Główne elementy konstrukcyjne pompy tłokowej

Kadłub typowych pomp tłokowych przeznaczonych do wody i innych cieczy nieagresywnych jest odlewem żeliwnym, przy wyższych ciśnieniach staliwnym. Do cieczy agresywnych stosuje się żeliwa stopowe krzemowe, stopy metali nieżelaznych albo wykładziny z odpowiednich materiałów (porcelana, kamionka, tworzywa sztuczne itp.). Z takich samych materiałów są też wykonywane powietrzniki. Elementy te muszą być bezwzględnie szczelne

Tłoki pomp mogą być tarczowe, zaworowe, nurnikowe i przeponowe Tłoki tarczowe jedno- lub dwuściankowe stosuje się do cieczy czystych przy niewielkich ciśnieniach. Uszczelnienie tłoków stanowią pierścienie wykonane ze skóry lub pierścienie rozprężne żeliwne. brązowe itp. Same tłoki są wykonywane jako odlewy żeliwne lub z innych metali odpornych na pompowaną ciecz. Tłoki zaworowe mają wbudowane zawory tłoczne i w związku z tym mają nieco inne kształty. Najczęściej stosowane, szczególnie do większych ciśnień, są obecnie tłoki nurnikowe. Do cieczy zanieczyszczonych lub łatwopalnych, ale przy niskich ciśnieniach, stosuje się tłoki przeponowe. których ruch okresowy powoduje zmianę pojemności kadłuba, wymuszającą proces zasysania i tłoczenia. Zaletą tej konstrukcji jest prostota i szczelność.


Nurniki i ich połaczenia z tłoczyskiem

Dławnice mają za zadanie uszczelnianie tłoczyska lub nurnika pompy dla uniemożliwienia zasysania powietrza lub wypływu pompowanej cieczy Dławnica stanowi komorę wypełnioną szczeliwem dociskanym przez dławik Do niskich ciśnień i temperatur stosuje się szczeliwo miękkie - sznur bawełniany, konopny, nasycony łojem, pierścienie skórzane, gumowe, itp. Do wyższych ciśnień i podwyższonych temperatur są stosowane pierścienie z tworzyw sztucznych oraz szczeliwa metalowe.

Zawory nalezą do najważniejszych elementów pompy tłokowej. Ich zadaniem jest oddzielenie części ssawnej od części tłocznej oraz - dzięki okresowemu zamykaniu i otwieraniu - uniemożliwienie przepływu cieczy ze strony tłocznej na ssawną. W związku z tym zawory powinny się otwierać i zamykać szybko i szczelnie, stwarzać możliwie małe opory przepływu i być łatwo wymienialne. W pompach stosuje się głównie zawory samoczynne, otwierające i zamykające się pod wpływem różnicy ciśnień. Większe zawory są dodatkowo dociskane sprężyną. W zależności od wydajności pompy, rodzaju cieczy i wzrostu ciśnienia stosuje się zwykle zawory talerzowe, kulowe, pierścieniowe(jedno - i wieloszczelinowe), grupowe, piętrowe oraz klapowe.


Zawory pomp tłokowych

Przykłady konstrukcji pomp wyporowych

W pompie tłokowej poziomej dwucylindrowej, obustronnego działania. powietrznik tłoczny jest ukształtowany bezpośrednio pod zaworem tłocznym, tworząc zwartą konstrukcję z kadłubem pompy. Wydajność tej pompy Q =35-100 m3/h, wysokość podnoszeń Hu = 20 m przy prędkości obrotowej wału wykorbionego n=80 obr/min. Pompa jest napędzana silnikiem elektrycznym pośrednictwem przekładni pasowej oraz zębatej.


Pompa tłokowa dwucylindrowa dwustronnego działania

Głównymi wadami pomp tłokowych w opisanym wykonaniu jest ich wolnobieżność i związany z tym niekorzystny stosunek wydajności do wymiarów pomp oraz duży ciężar i związany z tym koszt pompy. Z tych względów tłokowe zostały w znacznej mierze wyparte przez pompy wirowe. Jednak pozostały nadal niezastąpione w szczególnych zakresach parametrów pracy i w szczególnych zastosowaniach (np. w prasach hydraulicznych). Przy zapotrzebowaniu cieczy o dużym ciśnieniu oraz niewielkiej wydajności stosuje się prawie wyłącznie pompy nurnikowe.


Pompa nurnikowa trzycylindrowa jednostronnego działania, wysokociśnieniowa

Niezmienność objętości skokowej pompy tłokowej została wykorzysta w pompach dozujących, stosowanych do przetłaczania niewielkiej wydajności, ale w bardzo dokładnie odmierzonych porcjach, np. w przemyśle chemicznym czy spożywczym. W coraz szerszym zakresie są stosowane pompy wielotłoczkowe. Są to wielocylindrowe pompy nurnikowe o małych rozmiarach cylindrów i zmiennym skoku nurników, umożliwiającym regulację wydajności w szerokim zakresie Pompy te są stosowane w napędach hydraulicznych, układach sterowania hydraulicznego, układach paliwowych i innych. Istnieją liczne rozwiązania konstrukcyjne pomp wielotłoczkowych, różniące się sposobem napędu tłoczków i rozrządem pompowanej cieczy Pompa wielotłoczkowe o osiowym układzie tłoczków z przechylną tarczą. Tarcza przechylna 6. Cylindry (w liczbie 5- 18) są tu wykonane jako otwory w wirującym bloku cylindrów 2, połączonym wałem napędowym 7 za pośrednictwem przegubu Cardana 5. W otworach tych są umieszczone tłoczki 3, połączone korbowodami 4 z wirującą tarczą przechylną 6. Przy ruchu obrotowym bloku cylindrów tłoczki wykonują w nim ruchy postępowo-zwrotne, o długości ,skoku zależnej od regulowanego kąta pochylenia tarczy 6. Ruch tłoczków powoduje zasysanie cieczy z otworu ssawnego i wytłaczanie jej do otworu tłocznego płyty rozdzielczej 8. Zmiana kąta na przeciwny powoduje zmianę kierunku przepływu pompowanej cieczy. Należy podkreślić, że pompy wielotłoczkowe można stosować tylko do cieczy o dobrych własnościach smarnych.


pompa wielotłoczkowa osiowa z przechylną tarczą

Pompy skrzydełkowe

W cylindrycznym kadłubie jest umieszczony poruszający się ruchem wahadłowym tłok skrzydełkowy(skrzydełko). Skrzydełko jest napędzane przeważnie ręcznie. W przegrodzie oddzielającej komorę ssawną od komór roboczych / i // są umieszczone zawory ssawne Zs1 i Zs2. W skrzydełku znajdują się klapowe zawory tłoczne Zt1 i Zt2. Wahadłowy ruch dźwigni zwiększa lub zmniejsza przestrzenie / i //. Pompy skrzydełkowe znajdują powszechne zastosowanie do ręcznego pompowania np. olejów, benzyny, w gospodarstwie domowym itp. Pompy zębate mają szereg zastosowań, między innymi w instalacjach smarowania pod ciśnieniem. Typowy przykład pompy zębatej o zazębieniu zewnętrznym i zębach prostych: Dwa koła zębate pozostające w głębokim zazębieniu są dopasowane szczelnie do kadłuba. Ruch obrotowy kół powoduje przemieszczanie się cieczy w przestrzeniach miedzyzębnych z obszaru ssawnego do tłocznego. Warunkiem działania pomp wyporowych wszystkich typów jest odpowiednio szczelne oddzielenie obszaru ssawnego od tłocznego za pomocą ruchomego organu.


Pompa skrzydełkowa i zębata

W przypadku unieruchomienia organu przepływ cieczy przez pompę jest niemożliwy. Wydajność pompy jest określona wymiarami organu roboczego oraz liczba cykli pracy w jednostce czasu. Ciśnienie tłoczenia pompy jest zależne od przeciwciśnienia panującego po stronie wylotowej pompy i jest ograniczone jedynie mocą silnika napędowego i wytrzymałością elementów pompy. Wydajność i ciśnienie tłoczenia są odsieb9ie niezależne (pomijając straty nieszczelności) wszystkie te cechy wyróżniają pompy wyporowe od pomp wirnikowych.