Popis výukového materiálu Číslo šablony
III/2
Číslo materiálu
VY_32_INOVACE_ SZ_20.10.
Autor: Ing. Luboš Veselý
Datum vytvoření: 15. 02. 2013
Předmět, ročník
Stroje a zařízení, 2. nebo 4. ročník
Tematický celek
Čerpadla
Téma
Pístová čerpadla
Druh učebního materiálu
Digitální učební materiál
Anotace (metodický pokyn, časová náročnost, další pomůcky…)
Digitální učební materiál slouží k rozšíření znalostí v předmětu stroje a zařízení, obor mechanik strojů a zařízení. Může být použit i v příbuzných oborech např. strojní mechanik, obráběč kovů, nástrojář, modelář, mechanik seřizovač a technik modelových zařízení.
Pokud není uvedené jinak, je použitý materiál z vlastních zdrojů. Použitá literatura: Doleček, Holoubek.: Strojnictví II. Praha SNTL 1985
Digitální učební materiál
Stroje a zařízení
20. 10. PÍSTOVÁ ČERPADLA
Pístová čerpadla: Hydrostatická čerpadla: Činný prvek čerpadla (píst, membrána) tlačí přímo na kapalinu, tímto se mění přímo mechanická energie motoru na tlakovou energii kapaliny. Na tomto principu pracují čerpadla: pístová, membránová, zubová vřetenová…Společným znakem všech pístových čerpadel je nezkrácený klikový mechanismus, tzn. s křižákem. Druhy čerpadel: podle způsobu práce: jednočinná, dvojčinná, diferenciální a zdvižná. počet válců: jednoválcová, víceválcová Jednočinné pístové čerpadlo: Čerpání probíhá nerovnoměrně, výtlačný tlak pulsuje. Pulsace se zmírňuje zařazením sacího a výtlačného vzdušníku. Čerpadlo je opatřeno jednočinným plunžrovým pístem. Zdvih bývá větší než u kotoučových pístů. Čerpadlo nasaje kapalinu sacím ventilem do pracovního prostoru (před pístem). Jakmile píst dokončí nasávání uzavře se sací ventil a vlivem tlaku se otevře výtlačný ventil a kapalina z pracovního prostoru se vytlačí částečně do výtlačného vzdušníku a částečně už do potrubí. Jakmile píst dokončí výtlak uzavře se výtlačný ventil a otevře se sací. Během nasávání proudí do potrubí nashromážděná kapalina z výtlačného vzdušníku aby se alespoň trochu vyrovnali tlakové rázy. Čerpadlo je vybaveno úplným klikovým mechanizmem což dokazuje přítomnost křižáku. Zprava do něj vede ojnice a z něj vychází do leva pístnice, která ho spojuje s pístem. Dvojčinné pístové čerpadlo: Čerpadlo je opatřeno dvojčinným kotoučovým pístem – pracovní prostor po obou stranách pístu, při každém zdvihu dochází k sání i výtlaku současně, pracuje rovnoměrněji než jednočinné, vliv pulsace ve výtlaku je menší, sací i výtlačné vzdušníky mohou být menší, čerpadla jsou ale složitější, mají dvojnásobný počet ventilů a kotoučové písty jsou mnohem větší než plunžrové. Při cestě ze zadní úvratě do přední čerpadlo nasaje kapalinu před píst protože je sací ventil na dané straně otevřený ale výtlačný ventil je vlivem podtlaku uzavřený. Během nasávání na jedné straně se na druhé straně pístu kapalina vytlačuje, tj. sací ventil na dané straně je uzavřen vlivem tlaku a výtlačný ventil je vlivem téhož tlaku otevřen. Kapalina tedy proudí do výtlačné vzdušníku a do potrubí. Čerpadlo je též vybaveno nezkráceným pístovým mechanizmem což je možné poznat díky křižáku.
Diferenciální pístové čerpadlo: Nasává jako čerpadlo jednočinné, ale vytlačuje při obou zdvizích a to shodný objem daný diferencí ploch diferenciálního pístu. Je jednoduší než dvojčinné (menší počet ventilů). Objemový průtok je stejný jako u jednočinného čerpadla. Čerpadlo má obdobné uspořádání sacího a výtlačného vzdušníku jako jednočinné. Když jde píst směrem ze zadní úvrati do přední tak je otevřený sací vzdušník a před píst se nasává kapalina, výtlačný ventil je uzavřen. V ten samí okamžik díky tlaku ve výtlačném vzdušníku probíhá výtlak kapaliny kolem menšího průměru pístu. Když se píst vrací tak je sací ventil vlivem tlaku uzavřen ale je otevřen ventil výtlačný a kapalina se vytlačuje do výtlačného vzdušníku, který v tu samou chvíli vytlačuje kapalinu zase okolo menšího průměru pístu. Tím se zajistí menší pulsace proudu kapaliny. Diferenciální čerpadlo je také vybaveno úplným klikovým mechanizmem. Části pístových čerpadel: ventily: samočinné, otevírají se tlakem kapaliny, uzavírají se vlastní tíhou a jsou přitlačovány pružinou. Vzdušníky: objemový průtok kapaliny vytlačované pístem má sinusový průběh. Pro urychlení nerovnoměrně se pohybující kapaliny v sacím i výtlačném potrubí je zapotřebí tlak, který např. na sací straně snižuje sací výšku. Ke zmenšení těchto vlivů slouží vzdušníky, umísťují se co nejblíže k ventilům ( sníží množství nerovnoměrně se pohybující kapaliny) sací koš : zadržuje hrubé nečistoty rozptýlené ve vodě. Zpětný ventil v koši umožňuje naplnění sacího potrubí kapalinou před spuštěním čerpadla.
Popis jednočinného pístového čerpadla 1 - sací hrdlo, 2 - výtlačné hrdlo, 3 - sací ventil, 4 - výtlačný ventil, 5 - sací vzdušník, 6 - výtlačný vzdušník, 7 - píst, 8 - pracovní prostor
Skutečný indikátorový diagram pístového čerpadla, průběh křivky a, b je ovlivněn zavíráním a otevíráním ventilů.
Popis dvojčinného pístového čerpadla Dvojčinné pístové čerpadlo 1 - sací hrdlo, 2 - výtlačné hrdlo, 3 - sací ventil, 4 - výtlačný ventil, 5 - sací vzdušník, 6 - výtlačný vzdušník, 7 - píst, 8 - pracovní prostor
Popis diferenciálního pístového čerpadla Diferenciální pístové čerpadlo 1 - sací hrdlo, 2 - výtlačné hrdlo, 3 - sací ventil, 4 - výtlačný ventil, 5 - sací vzdušník, 6 výtlačný vzdušník, 7 - píst, 8 - pracovní prostor
Kontrolní otázky: 1) Vyjmenujte jednotlivé druhy pístových čerpadel. 2) Popište jednotlivé části pístových čerpadel. 3) Nakreslete a popište jednočinné pístové čerpadlo. 4) Pro jaké účely se pístová čerpadla používají.
