základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

píst plunžr membrána vlnovec
3 Hydromechanické operace
Obr. 3.13. Objemová čerpadla s periodickým pohybem
Uspořádání s pístem je pro pochopení objemového čerpání nejjednodušší. Přesto dnes je
nasávání a vytlačování tekutiny dosahováno jinými nástroji: plunžr je posuvný válec, zasunující se do
pracovního prostoru – jeho výhodou je snazší výroba, než vyžaduje vnitřní obrobení pístového válce, a
pohodlnější těsnění. Zvětšovat a zmenšovat prostor je také možno bez těsnění pokud použijeme
pružných stěn; klasickým případem jsou měchy kovářského fukaru nebo tahací harmonika. Soudobým
řešením pružných stěn v technické praxi jsou membrány a vlnovce z kovu nebo z pryže a plastů.
Hermetické oddělení pracovního prostoru membránového čerpadla od vnějšího prostoru bez použití
těsnění je výhodné tam, kde se pracuje s nepříjemnými tekutinami (jedovaté, výbušné apod.).
Jako objemové čerpadlo s pružnými stěnami pracuje také srdce, kde spolupracují střídavě stlačované
komory a jako ventily slouží chlopně.
Malé membránové čerpadlo s jednoduchou pryžovou membránou, stlačovanou elektromagnetem,
určené pro čerpání vzduchu pod hladinu vody, znají akvaristé.
Jednou z nevýhod objemových čerpadel je skutečnost, že čerpané
medium se pohybuje v jednotlivých pulsech. U plynů se to dá
vyrovnat zařazením zásobníku plynu, ve kterém se pulsy vyrovnají. U
kapalin můžeme zařadit tzv. vzdušník (větrník), což je nádoba se
vzduchovým polštářem, který se při prudkém přítoku kapaliny stlačí a
udrží v průběhu cyklu rovnoměrnější tlak na výstupu z čerpadla.
Podobný zásobník se umísťuje i na domácích vodárnách, i když tam
bývá zpravidla čerpadlo odstředivé. V tomto případě je totiž
vytvořený tlak vzduchu schopen vytlačit určité množství kapaliny do
potrubí, takže při každém odběru malého objemu vody se nemusí
spustit pohon čerpadla, jehož spínání a vypínání je řízeno nastavením
hodnot minimálního a maximálního tlaku v zásobníku.
Vytlačování tekutiny z pružné trubice, jak to známe třeba u zubní
pasty, se dá použít k čerpání zejména když postupně ve vlnách
stlačujeme a uvolňujeme v řadě umístěné tlačky. Natéká-li za stlačený
úsek díky pružnosti trubice nová kapalina, pak probíhá něco
podobného jako se děje peristaltickými pohyby ve střevech.
Peristaltická čerpadla, ve kterých pružnou trubici například
přejíždějí přitlačované válečky (Obr. 3.14.), hodí se i pro dopravu
hrubozrnných suspenzí.
I další uspořádání, ve kterých je více pohyblivých částí, oddělují trvale
sací a výtlačný prostor. Zubové čerpadlo(Obr. 3.15.) stěhuje
tekutinu v prostorech mezi ozubením. V prostoru, kde do sebe
zuby zapadají při otáčení na jedné straně kapalina mezi zuby
natéká, na druhé straně je vytlačována. Taková čerpadla se nedají
použít pro čerpání kapalin, obsahujících hrubé pevné částice neboť
by mohlo dojít k zadření pohyblivých součástí. Výhodné jsou
naopak pro čerpání olejů nebo tavenin polymerů. Na rozdíl od
klasického pístového čerpadla zde nejsou žádné ventily, stojící
zubové čerpadlo nepropustí kapalinu ani jedním směrem a změnou
smyslu otáčení zde změníme směr proudění.
Podobně pracují i čerpadla se zasouvacím nebo ohebným
ozubením
37
Obr. 3.14. Peristaltické
čerpadlo
Obr.3.15. Zubové čerpadlo
Obr. 3.16. Rotory šroubového čerpadla