Išcentriniai pramoniniai siurbliai. Konstrukcija ir galimybės

Siūlome susipažinti su pramonei skirtais išcentriniais siurbliais, jų panaudojimo galimybėmis, konstrukcijos, gamybos ir veikimo ypatumais.

Kam skirti išcentriniai siurbliai

Išcentrinių siurblių pritaikymo galimybės yra gana plačios. Gaminama daug skirtingų modelių, pasižyminčių skirtingomis modifikacijomis, tad išcentriniai siurbliai yra pritaikyti įvairių skysčių perpumpavimui. Tinkamai parinkti jie yra itin efektyvūs. Šios kategorijos siurbliai naudojami įvairios temperatūros vandens ir kitų skaidrių, neklampių skysčių pumpavimui. Taip pat gali būti naudojami ir dirbant su agresyviomis cheminėmis terpėmis, užterštu vandeniu, nuotekų sistemoms. 

Išcentrinių siurblių konstrukcija yra nesudėtinga, bet itin tvirta, patvari, tad šių įrenginių nereikia dažnai aptarnauti. Tačiau montuojant šios kategorijos siurblius svarbu rinktis vietą, kurioje nejuntamas tiesioginis atmosferos poveikis. Išcentriniai siurbliai naudojami ir buityje, ir įvairiose pramonės šakose nuo energetikos iki žemės ūkio.

Iš ko gaminami siurbliai ir kokie jų konstrukcijos ypatumai

• Korpusas. Standartinių vandens siurblių korpusų gamybai naudojamas ketus, tačiau atsižvelgiama į tai, koks numatomas darbinis slėgis. Jei jis viršija 40-50 atmosferų, korpuso gamybai naudojamas plienas. Labai svarbu, kad vidiniai siurblio paviršiai būtų kuo lygesni. Jei paviršiai šiurkštūs, naudingumo koeficientas gerokai mažesnis lyginant su siurbliais su lygiais vidiniais paviršiais. Vandens siurbliuose naudojami monolitiniai, vientisi ir iš atskirų sekcijų sudaryti korpusai, kurie tarpusavyje  tvirtinami varžtais.
• Darbo ratas. Išcentrinių siurblių darbo ratų gamybai dažniausiai naudojamas specialus plastikas, nerūdijantis plienas, lietas ketus ir bronza. Kartais pasitaiko ir švininių, kaučiukinių, keramikinių ir iš bonito pagamintų darbo ratų, bet šios medžiagos naudojamos išskirtiniais atvejais. Darbo ratas yra pagrindinė siurblio darbinė dalis. Rato konstrukcija ir gamybos būdas lemia siurblio naudingumo koeficientą ir kavitacinį atsparumą. Skiriasi ir kitos savybės, pavyzdžiui greitis. Iš ketaus pagaminti darbo ratai gali suktis iki 40-50 m/s greičiu, o bronziniai beveik dvigubai greitesni ir gali pasiekti 80 m/s greitį. Darbo rato greitį lemia medžiagos tvirtumas, patvarumas. Kuo ji tvirtesnė, tuo greičiau sukasi ratas.
  Pagal savo konstrukciją darbo ratai skirstomi į pusiau atvirą, atvirą ir uždarą tipą.
  Jei pumpuojama terpė yra klampi, užteršta priemaišomis, skysčio spaudimas nedidelis, dažniausiai naudojami atviri darbo ratai.
  Mentelės gali būti cilindro formos arba erdvinės su išgaubtomis dvejomis plokštumomis.  Jei reikalingas aukštas spaudimas rekomenduojama rinktis siurblį su uždaru darbo ratu/ais. Uždari ratai daugeliu atvejų gaminant išliejami drauge su diskais, kurie juos dengia ir tarp jų esančiomis mentelėmis. Kartais jie sutvirtinami kniedėmis arba suvirinami taškiniu būdu. Suvirintų darbo ratų skersmuo įprastai būna mažas.
  Dideliems siurbliams naudojamos iš štampuoto plieno pagamintos mentys su ketiniu apvalkalu. Kartais darbo ratai montuojami ant sriegio, bet dažniausiai ant veleno (tvirtinami pleištais).
• Velenas. Vandens siurblių velenų gamybai naudojamas nerūdijantis plienas, legiruotas plienas, maišytas su chromu, nikeliu ir vanadžiu. Taip pat velenai turi apsauginius sluoksnius. Ši papildoma danga saugo gaminius nuo skysčių poveikio ir per ankstyvo susidėvėjimo. Pasitaiko atvejų, kai velenų gamybai naudojamos specialios plieno rūšys. Gamintojai apskaičiuoja kritinį veleno apsisukimų skaičių. Labai svarbu yra subalansuoti veleno ir ant jo tvirtinamų elementų veiklą, nes net maži netikslumai gali deformuoti veleną dėl atsiradusios papildomos vibracijos.
• Sandarinimas. Labai svarbu, kad erdvė tarp korpuso ir veleno būtų sandari. Išorinis sandarinimas stabdo oro patekimą į siurblį, o vidinis sandarinimas užtikrina, kad siurblys nepraleistų skysčių į išorę. Įsiurbimo pusėję sandarinama vandens barjeru, kurį sudaro žiedas. Į žiedą vanduo tiekiamas iš siurblio, taip stabdant oro patekimą į siurblį. Dirbant su itin karštais skysčiais, naudojami sandarinimai su aušinimo kontūrais.
• Guoliai. Vandens siurblių guolių gamyboje dažnai naudojamas ketus, guoliai dengiami babitu, taip pat atliekamas žiedinis tepimas, kartais naudojamas tepalo aušinimo kontūras. Gana dažnai sutinkami ir rutuliniai bei ritininiai guoliai, naudojantys skystą arba tirštą tepalą.

Kaip veikia išcentriniai pramoniniai siurbliai

Prie veleno pritvirtintas siurbliaratis laisvai sukasi korpuse, kuris yra spiralės formos – tai svarbiausias elementas, užtikrinantis sklandų išcentrinių siurblių veikimą. Siurbliaračio diskus jungia nedidelės lenktos formos mentės. Jų ir diskų vidinis paviršius suformuoja siurbliaraščio kanalus. Kai siurblys veikia, šiuos kanalus užpildo pumpuojama terpė.

Kai siurbliaratis sukasi, atsiranda išcentrinė jėga, kuri padeda užtikrinti nuolatinį, tolygų įsiurbimą ir slėgį. Į siurblį patekusį skystį sukdamasis siurbliaratis nukreipia į slėgimo linijos vamzdį. Kai pumpuojamas skystis pasišalina iš siurbliaračio, jo tėkmė sulėtėja, o kinetinė energija pasikeičia į slėgio potencinę energiją. Ji padeda pakelti skystį į reikalingą aukštį. Skystis vakuumo, susidariusio siurbliaračio centre, dėka  siurbiamas nenutrūkstamai. Iš įsiurbimo vamzdžio jis patenką į siurblio korpusą, vėliau perkeliamas į siurbliaračio kanalus. Prieš paleidžiant siurblį, būtina pripildyti jį skysčiu. Jei jo siurbimo vamzdyje ir korpuse nepakanka, tuomet susidaro per mažas vakuumas, kuris negali tinkamai pakelti skysčio. Kad skystis neištekėtų atgal, reikia sumontuoti atbulinį vožtuvą. O siekiant užtikrinti siurblio sandarumą naudojamas riebokšlis. Kai siurblys išteka iš siurblio, jis pirmiausia patenka į platėjančią spiralės formos kamerą, iš jos perkeliamas į slėgimo vamzdį.

Paviršiniai sausai statomi išcentriniai siurbliai

Paviršiniai sausai statomi išcentriniai siurbliai pagal konstrukcijos ypatumus skirstomi į keletą tipų:

• Horizontalūs monoblokiniai išcentriniai siurbliai su uždaru darbo ratu (standartinė versija). Šio tipo siurbliai naudojami pumpuoti švarų vandenį. Siurbiamo vandens pH turėtų būti tarp 6 ir 9, o temperatūra neturėtų viršyti 90°С karščio ir nenusileisti žemiau 0. Šio tipo siurblius galima naudoti ir kitiems skysčiams siurbti, jei savo fizikinės ir cheminės savybėmis jie yra panašūs į vandenį ir yra neužteršti. Kietos priemaišos negali sudaryti daugiau nei 0,1 proc. viso siurbiamo skysčio tūrio. Tarp šio tipo siurblio diskų sumontuoti į priešingą pusę nei sukasi darbo ratas išlenkti sparneliai. Išcentrinė jėga, kuri susidaro kai darbo ratas sukasi, pašalina skystį į išorę ir jis pašalinamas per išėjimo atvamzdį. Rato centre susiformuoja neigiamas slėgis, o pakraščiuose susidaro teigiamas. Tai lemia kryptingą skysčio tekėjimą iš įsiurbio atvamzdžio. Šio tipo siurbliuose darbo ratas sumontuotas prie prailgintos variklio ašies.
• Horizontalūs konsoliniai siurbliai. Didžiausias jų privalumas yra paprastas aptarnavimas. Šios konstrukcijos išcentriniai siurbliai standartiškai yra gaminami su uždaru darbo ratu. Šie siurbliai naudojami siurbti vandeniui be priemaišų (ph 6-9), o darbinė temperatūra gali siekti net iki 90 °С (neveikia su minusinių temperatūrų terpėmis). Jais galima pumpuoti ir kitus skysčius, kurie savo fizikinėmis savybėmis ir chemine sudėtimi yra artimi vandeniui. Kaip ir monoblokiniai, taip ir konsoliniai siurbliai efektyviausiai veikia, kai siurbiamas švarus skystis, leidžiamas kietųjų dalelių kiekis turėtų būti ne didesnis nei 0,1 proc viso darbinio skysčio tūrio. Pagrindinė konsolinių išcentrinių siurblių konstrukcijos darbinė dalis yra darbo ratas, kurį sudaro du diskai su sparneliais tarp jų. Tarp diskų esantys sparneliai yra lenkti priešinga kryptimi nei sukasi darbo ratas. Pumpuojamas skystis per išėjimo atvamzdį pašalinamas išcentrinės jėgos dėka, kurią besisukdamas sukelia darbo ratas. Centrinėje darbo rato dalyje susiformuoja neigiamas slėgis, o kraštinėse zonose slėgis teigiamas, dėl to skystis tikslingai išteka iš įsiurbimo atvamzdžio. Šio tipo siurbliuose variklio velenas sukimosi momentą perduoda velenui standžiomis sujungimo movomis.
• Daugiapakopiai siurbliai (vertikalūs ir horizontalūs). Šio tipo siurbliuose užtikrinamas nuolatinis skysčio perkėlimas iš vieno darbo rato į kitą. Keletas darbo ratų tvirtinami viename korpuse ant tos pačios ašies. Dažniausiai daugiapakopių siurblių korpuso konstrukciją sudaro atskiros sekcijos. Jų kiekis priklauso nuo naudojamų darbo ratų kiekio. Vienas darbo ratas montuojamas siurblio priekyje, o visi kiti turi po atskirą sekciją, taigi sekcijų skaičius lygus ratų skaičiui atimant vieną (priekinį ratą). Pakeitus sekcijų kiekį, galima reguliuoti siurblio spaudimą, o siurblio našumas nuo to nepasikeičia. 
• Dvipusio įėjimo siurbliai. Įėjimo ir išėjimo atvamzdžiai montuojami šio tipo siurblių apačioje. Tai suteikia patogumo, nes aptarnaujant siurblį išvengiama vamzdyno atjungimo ar siurblio demontavimo darbų. Taip taupomas ir laikas, ir kaštai. Patikrinti darbo ratą ir veleną galima atsukus viršutinę šių siurblių korpuso dalį. Prireikus, šiuos siurblius taip pat galima demontuoti.
• Linijiniai vienpakopiai siurbliai. Šio tipo išcentriniai siurbliai gaminami su mechaniniu veleno sandarikliu. Naudojamas trumpas velenas, o siurblys ir variklis – atskiri mazgai. Šis tipas yra gana panašus į monoblokinius ir konsolinius siurblius, bet skysčio cirkuliacija suformuojama varinėjant skystį ratu. Linijiniai vienpakopiai siurbliai dažniausiai yra naudojami šildymo ir oro kondicionavimo sistemoms.
• Savisiurbiai siurbliai. Šio tipo siurbliai gaminami su kelių tipų darbo ratais – pusiau atviru arba atviru. Jie naudojami siurbti užterštą vandenį, kuriame gali būti ir abrazyvių dalelių. Taip pat pritaikomi nuotekų sistemoms. Galimi ir keletas siurblio jungimo su varikliu būdų – tiesioginis per monoblokus arba naudojant standžias movas