Jak se oběžné kolo dotýká hřídele čerpadla?

Odstředivé vodní čerpadlo, jako jeden z typů dynamických hydraulických zařízení, se používá ve vodárenství, energetice, kanalizaci, automobilovém průmyslu, teplárenství a dalších oborech při čerpání jakýchkoliv kapalin, jako je voda, agresivní chemikálie, kyseliny, paliva, odpadní vody .

Schéma odstředivého čerpadla.

Zařízení odstředivého čerpadla je utěsněné spirálové pouzdro, což je pracovní komora, uvnitř které je pevně upevněn hřídel s oběžným kolem. Sestavené zařízení je schopné provozu pouze tehdy, jsou-li všechny jeho dutiny před spuštěním naplněny vodou.

Odstředivá čerpadla mají následující hlavní součásti:

• bydlení;
• sací potrubí;
• vypouštěcí potrubí;
• Pracovní kolo;
• pracovní hřídel;
• ložiska;
• olejová těsnění;
• vodicí zařízení;
• kryt.

Skříň (stator), sací a výtlačné potrubí

Schéma činnosti statoru odstředivého čerpadla.

Skříň odstředivého čerpadla je nosným prvkem celé konstrukce, jedná se o ocelovou nebo litinovou misku, uvnitř které bude uloženo oběžné kolo. Kryt má dva otvory: sací otvor na spodní straně a výfukový otvor na straně na okraji krytu. Všechny ostatní díly jsou k němu připojeny. Nejčastěji je odléván ve tvaru spirály, kvůli hydrodynamickým vlastnostem nezbytným k tomu, aby tekutině udával správný směr během provozu čerpadla. Pouzdro může být buď samostatný konstrukční prvek s připojenými trubkami, nebo lité (v tomto případě mohou trubky a tělo tvořit jeden blok). Držák, pomocí kterého je celá konstrukce připevněna k libovolné rovině, je součástí těla.

Do spodní části tělesa čerpadla je našroubováno sací (přijímací) potrubí, které je nutné pro přívod vody uvnitř pracovní komory. Prostřednictvím tohoto potrubí je čerpadlo napojeno na potrubí ponořené do zásobníku nebo jiného zdroje kapaliny, ze kterého bude probíhat odběr. Sací potrubí může být podle provedení buď odlitkem tělesa čerpadla, nebo odnímatelným dílem.

Na boku skříně je výtlačné (výtlačné) potrubí, které odvádí vodu z pracovní komory čerpadla. Na výtlačné potrubí bude připojeno tlakové potrubí vedoucí ke spotřebiči. Trubka je odlitkem pouzdra.

Oběžné kolo (rotor)

Hlavním prvkem, který v čerpadle vykonává užitečnou práci, je oběžné kolo (oběžné kolo).

Schéma činnosti odstředivého čerpadla.

Oběžné kolo je vyrobeno z litiny, mědi nebo oceli. Rotor se skládá ze dvou spojených kotoučů, mezi nimiž jsou od středu k okrajům umístěny lopatky, zakřivené proti ose otáčení kola. Střední část konstrukce, která má na jedné straně otvor (hrdlo) o průměru rovném sací trubce, těsně přiléhá k jejímu vstupu, aby byl zajištěn přímý kontakt lopatek se sací vodou. Kolo je umístěno uvnitř misky pouzdra a zcela „vyplňuje“ pracovní komoru, což eliminuje mezerový tok kapaliny a ponechává volný prostor pouze v drážkách disku.

Během provozu se většina vody hromadí mezi lopatkami, což jí umožňuje při rotaci kola vlivem vzniklé odstředivé síly odtékat od středu k okrajům, aniž by došlo ke snížení tlaku. Voda vyvržená ze středu vytváří zvýšený tlak na obvodu a je vytlačována výtlačným potrubím, zatímco vakuum, které vzniká ve středu disku, nasává kapalinu vstupním potrubím, a proto je voda neustále čerpána. Některá vysoce výkonná odstředivá čerpadla mají více oběžných kol připojených k hřídeli. Čerpadla tohoto typu se nazývají vícestupňová. Pro čerpání agresivních chemikálií může být oběžné kolo vyrobeno z keramiky, pryže nebo jiných odolných materiálů.

Schéma oběžného kola odstředivého čerpadla.

Existuje několik typů oběžných kol:

• uzavřený typ;
• otevřený typ (kde jsou lopatky otevřené a umístěné na jednom disku);
• orazítkovaný;
• obsazení;
• nýtovaný.

Otevřená oběžná kola se od uzavřených liší tím, že lopatky jsou umístěny pouze na jednom disku, bez krytu. Tato oběžná kola se používají při nízkých tlacích a při čerpání extrémně hustých a znečištěných suspenzí, což umožňuje snadný přístup k lopatkám pro čištění. U jednoduchých čerpadel je kolo uzavřeno a jak disky, tak lopatky jsou vyrobeny jako monolitická část. U velkých a těžkých čerpadel je kolo vyrobeno z oceli lisováním. V závislosti na rychlostech otáčení může být dodávaný tvar lopatek buď přímý nebo úhlový. U vysokorychlostních čerpadel pro zlepšení výkonu začínají lopatky od pouzdra. Takové kolo je zajištěno k hřídeli pomocí per. Nýtovaná oběžná kola se používají v domácích vodních čerpadlech s nízkým výkonem.

Hřídel oběžného kola

Rotační moment je přenášen na oběžné kolo přes hřídel, na kterém je kolo pevně upevněno.

Hřídel je vyrobena z kované oceli a pro zvýšené zatížení – z legované oceli se slitinou vanadu, chrómu nebo niklu. Pro práci s kyselinami je hřídel vyrobena z nerezové oceli. Samotný hřídel je namontován na ložiskách, což je nezbytné, aby se zabránilo deformacím a vibracím čerpadla během provozu.

Schéma sondování hřídele oběžného kola.

Hřídel oběžného kola je možná nejnáchylnější částí k poškození. Vibrace způsobené nesprávným vyvážením hřídele mohou vést k nestabilnímu provozu nebo dokonce ke zničení čerpadla. Vzhledem k vysoké rychlosti otáčení jsou pracovní hřídele jednotky vyráběny s ohledem na kritické otáčky.

Pracovní hřídele jsou následujících typů:

• těžké;
• flexibilní;
• průběžný (pracovní hřídel čerpadla je zároveň hřídelí motoru).

Tuhá hřídel je vyrobena pro tiché provozní režimy, kdy nejsou kladeny vysoké nároky na provoz a nedochází k překračování otáček přípustných. Ohebné hřídele se používají tam, kde je vyžadována stabilita při častém překračování kritických otáček. Mírná nevyváženost hmot během otáčení může vést k vibracím a způsobit vychýlení, které je pro hřídel destruktivní. Hřídel musí být dobře vyvážena staticky, v některých případech i dynamicky pomocí speciálních strojů. U čerpadel pro domácnost se používá pevná hřídel, v tomto případě je oběžné kolo připevněno přímo k rotoru elektromotoru.

Ostatní součásti odstředivých čerpadel

Ložiska pracovní hřídele jsou nezbytným konstrukčním prvkem. Ložiska pro čerpadla jsou vyrobena s litinovými vložkami plněnými babbittem. Maženo hustým nebo tekutým lubrikantem. V některých případech jsou ložiska opatřena vodním chlazením oleje. Chlazení maziva se provádí jak pomocí vodního pláště, tak přes spirálu.

Čerpadla mohou používat nejen válečková a kuličková ložiska, ale také pryžová, textolitová a další ložiska. Jedná se o typ vodou mazaných ložisek.

Zadní stěna (obal) patří k tělu. Instaluje se přímo na tělo. Skříň je utěsněna umístěním pryžového těsnění mezi stěnu a těleso čerpadla, které zabrání pronikání vzduchu dovnitř, což může narušit normální provoz konstrukce a snížit výkon čerpadla v důsledku poklesu vakua. Aby se zabránilo vniknutí vody z pracovní komory do motoru, je v hrdle na hřídeli v místě jeho spojení se zadní stěnou umístěno těsnění (olejové těsnění).

Vodicí lopatka je statický disk s drážkami směřujícími proti směru otáčení rotoru. Vodicí lopatka je nutná ke snížení rychlosti vody na výstupu z kola a částečné přeměně energie této rychlosti na tlak. U většiny běžných čerpadel je vodicí lopatka odlita z litiny, zatímco u specializovaných čerpadel je vyrobena z bronzu nebo oceli. U čerpadel pro domácnost může být vyrobena z hliníku nebo plastu.

Olejová těsnění jsou vyrobena s měkkou výplní z azbestové šňůry, papíru nebo bavlny. Těsnění je impregnováno sádlem na grafitu. Na sací straně je utěsnění provedeno vodním uzávěrem. Zařízení takového olejového těsnění je spojka s těsnicím kroužkem, do kterého je přiváděna kapalina z výtlačného potrubí, která zabraňuje vstupu vzduchu do pracovní komory. U chemických čerpadel se uzávěr provádí kapalinou přiváděnou zvenčí. Pro čerpání vysokoteplotních kapalin musí mít těsnění chlazenou konstrukci.

Oběhové čerpadlo je jednoduché zařízení, které je instalováno v uzavřeném okruhu topného systému, aby bylo zajištěno rovnoměrné vytápění místností a doprava chladicí kapaliny. Abyste lépe porozuměli struktuře jednotky a principu její činnosti, musíte vědět, proč je na oběhovém čerpadle uprostřed šroub.

Konstrukce čerpadla

Standardní oběhové čerpadlo pro zajištění pohybu chladicí kapaliny má následující zařízení:

• Tělo z litiny nebo mosazi.
• Rotor, který přenáší rotační pohyb z hřídele na centrální turbínu.
• Hlavním pracovním prvkem je oběžné kolo, jeho lopatky jsou umístěny pod určitým úhlem, aby uvedly vodu do pohybu.
• O-kroužky z polymerových materiálů zajišťují těsnost zařízení.
• Řídicí jednotka zařízení s funkcemi automatizace.

Oběhové čerpadlo, které je instalováno v kotelně, má malé rozměry a může pracovat po dlouhou dobu bez zastavení. Jeho výkon však není příliš vysoký.

Při výběru čerpadla je důležité zvážit objem chladicí kapaliny procházející kotlem za jednu minutu. To lze určit přirovnáním výkonu kotle ke spotřebě vody. Pokud je výkon kotle 20 kW, pak se objem chladicí kapaliny, která jím projde za minutu, bude rovnat 20 litrům.

Pro zajištění vytápění místnosti je důležité, aby kapalina cirkulovala okruhem. Výběr čerpadla by proto měl být založen na jeho schopnosti pohybovat kapalinou.

Princip činnosti

Princip činnosti oběhového čerpadla je založen na následujícím sledu akcí:

1. Když voda opouští kotel, vstupuje do čerpadla vstupním potrubím.
2. Když se rotor otáčí, vzniká sací síla a kapalina se řítí do výstupní trubky.
3. V souladu s Bernoulliho zákonem o kontinuitě paprsku, když se určité množství vody pohybuje ze zadní části čerpadla, vzniká vakuum a nová část kapaliny má tendenci naplnit pracovní objem komory.
4. Se zvyšující se rychlostí otáčení oběžného kola se zrychluje i pohyb vody.

Chladivo, které přijalo část kinetické energie z oběžného kola, se tedy rychle pohybuje přívodním potrubím a přenáší teplo do topných zařízení v prostorách.

Instalace zařízení na feed

Oběhové čerpadlo je nutné v domech, kde je několik topných okruhů. Některé soukromé domy si vystačí se systémem s přirozenou cirkulací chladicí kapaliny, který funguje pod vlivem gravitačních sil. Tato metoda umožňuje, aby byla topná energie nezávislá. Implementace některých technologií, jako jsou „teplé podlahy“, je však nemožná bez nuceného pohybu vody.

Možnosti instalace čerpadla

Existují dvě možnosti instalace cirkulačních jednotek do topného systému. Každý z nich má své výhody a nevýhody.

• Instalace na přívodní potrubí: při výstupu z kotle má voda maximální teplotu. To znamená, že díky rychlosti dodávky vody spotřebiteli je dosaženo efektivního využití energie chladicí kapaliny. Instalace čerpadla v této části potrubí zajišťuje vysokou účinnost.

Nevýhody tohoto způsobu instalace jsou, že v důsledku dlouhodobého vystavení zvýšeným teplotám na pohyblivých částech zařízení se snižuje jeho životnost.

• Instalace na vratné potrubí: zajišťuje návrat již vychladlé chladicí kapaliny do spirály kotle k dohřevu. V tomto případě čerpací zařízení cirkuluje chladicí kapalinu před vstupem do kotle a není vystaveno extrémním provozním podmínkám.

Instalace zařízení na zpětné vedení

Vzhledem k tomu, že přívodní a vratné potrubí jsou spojeny do jediného uzavřeného systému naplněného chladivem, je cirkulace nepřetržitě prováděna v jakékoli jeho části. To znamená, že funkčnost systému je prakticky nezávislá na místě instalace zařízení.

Funkce šroubu

Ve středu válcového těla jakéhokoli oběhového čerpadla je velký chromovaný šroub s drážkou pro plochý šroubovák. Kupující si často kladou otázku, k čemu slouží šroub na oběhovém čerpadle. Pod touto částí je zátka, kterou je třeba v určitých případech povolit a utáhnout:

• Ihned po instalaci se okruh naplní vodou nebo glykolovou chladicí kapalinou. Gravitace nedovolí vodě proniknout do každé dutiny, takže se v mechanismu může vytvořit vzduchový uzávěr. Aby se zabránilo přehřátí stroje s mokrým rotorem v případě suchého provozu, musí být tato zátka odstraněna.

Chcete-li odstranit vzduch, musíte povolit šroub oběhového čerpadla, který je umístěn uprostřed. Utěsněná zátka uvolní vzduch a okruh se naplní chladicí kapalinou.

• Další funkcí, která vysvětluje, proč je na čerpadle topení šroub, je zabránění vstupu vzduchu do pracovní komory. Během delšího provozu nebo nečinnosti může dojít k „vyvětrání“. Přítomnost bublin lze zjistit, když čerpadlo začne vydávat zvýšený hluk. Chcete-li se této nepříjemnosti zbavit a prodloužit životnost zařízení, můžete na několik sekund povolit zátku a šroub.

Odpověď na otázku, proč je na oběhovém čerpadle uprostřed šroub, je tedy velmi jednoduchá. Tento šroub je nutný k odstranění vzduchu jak při prvním spuštění, tak při provozu čerpadla. Vzduchový šroub oběhového čerpadla zajišťuje efektivnější provoz zařízení a dlouhou životnost, zabraňuje poruchám mechanismu a přehřívání motoru.

Proces instalace a seřízení

Instalace oběhového čerpadla

Instalace oběhového čerpadla nevyžaduje speciální dovednosti ani školení. K jeho instalaci stačí mít obecné znalosti o provozu zařízení a znát některé jemnosti procesu. Postup instalace oběhového čerpadla se provádí podle následujícího algoritmu:

• Vypusťte systém.
• Instalujte čerpadlo přes obtok pro snadnější opravy a výměnu zařízení a také pro zamezení zmenšení průměru průtokové plochy.

Na obtoku musí být instalován zpětný ventil, aby se zabránilo zpětnému toku kapaliny. Je také nutné nainstalovat dva kulové kohouty naproti vstupnímu a výstupnímu potrubí.

• Zajistěte čerpadlo k obtoku pomocí závitových spojek a těsnění. Poté může být hotová konstrukce zapuštěna do přívodního nebo zpětného potrubí.

Směr pohybu chladicí kapaliny se musí shodovat se šipkou, která je vyryta na ocelovém těle zařízení.

Napájecí zdroj a řídicí jednotka čerpadla musí být umístěny přísně nahoře nebo na boku, aby se zabránilo vniknutí vody do čerpadla.

• Po instalaci čerpadla je nutné provést tlakovou zkoušku – kontrolu těsnosti všech spojů v otopné soustavě. Pokud dojde ke ztrátě tlaku, musíte najít únik a znovu utěsnit spojení.
• V konečné fázi je nutné naplnit systém chladicí kapalinou, odstranit přebytečný vzduch přes centrální šroub a provést zkušební provoz zařízení.

Správně nainstalované zařízení

Při správné instalaci systému jsou eliminovány tlakové ztráty a úniky kapaliny a zařízení funguje bez přerušení a zajišťuje vytápění prostoru po celou dobu vytápění.

V létě, kdy je systém v klidovém režimu, se doporučuje provádět preventivní práce, včetně opětovné kontroly těsnosti spojů a přítomnosti vzduchu v pracovní komoře čerpacího zařízení. Předejdete tak možným problémům a zajistíte spolehlivý provoz systému v budoucnu.

Montáž topného systému si můžete objednat u naší společnosti. Přejděte do sekce “Služby» získat podrobné informace a poradit se s odborníkem.

Video podrobně vysvětluje, jak nainstalovat oběhové čerpadlo

Výhody oběhového čerpadla

Cirkulační zařízení instalovaná v topném systému ho činí závislým na stálém zdroji elektřiny, ale mají mnoho výhod:

• Účinnost prostorového vytápění se zvyšuje o 200–300 % v závislosti na výkonu zařízení, provozním režimu kotelního zařízení a velikosti tepelných ztrát v objektu.

Potrubí teplé podlahy

• Při použití kotle na dřevo nebo tuhá paliva hrozí přehřátí chladicí kapaliny. Taková zařízení nejsou vybavena funkcí automatické regulace teploty. Pokud je však v systému instalováno zařízení pro cirkulaci kapaliny potrubím, je var chladicí kapaliny vyloučen.
• Při stálém rovnoměrném pohybu vody v systému je zajištěna okamžitá dodávka připravené kapaliny do topných zařízení, což snižuje energetické ztráty.
• Jakákoli kapalina použitá jako chladicí kapalina v topném systému může mít agresivní vliv na vnitřní povrchy topných zařízení. To je způsobeno skutečností, že se na kanálech průchodu mohou tvořit usazeniny vodního kamene a kov časem koroduje. Pokud se však chladicí kapalina v systému pravidelně obnovuje a nestagnuje, lze tento problém odstranit.
• Systém zajišťuje rovnoměrnou distribuci ohřáté kapaliny do všech topných zařízení se sekvenčním schématem zapojení, což umožňuje pohodlnější vyvážení.

Potrubí zařízení v kotelně

Oběhové čerpadlo vám umožňuje ušetřit na konstrukci potrubí, protože během nucené přepravy může kapalina procházet úzkými úseky. Trubky s menším jmenovitým vrtáním jsou výrazně levnější než jejich větší protějšky.

Výkon čerpadla

Při výběru oběhového čerpadla pro topný systém stojí spotřebitelé před úkolem vybrat optimální výkon zařízení a další technické vlastnosti. Aby zařízení účinně plnilo své funkce, je třeba vzít v úvahu následující kritéria:

• Výkon, tedy maximální počet litrů, které čerpadlo dokáže přečerpat za 1 minutu, musí odpovídat výkonu kotlového zařízení. Pokud je jmenovitý výkon kotle 30 kW, musí čerpadlo poskytovat výkon 30 litrů za minutu.

Je bezpodmínečně nutné nainstalovat do systému manometry pro monitorování tlaku.

• Tlak lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

Н_р = H_н * 0,1 l, kde H_р – toto je minimální přípustná hodnota tlaku, N_н – konvenční hodnota standardního tlaku, předpokládaná 0,6 m, L – celková délka trasy uzavřeného topného systému.

Při celkové délce systému ve dvoupatrovém domě 110 metrů bude tedy požadovaný tlak Нр = 0,6 x 0,1 x 110 = 6,6 m. Proto je v tomto případě nutné zakoupit zařízení s nominální hodnotou tlak 7, 8 nebo více metrů.

• Produktivita a pracovní tlak přímo závisí na výkonu zařízení. Proto musí být pohonná jednotka zařízení vybrána v souladu s těmito parametry. Je třeba poznamenat, že průměrná rychlost pohybu chladicí kapaliny v systému je 1,2–1,6 metru za sekundu. Se zvyšujícími se otáčkami může v jednotce docházet k turbulentním jevům, které vedou k velkému hluku během provozu.

Rychlost pohybu tekutiny závisí také na průměru potrubí, které se volí po komplexním hydraulickém výpočtu systému s přihlédnutím k jeho délce, přítomnosti odporu a dalších vstupních parametrů.

Při sledování videa se můžete seznámit se strukturou a principem činnosti oběhového čerpadla

Typy oběhových čerpadel

Oběhové čerpadlo může být dvou typů: se suchým a mokrým rotorem.

• Zařízení se suchým rotorem jsou vysoce účinná zařízení, ve kterých většina mechanismů nemá přímý kontakt s kapalinou. V domácích podmínkách se používají jen zřídka, protože vydávají velký hluk a mohou se snadno přehřát.

Oběhové čerpadlo Wilo

• U mokrého rotoru vyplní chladicí kapalina celý prostor pracovní komory a oběžné kolo a pracovní hřídel jsou ponořeny do kapaliny. Díky tomu je účinnost snížena, ale voda působí jako mazivo a chladicí kapalina, což umožňuje, aby zařízení nevyžadovala neustálé bdělé sledování.

Životnost domácího spotřebiče s mokrým rotorem je od 5 do 10 let, což zajišťuje jeho zvýšenou poptávku.

Video říká, jak vybrat oběhové čerpadlo

Údržba a opravy zařízení

Aby čerpadlo sloužilo po celou dobu životnosti deklarované výrobcem, je nutné pravidelně provádět řadu preventivních postupů:

• Zkontrolujte spoje a utěsněte, pokud nedochází k úniku.
• Analyzujte napájecí zdroj a identifikujte zkraty.
• Sledujte provoz motoru – zvýšené vibrace nebo přítomnost cizích zvuků signalizují poruchu.
• Zkontrolujte údaje na tlakoměru nainstalovaném v systému. Hodnoty musí vždy odpovídat nastavenému ukazateli.

Provádění oprav a údržbářských prací

Pokud jsou zjištěny jakékoli poruchy, je nejlepší kontaktovat autorizované servisní středisko a nechat problém opravit v rámci záruky výrobce.

Nejdůležitější znaky

Oběhové čerpadlo v topném systému hraje důležitou roli, zajišťuje pohyb chladicí kapaliny ke spotřebitelům a snižuje tepelné ztráty. Tím se zvyšuje účinnost vytápění prostor.

Při prvním spuštění systému nebo po nečinnosti je nutné odvzdušnit pracovní komoru čerpadla. K tomu použijte speciální šroub, který vám umožní uvolnit kryt zařízení.

Pokud je v topném systému vzduchový uzávěr, čerpadlo se může rychle přehřát a selhat. To může mít za následek vysokou hladinu hluku během provozu čerpadla. Proto je před nákupem zařízení důležité, aby majitelé domů pochopili, proč je potřeba šroub na tepelném čerpadle. Pomáhá předcházet negativním důsledkům přítomnosti vzduchu v systému.

Jaké oběhové čerpadlo jste si vybrali a proč? Použil jsi šroub na pumpě? Narazili jste během procesu na nějaké potíže?