Pompe centrifuge pentru sisteme de irigare

Clasificarea pompelor centrifuge

Pompele centrifuge sunt mașini hidraulice capabile să transforme energia mecanică primită de la arbore, prin motorul de acționare în energie hidraulica asigurând vehicularea unor debite la o înălțime de pompare H.

Din punct de vedere constructiv pompele centrifuge pot fi:

• cu rotor ultralent, lent, normal, rapid si ultrarapid;
• cu axul orizontal sau vertical (inclinat intilnit mai rar);
• cu unul sau mai multe rotoare inseriate, reprezentând pompe cu mai multe etaje;
• cu unul sau doua fluzuri;
• cu refulare radială sau diagonală;
• cu sau fără stator;
• cu sau fără dispozitiv special de prelucrare a forțelor axiale, etc.

Din punct de vedere al fluidului vehiculat in pompele centrifuge avem pentru:

• lichide reci sau calde;
• lichide curate;
• lichide conținând mai multe suspensii (lichide incarcate);
• lichide corozive.

Construcția pompelor centrifuge

O pompă centrifuga este compusă din: o carcasa, organe directoare, rotor cu arbore, lagare și presgarnituri, dispositive de echilibrare axială.

a) Carcasa

Carcasa pompei poate avea o formă spiralată sau cilindrică. Carcasele de tip spirale se folosesc la pompele cu un singur etaj, iar cele cilindrice la pompele cu mai multe etaje. După modul de intrare, carcasa poate fi simplă, când lichidul intră numai pe o parte, si dublă, când lichidul intră pe doua parți. Carcasele se execută, în general, prin turnare din materiale corespunzătoare regimului lor de funcționare, și naturii lichidului pompat. În cazul lichidelor necorosive pentru pompele de presiune joasă și medie, din otel turnat.

În cazul substanțelor corosive, carcasele se execută din materiale speciale sau din materiale obișnuite, care se captușesc cu cămăși din materiale speciale. Pentru acid sulfuric rece concentrate se folosesc fonta și oțelul inoxidabil. Carcase efecutate din oțel inoxidabil: pentru acidul sulfuric în fierbere se foloseste un oțel aliat, iar pentru acidul sulfuric 50% - plumbul sau un oțel inoxidabil. Carcase executate din oțel inoxidabil se mai folosesc pentru acizii naftenici; pentru tetraetil de plumb, se folosește la executarea carcaselor, fonta, iar pentru ulei petrol lampant, benzină și motorină - otelul. Pentru saramura se pot folosi carcase din oțel, oțel inoxidabil sau bronz, în funcție de concentrație. Din aceste materiale se executa toate oragenele pompei udate de lichid.

Carcasa spirală - Secțiunea cuprinsă între periferia rotorului și carcasa se marește progresiv spre gura de refulare, deorece firele de lichid care ies din rotot se adună în curent, ca afluenții unui râu de la izvor spre gura de vărsare. Carcasa se termină spre gura de refulare ca un record conic, numit difuzor. În difuzor are loc transformarea energiei cinetice în energie potențială. Carcasa spirala poate fi secționată fie după un plan median perpendicular pe ax, fie după un plan orizontal, pe care trece prin ax. La pompele normale, caracasa nu este secționata.

Carcasa cilindrică - Se folosește la pompele cu mai multe etaje, dar și în acest caz de cele mai multe ori ea se termină la ultimul etaj cu o parte spirală, care poarta difuzorul de refulare.

b) Organele directoare

Organele unei pompe centrifuge au scopul să dea o direcție convenabila curentului de lichid, la intrarea și ieșirea din rotor și la trecerea de la un etaj la altul, în cazul pompelor multietajate. Organele directoare sau de conducere sunt imobile, ca și carcasa. Curentul de lichid trebuie astfel condus, încât pierderile hidraulice în pompă sa fie minime și, deci, randamentul sa fie maxim.

c) Rotorul

Rotorul este una dintre piesele mobile ale pompei centrifuge. Lichidul intră în rotor pe la centru, în direcție axiala și iese pe la periferie, într-o direcție cuprinsă între raza și tangentă. Lichidul este dirijat în aceată mișcare de paletele rotorului, care formează împreună cu pereții laterali ai acestuia o serie de celule. Paletele rotorului oferă totodata lichidului o mișcare de rotație, transmițându-i astfel energia primită de la motor, prin intermediul arborelu. După felul în care intra lichidul in rotor, se deosebesc: - rotor cu aspirație simpla, la care lichidul intra numai dintr-o parte - rotor cu aspirație dublă, la care lichidul intră din ambele părți; acest tip de rotor se foloseste la pompele cu debit mare.
Uneori, rotorul este de construcție deschisă, fără capac, alteori, rotorul este lipsit de ambii pereți laterali, fiind constituit numai din palete. Aceste două tipuri de rotoare au un randament volumetric redus. Ele se folosesc la pompele pentru lichide murdare.

d) Arborele și lagarele

Arborele sau axul este organul care transmite puterea de la motor la rotorul pompei. Arborele se sprijină pe carcasa pompei în două lagare, așezate ambele de aceeași parte a rotorului sau unul de o parte și altul de cealaltă parte. Pe un capăt al arborelui este fixat prin pană un cuplaj, în cazul antrenării directe prin motor coaxial, sau o roată de curea în cazul antrenării prin transmisie. Lagarele, în care se rotește arborele, pot fi lagare de alunecare se poate executa cu inel sau prin presiune.

Pompele pot avea:
- ambele lagare în carcasă sau în capacele acesteia;
- un lagar în carcasă și altul exterior;
- ambele lagare exterioare;

e) Presgarniturile

Presgarniturile pompelor centrifuge au scopul să izoleze interiorul pompei de presiune atmosferică. Se deosebesc presgarnituri de aspirație și de refulare, după partea arborelui în care sunt montate.

Presgarnitura de la aspiratie trebuie sa îmipiedice intrarea aerului din exterior în pompă. Acest lucru este de o mare importanță, deoarece intrarea aerului în pompă are ca urmare inrăutățirea funcționării și chiar scoaterea din funcțiune a acesteia.

Presgarnitura de la refulare trebuie să îmipiedice ieșirea lichidului din pompă pe langa ax. În cazul lichidelor corosive, pompele se executa fără presgartituri. Presgarnitura este înlocuită printr-o bucsă specială, montată pe arbore.

f) Dispozitivele de echilibrare axială 

Se știe că la gura de aspirație a unui rotor există o depresiune și că pe restul suprafeței lui apasă presiunea de refulare din pompa. Diferența de presiune dintre cele doua fețe ale rotorului, din dreptul gurii de aspirație, duce la apariția unei forțe, care îmipinge axial rotorul spre gura de aspirație. Această îmipingere, care nu este neglijabilă, nu poate fi preluată de lagarele obisnuite de alunecare sau pe rulmenți, din care cauză pompele sunt prevazute cu dispozitive speciale care îndeplinesc acest scop. Echilibrarea îmipingerii axiale se poate obține pe trei căi:

- prin egalarea presiunilor pe cele doua fețe ale rotorului și deci prin anularea forței de îmipingere
- prin crearea unei forțe antagoniste, egală cu forța de îmipingere
- prin dispunerea de rotoare simetrice, care să dea fortă de îmipingere egală si de sens contrar.