Pompe de vid si centrifuge

Principiul de functionare al pompelor:

Schematic, principiul de functionare al pompelor se poate urmari pe fig. 116.

Fig. 116

Pompa indeplineste doua operatii. Prima operatie consta in aducerea apei in corpul pompei cu ajutorul conductei de aspiratie 'a'. Prin a doua operatie apa este impinsa la inaltimea dorita, prin conducte de refulare 'b'.

Prin actiunea mecanica a pompei, apa aspirata este apoi impinsa pe conducta de refulare.

Deoarece apa este impinsa in corpul pompei de presiunea atmosferica, inaltimea la care este asezata pompa deasupra nivelului sursei de apa (sarcina de aspiratie Ha) nu poate depasi teoretic 10,33 m stiind ca greutatea unei coloane de apa de aceasta inaltime este egala cu forta produsa de presiunea atmosferica.

In drumul ei pe conducta de aspiratie, apa intampina rezistenta datorita frecarii pe peretii acesteia, la coturi, 'teuri' etc. Aceste rezistente fac sa scada inaltimea teoretica de aspiratie (10,33). Practic inaltimea de aspiratie nu poate depasi 6 - 8 m.

Pe conducta de refulare apa intampina, de asemenea, rezistenta care reduc sarcina de refulare (Hr) la o valoare mai scazuta decat aceea corespunzatoare presiunii la iesirea din pompe.

Deci inaltimea Hr este mai mica decat inaltimea manometrica deoarece, in realitate intervin rezistentele pe conducte, care reduc din inaltimea utila ce s-ar putea realiza prin pompare.

Pentru absorbtia apei din surse fara presiune si refularea ei cu presiunea necesara, autospecialele de stingere a incendiilor si motopompele sunt dotate cu pompe de vid si pompe centrifuge.

Pompele de vid se folosesc pentru amorsarea pompelor centrifuge, in cazul alimentarii autospecialelor din surse fara presiune, iar pompele centrifuge realizeaza debitele si presiunile necesare pentru lucru.

Pompe de vid

Pompele centrifuge, pentru a debita apa, trebuie amorsate. Amorsarea consta in umplerea lor si a conductei de aspiratie cu apa, inainte de pornire. Pentru aceasta este necesar, in primul rand, sa se evacueze aerul din sorb, conducta de aspiratie si pompa.

Pompele de vid, folosite pentru evacuarea aerului din conducta de aspiratie si pompa centrifuga sunt:

- pompa de vid cu rotor si palete mobile;

- pompa de vid cu dispozitiv de ejectie.

A. Pompa de vid cu rotor si palete mobile

Pompa de vid cu rotor si palete mobile (fig. 117), este o pompa rotativa compusa din urmatoarele parti:

- blocul pompei de vid (1);

- axul (2);

- paletele sau aripioarele (3);

- canalul de evacuare a aerului (4);

- canalul de legatura dintre pompa de vid si pompa centrifuga (5);

- locasul cilindrului pompei de vid.

Functionare

Pompa de vid se monteaza pe corpul pompei centrifuge. Pentru a o pune in functiune este necesar a se porni mai intai pompa centrifuga, dupa care axul pompei de vid se cupleaza cu axul pompei centrifuge. Aceasta cuplare se face in sistem diferite, in raport de tipul constructiv al pompei.

Fig. 117

Odata cuplat axul pompei de vid, blocul cu aripioare executa aceasi miscare de rotatie, ca si axul pompei centrifuge.

Datorita miscarii de rotatie, aripioarele ies din bloc pana cand ating peretele cilindrului, in acest fel creandu-se o compartimentare intre aripioare si perete. Pentru a intelege mai bine functionarea pompei, se noteaza primele doua aripioare cu 'a' si 'b' si se urmareste deplasarea lor in timpul invartirii pompei.

Dupa ce aripioara 'a' ieste din bloc, stabileste un compartiment fara aer (vid) intre punctul de contact al blocului cu cilindrul si pozitia in care se gaseste la un moment dat.

In momentul in care aripioara 'a' trece prin dreptul santuletului canalului, se pune in legatura pompa centrifuga cu locasul cilindrului pompei de vid, iar aerul din sorb, din tubul de aspiratie si din pompa centrifuga se destinde si ocupa locul gol dintre compartimentul a-b. Compartimentul a-b poarta aerul mai departe, catre santuletul care face legautra intre interiorul cilindrului pompei de vid si de carcasa, volumul compartimentului se micsoreaza pe masura ce se apropie de santuletul canalului de evacuare. Din aceasta cauza aerul este presat iar in momentul trecerii prin fata santuletului este evacuat in atmosfera.

Explicatia data pentru compartimentul a-b este valabila si pentru restul compartimentelor formate din doua palete succesive. In felul acesta, fiecare compartiment transporta o anumita cantitate de aer existenta in sorb, in tubul de aspiratie si in pompa centrifuga si o evacueaza in atmosfera.

Dupa evacuarea erului, deci dupa facerea vidului, apa din sursa este impinsa de presiunea atmosferica in pompa, fapt ce se poate constata prin iesirea apei din orificiul de evacuare. Vidul fiind realizat, pompa de vid se decupleaza.

B. Pompa de vid cu dispozitiv de ejectie

Pompa de vid cu dispozitiv de ejectie (fig. 118) se compubne din: corpul pompei (1) si coloana de ejectie.

Fig. 118

Coloana de ejectie cuprinde ajutajul de ejectie a gazelor de esapament (2), ajutajul divergent (3) prin care gazele si aerul expirat se evacueaza in atmosfera, clapeta (4) cu ajutorul careia gazele de esapament se dirijeaza spre ejector si conducta de legatura cu pompa centrifuga.

Functionare

Mai intai se pune in functiune pompa centrifuga apoi se cupleaza pompa de vid cu ajutorul unei manete, deschizandu-se robinetul vacumametrului si manometrului. Pentru obtinerea cantitatii de gaze de ardere necesare asigurarii unei ejectii corespunzatoare se accelereaza motorul, dupa necesitate.

Dirijarea gazelor de ardere din conducta de esapament catre coloana de ejectei a pompei de vid se face prin clapeta montata in teava de esapament actionata de maneta de cuplare.

Gazele de ardere iesite cu o anumita viteza, antreneaza aerul din pompa centrifuga si-l evacueaza in atmosfera. In felul acesta se realizeaza vidul in sorb, conducta de aspiratie si pompa centrifuga. Dupa realizeaza vidului se inchide robinetul vacuummetrului.

Oricare ar fi pompa de vid folosita trebuie o cerinta importatnta si anume, realizarea vidului in cel mai scurt timp.

Lucrare: Probleme energie electrica Lucrare: Fluctuatii de tensiune (efect de flicker)

Crearea vidului in cel mai scrut timp depinde, in primul rand, de o foarte buna etansare a intregului complex al pompei si, in al doilea rand, de gradul de pregatire si operativitatea auto sau a mecanicului de la motopompa.

Se cere o buna etansare a pompei centrifuge, a capacelor de intrare si iesire, a racordurilor, a tuburilor de aspiratie si o buna functionare a motorului.

Intretinere

Intretinerea si verificarea pompelor de vid se fac conform prevederilor NERC/85 anexele 4, 7, 8, 9, 10, 11 Normativului 1 si a anexelor 10 si 11 din Normativul II capitolele instalatii speciale.

Pe timpul lucrului cu apa din surse cu presiune este interzisa deschiderea robinetului vacuummetrului, deoarece presiunea apei il deterioreaza.

Pompe centrifuge

Pompele centrifuge formeaza o clasa de pompe in care energia mecanica disponibila este transformata in energie hidraulica. Refularea se realizeaza prin miscarea circulara continua a unui rotor intr-o carcasa. Apa din jurul rotorului, din cauza fortelor centrifuge, executa o miscare de la interior spre exterior.

In cazul unor constructii bune a pompelor centrifuge se poate ajunge la inaltimi de aspiratie in jur de 8 - 8,5 m.

Clasificarea pompelor centrifuge.

A. Din punct de vedere al inaltimii de ridicare a apei

- pompe centrifuge de joasa presiune, la care inaltimea de ridicare a lichidului este pana la 20 mH₂O. Ele au numai un etaj si se folosesc ca pompe de irigatii, in docuri si in alte scopuri;

- pompa centrifuga de medie presiune, la care inaltimea de ridicare a lichidului este de 20 - 60 mH₂O. Ele se construiesc cu unul sau cu mai multe etaje si se folosesc pentru alimentarea cu apa a retelelor de distributie.

- pompe centrifuge de inalta presiune, la care inaltimea de ridicare a lichidului este de peste 60 mH₂O. Astfel de pompe se construiesc cu mai multe etaje si se folosesc pentru alimentarea centralelor hidraulice si ca pompe pentru incendiu.

B. Din punct de vedere constructiv

- pompe centrifuge radiale;

- pompe cu intrare axiala si iesire radiala;

- pompe axiale.

Descriere

Pompa centrifuga (fig. 119) se compune din urmatoarele parti:

Fgi. 119

a) corpul de aspiratie (1) de forma unui trunchi de con la care se deosebesc:

- conducta pentru intrarea apei (2);

- orificiul pentru intrarea apei in corpul de presare si refulare (3), practicat central,p in jurul axului pompei;

- orificiul de comunicare cu pompa de vid (4), practicat in partea de sus a corpului de aspiratie prin care se evacueaza aerul in timpul realizarii vidului;

b) corpul de presare si refulare (5), de forma cilindrica are uneori are pereti dubli pentru incalzirea pe timpul iernii, la care se deosebesc:

c) rotorii (6), in numar variabil, in functie de tipul pompei centrifuge, avand rolul ca sub influenta fortei centrifuge sa imprime lichidului o energie cinetica mai mare decat cea cu care a intrat in pompa;

d) statorii (7), in numar variabil, in functie de tipul pompei, au rolul de a transforma o parte din viteza apei (energie cinetica) in presiune (energie statica) si care dirijeaza apa la conductele de refulare;

f) conductele de refulare, in numar variabil, prevazute cu racorduri fixe si racorduri infundate si robinete de inchidere;

g) axul pompei (9), pus in legatura cu motorul masinii printr-un sistem de axe si angrenaje care au rolul de a imprima rotoarele miscarea de rotatie necesara centrifugarii apei; el se sprijina pe doi rulmenti (10) prevazuti cu bai de ulei pentru ungere, iar etansarea orificiilor prin care trece axul se realizeaza cu ajutorul unor garnituri de etansare, care in unele cazuri, pot fi stranse din prin actionarea unui dispozitiv cu roate de manevrare si surub fara sfarsit (11);

h) instalatia de incalzire a pompei si de racire suplimentara a motorului formata din peretii dubli ai corpului de refulare, robinetul ac si conductele de legatura intre pompa si sistemul de racire a motorului prevazute cu robinete de inchidere si de scurgere;

i) robinete pentru golirea pompei de apa;

j) aparatura de control compusa din manometru si vacuummetrul cu robinete de punere in functiune;

k) blocul comenzilor pompei.

Functionare

Principiile care stau la baza constructiei si functionarii pompelor centrifuge constau in admisia lichidul cu o viteza redusa pe la centrul rotorului si antrenarea lui pe palete sub influenta fortei centrifuge, determinata de miscarea rotorului.

Apa care datorita presiunii atmosferice intra in tubul de aspiratie este primita de corpul de aspiratie si, de aici, trece in rotor. Rotorul este prevazut cu palete care au rolul de a antrena si a conduce apa in stator.

Apa intra in corpul pompei in directia axiala este condusa catre paletele rotorului catre exterior dand lichidului o miscare de rotatie in jurul arborelui.

Particulele de apa care se rotesc in jurul arborelui tind sa se indeparteze de centrul de rotatie datorita fortei centrifuge. Deci miscarea particulelor de apa spre periferia rotorului de-a lungul paletelor se datoreste fortei centrifuge. Sub actiunea fortei, apa paraseste rotorul si, in acelasi timp, se creeaza o depresiune spre interiorul lui. In rotor apa intra si iese cu anumita viteza si presiune, ajungand in stator. Statorul are palete si conduce apa catre gurile de refulare. In stator apa intra fara vartejuri. Ea isi micsoreaza viteza prin transformarea energiei cinetice in presiune.

Intretinere

Intretinerea si verificarea pompelor centrifuge se face conform prevederilor NERC/85 anexele 4, 7, 8, 9, 10, 11 din Normativul I si a anexelor 10 si 11 din Normativul II capitolele instalatii speciale.

Pe timpul iernii, dupa terminarea lucrului, se deschid robinetele pentru golirea pompei de apa; de asemenea, la terminarea lucrlui, se inchid robinetele de control si se suprima instalatia de racire-incalzire.

Pompe din dotarea autospecialelor si utilajelor de stingere a incendiilor

Pompele de vid si centrifuge componente ale instalatiilor speciale aflate pe masinile de lupta sunt de tipuri diferite, avand caracteristici tehnico-tactice, constructive si functionale deosebite de la un tip la altul.

A. Pompa de stins incendii de 5000 l/min (PSI 50/8)

Pompa de stins incendii de 500 l/min. (PSI 50/8) echipeaza autopompele cisterna construite pe sasiu tip Roman. Este o pompa centrifuga in simplu flux cu doua etaje, avand rotoarele dispuse in spate si carcase spirale pentru fiecare etaj. Dispunerea rotoarelor cat si de calarea carcaselor spirale cu 180s asigura schema optima de incarcare a arborelui si o solicitare maxima a celor doua lagare cu rulmenti pe care este rezemat ansamblul rotor al pompei.

Aspiratia pompei este bilaterala, in vederea realizarii posibilitatii racordarii lesnicioase la cea mai apropiata sursa de apa.

Antrenarea pompei se face de catre priza de putere a autosasiului prin intermediul unei transmisii cardanice.

Caracteristici tehnice:

- debit maximal (l/min.) 5000

- inaltimea de pompare (mCA) 80

- debitul la inaltimea de pompare de 160 mCA (l/min) 1500

- inaltimea de pompare la turatia maxima (mCA) 230

Caracteristicile indicate se obtin prin variatia turatiei intre valorile 2200 – 2900 rot/min.

B. Pompa de amorsare Ø 90 x 70

Pompa de amorsare Ø 90 x 70 este destinata amorsarii pompei de stins incendii tip 50/8.

Descriere

Pompa de amorsare Ø 90 x 70 este o pompa voluminoasa, de tipul cu palete culisante, fiind alcatuita din urmatoarele elemente: carcasa de fonta, de forma circulara, in care este inglobat si rezervorul de ulei; in interiorul corpului se gasesc rotorul de bronz, montat excentric si prevazut cu sase canale in care culiseaza paletele de alama. Rotorul este fixat pe un arbore sprijinit pe doua lagare de alunecare la capatul caruia se fixeaza si sistemul de antrenare a pompei.

Parametrii functionali ai pompei de amorsare au urmatoarele valori principale:

- debitul maxim de aer aspirat (mc/h) 31

- presiunea maxima absoluta H 110 mm/Hg abs

- turatia nominala (rot/min) 2500

Functionare

Prin sistemul de antrenare se imprima rotorului o miscare de rotatie; datorita fortei centrifuge paletele sunt proiectate la periferia carcasei, inchizand spatii variabile datorita amplasarii excentrice a rotorului fata de carcasa; in spatiile in care volumul scade, are loc refularea fluidului aspirat.

La inclinarea pompei, uleiul de rezervor trece prin orificiul de legatura, patrunde prin canale interioare la organele pompei, realizand ungerea si etansarea.

La fiecare actionare a pompei o parte din uleiul din rezervor este consumat si, inainte de urmatoarea actionare, trebuie completat si restabilit nivelul initial. De regula, la masini sunt montate rezervoare suplimentare cu capacitatea de 2 l, racordate la pompa printr-un tub flexibil cu robinet.

Intretinere

Operatiile de intretinere constau in:

- verificarea si completarea nivelului de ulei;

- actionarea ei zilnica, pentru cateva secunde, in vederea evitarii griparii paletelor.

C. Pompa centrifuga MP-73

Este o pompa centrifuga cu patru etaje, debit maxim de 1500 l/min. la iesirea libera si o presiune maxima de 16 daN/cmp cu vanele complet inchise.

Fixarea pompei pe motor se face printr-o consola etansa la blocul motor, prin suruburi.

Pompa centrifuga are 4 etaje de presiune, avand la capete cate un capac, unul cu suport pentru conducta de aspiratie si unul cu doua orificii de refulare cu robinet si racord fix B. Se compune dintr-o camera de refulare, 4 rotoare, difuzor si 4 elemente ale statorului asezate in carcasa exterioara, prevazuta cu capac de aspiratie.

Axul pompei, confectionat din hotel inoxidabil, are la un capat un lagar cu bucsa de bronz in interiorul corpului de aspiratie, iar in continuare are montati cei 4 rotori, care se fixeaza pe ax printr-o piulita de strangere.

Pentru amorsare, pompa centrifuga are o pompa de vid, care evacueaza aerul din pompa centrifuga si din tuburile de absorbtie. Ea se compune dintr-o carcasa in care este fixat axul pompei, pe care sunt montate paletele mobile ale pompei de vid. Pompa de vid este fixata de carcasa pompei centrifuge prin conul suport al pompei de vid fixat la randul ei prin piulita. Antrenarea pompei se face prin discul de antrenare fixat pe axul pompei de vid.

Intretinere

Intretinerea pompei presupune:

- verificarea dispozitivului de cuplare inainte de punerea in functiune care trebuie, sa fie cuplat complet, deoarece astfel s-ar putea desface, ceea ce ar duce la deteriorare si accidente:

- verificarea rotirii axului pompei centrifuge, printr-o invartire usoara, in stare cuplata, a manivelei de pornire;

- ungerea periodica si de cate ori este necesar a axului pompei prin rotirea cu 1 – 2 rotatii a capacelor ungatoarelor;

- verificarea etansarilor la toate imbinarile nefiind admise pierderile de apa;

- verificarea presiunii indicate de manometru; verificarea functionarii fara zgomot si batai anormale a pompei centrifuge;

- strangerea periodica a tuturor organelor de asamblare.

Verificarea etanseitatii pompei centrifuge se face printr-o proba de vid. Se inchid toate robinetele, se deschide robinetul de vacuummetru, se racordeaza capacele la ambele intrari ale pompei si se cupleaza pompa cu motorul. Se porneste motorul si se actioneaza asupra pompei de vid. La o turatie in jurul a 2000 rot/min de 20 sec. pompa de vid trebuie sa realizeze o depresiune de 600 – 680 mm col. Hg. Cand pompa de vid atinge depresiunea indicata, se opreste motorul. Depresiunea obtinuta trebuie sa se mentina timp de 5 minute, fara a se sesiza vreo atenuare a ei.

D. Pompa centrifuga MP 800 l/min.

Pompa centrifuga MP 800 l/min. este o pompa cu un singur etaj, avand un debit de 1200 l/min. la iesirea libera si o presiune maxima de 6,5 daN/cmp cu vanele complet inchise.

Refularea este prevazuta cu un teu intermediar si doua vane cu racorduri tip C.

Partile componente ale pompei centrifuge sunt: camera spirala, statorul, rotorul si capacul la partea de aspiratie, executate din aliaj de aluminiu, iar consola din fonta cenusie. Arborele pompei centrifuge este executat din hotel inoxidabil.

Rotorul este fixat pe ax cu ajutorul unei piulite, iar transmiterea cuplului se face printr-o pana paralela. Pe arbore, in dreptul presetupei, este montata o bucsa de uzura din otel inxodabil.

Arborele pompei se roteste in doua lagare; unul cu bucsa de bronz, aflat imediat dupa rotor, si unul cu rulment, aflat inspre partea de antrenare.

Pentru amorsarea pompei centrifuge, aceasta este prevazuta cu o pompa de vid, care evacueaza aerul din pompa centrifuga si din tuburile de aspiratie.

Antrenarea pompei de vid se face printr-o transmisie cu frictiune, actionata manual.