Koje pumpe za vodu ne trebaju punjenje? Vodič za samousisavanje i potapanje

Čim se uključi nova crpka svaki skriveni nedostatak instalacije postaje vidljiv. Zrak zarobljen u usisnom vodu, prazno kućište pumpe ili donji ventil koji curi spriječit će običnu centrifugalnu pumpu da uopće pokreće vodu. Zato operateri postrojenja, planeri navodnjavanja i inženjeri održavanja stalno postavljaju isto praktično pitanje: koja vrsta pumpe za vodu ne zahtijeva punjenje?

Izravan odgovor je da su tri porodice crpki sposobne proizvesti protok bez ručnog prethodnog punjenja usisnog voda: samousisne centrifugalne pumpe, pumpe s pozitivnim pomakom i potopne pumpe. Četvrta kategorija, okomite pumpe s dugom osovinom, također izbjegava punjenje jer je njihov rotor ugrađen ispod razine tekućine. Ovi se dizajni bitno razlikuju po tome kako uklanjaju zrak iz usisnog puta, a svaki ima specifične prednosti i ograničenja koja utječu na izbor u stvarnom svijetu.

Brzi odgovor: Pumpe koje ne zahtijevaju punjenje

Što znači punjenje i zašto ga većina pumpi treba

Punjenje je proces punjenja kućišta pumpe i usisne cijevi tekućinom koja se pumpa prije pokretanja pumpe. Standardna centrifugalna pumpa rotira impeler, a tlak koji proizvodi proporcionalan je gustoći tekućine unutar kućišta. Zrak ima gustoću od otprilike 1,2 kg po kubnom metru, dok voda ima oko 1000 kg po kubnom metru. Kada se standardna crpka pokrene sa zrakom u kućištu, impeler se jednostavno vrti u plinu niske gustoće i ne stvara gotovo nikakvo usisavanje. Atmosferski tlak ne može potisnuti vodu u usisnu cijev, a pumpa isporučuje nulti protok.

Zbog toga konvencionalne instalacije centrifugalne pumpe trebaju nožni ventil na kraju usisne cijevi, lonac za punjenje ili ručni postupak punjenja. Svaki put kada se crpka zaustavi i usisni vod isprazni, operater mora ponovno puniti prije sljedećeg pokretanja. U aplikacijama gdje se očekuje da se crpka automatski pokreće i zaustavlja, kao što su drenažne stanice i sustavi za navodnjavanje, taj ručni korak poništava cijelu svrhu automatizacije. Crpke o kojima se govori u ovom članku eliminiraju taj korak na različite načine, a razumijevanje tih mehanizama ključno je za odabir prave.

Samousisne centrifugalne pumpe: Najčešće korišten odgovor

Samousisna centrifugalna pumpa izvana izgleda slično standardnoj centrifugalnoj pumpi, ali je njezino kućište dizajnirano za stalni spremnik tekućine. Kada se pumpa pokrene, impeler ponovno cirkulira zadržanu tekućinu. Zrak iz usisne cijevi miješa se s recirkulirajućom tekućinom, diže se u komoru za odvajanje i ispušta iz pumpe. Nakon kratkog vremena, obično manje od dvije minute pri umjerenom dizanju, zrak se potpuno uklanja i pumpa radi kao obična centrifugalna pumpa.

Budući da kućište zadržava tekućinu nakon isključivanja, ove pumpe mogu podnijeti usisnu cijev koja je prazna ili puna zraka pri sljedećem pokretanju. Takvo ih ponašanje čini dobro prilagođenima samousisne primjene centrifugalne drenaže , gdje izvor vode može nestati i ponovno se pojaviti tijekom rada. Glavno ograničenje je praktična usisna visina: atmosferski tlak ograničava teoretski maksimum na oko 10 metara, a pouzdan kontinuirani rad obično se postiže na 6 do 8 metara.

Za industrijske korisnike, samousisna pumpa serije WFB bez brtvila zaslužuje posebnu pozornost jer uklanja ne samo problem punjenja već i mehaničku brtvu. Dizajn bez brtvi ne koristi dinamičku brtvu između osovine i kućišta, što sprječava kvarove brtvi koji su uobičajeni izvor curenja u običnim crpkama. Otpadnom vodom koja sadrži krute tvari, kemikalije i druge teške medije može se rukovati bez stalnog rizika od trošenja brtve.

Samousisna pumpa bez brtve za teške tekućine i krutine Ova pumpa uklanja dinamičku mehaničku brtvu između osovine i kućišta, eliminirajući uobičajeni izvor curenja. Njegov samousisni dizajn otporan na habanje nosi otpadnu vodu s krutim tvarima i kemikalijama, što ga čini pouzdanom opcijom za industrije koje se suočavaju s kvarovima brtvi i teškim medijima. Pogledajte proizvod →

Serije GJB i GZB dodaju poboljšanja usmjerena na učinkovitost kao što su optimizirani hidraulički dizajn i kompaktni otisak, koji smanjuju potrošnju energije tijekom normalnog rada. Ove se pumpe često koriste za navodnjavanje, industrijsku cirkulirajuću vodu i odvodnju u hitnim slučajevima.

Pumpe s pozitivnim pomakom: u principu bez punjenja

Pumpe s pozitivnim pomakom uopće ne koriste centrifugalnu silu. Oni stvaraju protok širenjem komore za uvlačenje tekućine, zatvaranjem komore, a zatim je komprimiranjem kako bi izbacila tekućinu. Proširenje komore izravno snižava unutarnji tlak, što znači da ove pumpe mogu evakuirati zrak iz usisnog voda i povući tekućinu prema gore bez ikakvog vanjskog punjenja.

Najčešći tipovi pozitivnog pomaka bez temeljnog premaza su:

• Membranske pumpe, koje koriste fleksibilnu membranu pokretanu zrakom ili strujom i mogu doseći usisnu visinu od 8 do 9 metara.
• Zupčaste i lopatične pumpe, koje pokreću viskozne tekućine kao što su ulja, sirupi i polimeri i obično postižu 6 do 7,5 metara usisne visine.
• Peristaltičke pumpe, koje stišću crijevo ili cijev i samousisavaju se čak i s visokim sadržajem krutih tvari.

Pumpe s pozitivnim pomakom imaju dva praktična upozorenja. Prvo, većina ne može raditi na suho dulje vrijeme; tekućina koju pumpaju osigurava podmazivanje i hlađenje unutarnjih dijelova. Drugo, zbog njihovog mehanizma mehaničkog vakuuma, može doći do nakupljanja krutih tvari ili pare ako je usisni filtar blokiran. Međutim, za čiste, viskozne tekućine ili tekućine osjetljive na smicanje, oni nude istinski rad bez punjenja s kojim se centrifugalne pumpe ne mogu mjeriti.

Potopne pumpe: Nema usisnog voda, nema punjenja

Potopne pumpe rješavaju problem punjenja spuštanjem izravno u tekućinu. Motor i pumpa konstruirani su kao jedna zapečaćena jedinica, a tekućina ulazi kroz ulaznu rešetku na dnu ili sa strane. Budući da je pumpa već ispod površine tekućine, za podizanje vode nije potreban vakuum. Rotor jednostavno gura tekućinu u ispusnu cijev.

Ovaj dizajn je posebno praktičan za kontrolu otpadnih voda i poplava. Potopne kanalizacijske pumpe WQ serije koje se koriste u sustavima gradske odvodnje i industrijskih otpadnih voda mogu propuštati krute tvari bez začepljenja i automatski se pokreću i zaustavljaju prekidačima s plovkom. Sve dok je razina vode iznad minimalne dubine uranjanja, svaki start je zapravo početni start.

WQ potopljena kanalizacijska pumpa za komunalnu i industrijsku odvodnju Ova potopna pumpa integrira motor i pumpu u jednu jedinicu, propuštajući čvrste čestice i duga vlakna bez začepljenja. Prekidači s plovkom omogućuju automatsko pokretanje i zaustavljanje, što ga čini praktičnim za otpadnu vodu, kišnicu i industrijske otpadne vode gdje potapanje osigurava trenutno punjenje. Pogledajte proizvod →

Potopne pumpe imaju radna ograničenja. Teško ih je pregledati bez podizanja iz jame, stoga su brtvljenje kabela i praćenje vlage važni. Također imaju minimalnu radnu razinu; u vrlo plitkoj vodi, okomita pumpa s dugom osovinom ili samousisna pumpa mogu biti bolji izbor.

Vertikalne pumpe s dugom osovinom: bez punjenja za duboke jame

Vertikalne pumpe s dugom osovinom čest su prizor u dubokim jamama, vodozahvatnim stanicama i objektima za zaštitu od poplava. Hidraulički kraj, uključujući impeler, ugrađen je na dno jame, ispod razine tekućine. Duga osovina prenosi snagu s motora postavljenog na potpornu ploču u razini tla. Budući da je impeler već potopljen, ove se crpke pokreću bez punjenja.

SCY vertikalna potopna pumpa i SLC vertikalna pumpa s dugom osovinom tvrtke Double-wheel odražavaju dva rasporeda: SCY ima kratki potopni motor pogodan za spremnike, dok SLC koristi dugu osovinu za premošćivanje velikih udaljenosti. Oba dizajna koriste se u obalnim odvodnim stanicama za oborinsku vodu, sustavima cirkulacijske vode i industrijskim bazenima. Njihova glavna prednost u odnosu na potopne pumpe je da motor ostaje dostupan na vrhu, što olakšava pregled i održavanje ležajeva.

Vertikalne pumpe s dugom osovinom zahtijevaju pažljivo poravnanje tijekom instalacije, a ležajevi osovine trebaju podmazivanje. Jednom instalirani, vrlo su pouzdani za kontinuirani rad u dubokim jamama gdje samousisna pumpa ne može postići potrebnu visinu usisavanja.

Usporedba na prvi pogled

Donja tablica sažima ponašanje punjenja i tipičan radni raspon svake vrste pumpe bez punjenja, zajedno sa situacijama u kojima je svaki dizajn najprikladniji.

Kako odabrati pravu pumpu bez punjenja

Odabir između četiri vrste ovisi manje o predpremazi, a više o tekućini, geometriji ugradnje i načinu rada. Sljedeće smjernice pokrivaju uobičajene situacije u kojima je neophodan rad bez punjenja.

Visokoučinkovita automatska samousisna pumpa s kompaktnim okomitim dizajnom Ova pumpa ima okomitu fiksnu strukturu tipa dizalice s malom površinom i jednostavnim održavanjem. Inteligentni uređaj za automatsku kontrolu nadograđuje njegovu učinkovitost, dok se usisni otvor može postaviti fleksibilno. Idealno za instalacije gdje je prostor ograničen ili oprema za podizanje nije dostupna. Pogledajte proizvod →

Instalacija i puštanje u rad: Što se mijenja bez pripreme

Uklanjanje koraka za pripremu ne uklanja potrebu za dobrom praksom postavljanja. Kod samousisne centrifugalne pumpe, kućište se mora jednom napuniti tekućinom prije prvog pokretanja. Usisna cijev treba biti što je moguće kraća i ravna, s blagim nagibom prema gore kako bi se izbjegli zračni džepovi, a svi navojni spojevi moraju biti zabrtvljeni PTFE trakom ili tekućim sredstvom za brtvljenje navoja. Ako usisni vod propušta, zrak će neprestano ulaziti i pumpa će izgubiti pogon.

Dimenzioniranje cijevi jednako je važno kao i brtvljenje. Za pumpu od 50 m3/h koristite usisnu cijev od najmanje DN100 i održavajte brzinu ispod 2 m/s. Svaki zavoj dodaje ekvivalentnu duljinu cijevi i povećava rizik od nakupljanja zraka na visokim točkama. Uobičajena pogreška je korištenje savitljivog usisnog crijeva istog promjera kao i ulaz pumpe; savitljivo crijevo često se skupi pod vakuumom i produži vrijeme punjenja.

Za potopne pumpe, provjere ugradnje usmjerene su na ulaz kabela, minimalnu dubinu uranjanja i raspon plovnog prekidača. Crpka se ne smije oslanjati izravno na dno jame za mulj, jer krutine mogu blokirati ulazni sito. Mali uspon ili viseći lanac obično to rješava.

Pumpe s pozitivnim pomakom trebaju sigurnosni ventil na ispusnoj strani, jer mehanički vakuum može stvoriti vrlo visok tlak ako je ispusni vod blokiran. Mjerač vakuuma na usisnoj strani koristan je za praćenje stvarne visine usisa.

Vrijeme potrebno za uspostavu protoka ovisi o usisnoj visini, promjeru i duljini usisne cijevi te zrakopropusnosti instalacije. O čimbenicima koji kontroliraju vrijeme punjenja vode detaljnije se govori u našem tehnički članak o faktorima vremena pripreme .

Razmatranja učinkovitosti i troškova energije

Operateri se često brinu da su samousisne pumpe manje učinkovite od standardnih centrifugalnih pumpi. Zabrinutost vrijedi za fazu punjenja: tijekom nekoliko sekundi ili minuta dok pumpa evakuira zrak, dio tekućine koja cirkulira predstavlja izgubljenu energiju. Nakon završetka punjenja, razlika u učinkovitosti je mala, obično unutar nekoliko postotnih bodova standardne centrifugalne pumpe s istim promjerom impelera.

Usporedba se mijenja kada se uzme u obzir kompletna instalacija. Standardna centrifugalna pumpa s nožnim ventilom doživljava kontinuirani pad tlaka na nožnom ventilu i dodatni gubitak ako je usisna cijev duga. Razmotrite pumpu od 7,5 kW koja radi 4000 sati godišnje. Nožni ventil može potrošiti 1,5% do 3% ukupne visine, što se prevodi u otprilike 110 do 220 kWh izgubljenih godišnje za ovu veličinu motora. Uz tipične industrijske cijene električne energije, to je mjerljiv godišnji trošak. Samousisna pumpa s otvorenim usisnim vodom u potpunosti izbjegava ovaj gubitak, nadoknađujući mali gubitak učinkovitosti recirkulacijske komore.

Potopne i vertikalne crpke s dugom osovinom nemaju gubitaka u usisavanju jer je impeler potopljen. Njihova učinkovitost motora usporediva je s ostalim dizajnom. Za duge radne sate pri konstantnom protoku, okomita pumpa s dugom osovinom često se pokazuje energetski najučinkovitijim načinom za premještanje vode iz duboke jame.

Razlike u održavanju između tipova pumpi bez punjenja

Svaki dizajn bez ubrizgavanja ima drugačiji profil održavanja, a to bi trebalo utjecati na odluku o kupnji kada je pristup servisu težak.

Samousisne centrifugalne pumpe najjednostavnije su za servisiranje za većinu industrijskih korisnika. Ne postoji donji ventil za provjeru, što uklanja jedan od najčešćih uzroka sporog protoka i gubitka punjenja u konvencionalnim instalacijama. U WFB dizajnu bez brtvi, nema mehaničke brtve za zamjenu, tako da je najčešći habajući element jednostavno impeler i obloga kućišta u abrazivnom radu.

Potopne pumpe zahtijevaju rjeđe održavanje jer se motor hladi okolnom tekućinom, ali kada je potreban servis, pumpu je potrebno izvaditi iz jame. Detektori vlage unutar kućišta motora upozoravaju na proboj izolacije, a provjera kabela i plovnog prekidača trebala bi biti dio planiranog pregleda.

Zapreminske pumpe zahtijevaju rutinsku provjeru dijafragmi, povratnih ventila i brtvi. Dijafragma koja pukne preplavit će zračnu stranu pumpe na zračni pogon i uzrokovati gubitak performansi. Peristaltičke pumpe zahtijevaju povremenu zamjenu crijeva, što je kratak i jeftin zadatak.

Uobičajeni kvarovi vezani uz pripremu izbjegnuti ovim dizajnom

Specifična prednost crpke bez punjenja može se mjeriti kvarovima koje sprječava u konvencionalnoj instalaciji crpke.

Prvi je vezivanje zraka. Standardna centrifugalna pumpa čiji usisni vod sadrži zarobljeni zrak okretat će se bez pomicanja tekućine, a impeler može pregrijati mali volumen tekućine u kućištu dok ne ispari. Ako je crpka prisiljena nastaviti raditi u ovom stanju, mehanička brtva otkazuje u kratkom vremenu. Samousisne i potisne pumpe automatski odvode zrak, tako da ne dolazi do vezivanja zraka.

Drugi uobičajeni kvar je gubitak punjenja kroz donji ventil koji curi. Svaki put kada se standardna pumpa zaustavi, nožni ventil mora zadržati stupac tekućine u usisnoj cijevi. Pijesak, kamenac i krhotine sprječavaju postavljanje ventila; tekućina se vraća natrag, a sljedeće pokretanje zahtijeva ponovno punjenje. Samousisne pumpe jednostavno se same pune i nastavljaju raditi.

Treće je oštećenje brtve vratila uslijed rada na suho. U standardnoj crpki, suho pokretanje brzo pregrijava površine brtve, stvarajući izobličenje i curenje. Budući da WFB crpka bez brtve nema mehaničku brtvu, ona u potpunosti uklanja ovaj način kvara.

Često postavljana pitanja

Donošenje konačne odluke

Odabir crpke koja ne zahtijeva punjenje počinje definiranjem uvjeta usisavanja. Ako je razina vode ispod pumpe i unutar 6 do 8 metara, samousisna centrifugalna pumpa je najjednostavnije rješenje, posebno kada tekućina sadrži krutine i instalacija je iznad zemlje. Ako je tekućina viskozna ili je potrebno točno mjerenje, odaberite pumpu s pozitivnim pomakom. Ako se crpka može uroniti, potopna pumpa u potpunosti uklanja glavno pitanje. Za duboke jame gdje motor mora ostati dostupan, vertikalna pumpa s dugom osovinom je dokazana opcija.

Tvornica pumpi s dva kotača proizvodi WFB samousisne pumpe bez brtve, GJB i GZB visokoučinkovite samousisne pumpe, SCY i SLC vertikalne pumpe s dugom osovinom i WQ potopljene kanalizacijske pumpe, koje se sve pokreću bez punjenja kada su instalirane u skladu s radnim zahtjevima. Pošaljite svoj protok, visinu, usisnu visinu i svojstva tekućine našem inženjerskom timu i oni će uskladiti dizajn bez temeljnog premaza s uvjetima na vašem gradilištu.