vrta. Voda, dobavljena z visokim pritiskom, bo preprosto odplaknila zemljo in izpostavila korenine. Zato je kot črpalko za namakanje bolje vzeti samosesalno črpalko centrifugalne vrste.

Pri urejanju sistema za oskrbo z vodo na domu se lahko zahteva visok izhodni tlak. Tu so potrebne lastnosti vrtinčnih črpalk. Obstaja le ena pomanjkljivost: ne morejo zagotavljati velikega pretoka. Zato se za te namene pogosteje uporabljajo enake centrifugalne, vendar v paru s hidroakumulatorjem. Res je, potem se izkaže, da je to črpališče.

Glavna pomanjkljivost površinskih centrifugalnih samosesalnih črpalk je, da jih je treba pred zagonom napolniti z vodo. To ni najbolj prijetno opravilo, kar še dodatno otežuje uporabo takšne črpalke za namakanje.