Baza centrifugalne pumpe ‖ Rotor
Geometrija impelera
Važno je razumjeti strukturu profila tipičnog centrifugalnog rotora. Središte rotora naziva se usisni otvor rotora (oko). Iz središta se pružaju lopatice impelera. Lopatice rotora su zakrivljene (obično savijene unazad), hvataju i pomiču tekućinu dok se rotor rotira. Veliki kružni dio iza lopatice je glavčina impelera. Glavčina pruža potporu za lopatice dok povezuje sve lopatice sa sklopom impelera. Vanjski promjer glavčine je mjesto gdje se nalazi poklopac rotora. Poluotvoreni rotor ima poklopac koji pokriva vrh lopatice rotora. Zatvoreni dizajn znači impeler s pokrovnom pločom koja pokriva vrh i dno lopatice rotora. Alternativno, impeler možda nema pokrovnu ploču, a ovaj tip se naziva otvoreni rotor.
Impeleri se mogu razlikovati u dizajnu, ali neki osnovni principi ostaju isti u svim impelerima. Vanjski promjer lopatice određuje tlak koji pumpa može proizvesti. Manji vanjski promjer proizvest će niži tlak od sličnog rotora s većim promjerom. Visina lopatica impelera određuje brzinu protoka koju proizvodi crpka. Niža lopatica rotora proizvodit će manji protok od rotora s višom lopaticom. Ove geometrijske značajke rotora čine pozadinu dizajna stila rotora.
Fizička karakterizacija impelera
Rotor je poveznica između ulazne snage (pogonski stroj) i izlazne snage (kretanje tekućine) crpke. Na početku procesa pumpanja, pogonski stroj rotira impeler kroz osovinu. Kako se impeler okreće, voda se gura prema van iz središta duž ruba lopatice, a tlak se povećava. Visokotlačna voda ispušta se s kraja lopatice u spiralu (ili vodeću lopaticu -) pumpe. Uzduž puta spirale/vodilice, voda se ispušta brzinom protoka i tlakom određenim geometrijom rotora. Voda se ubrzava duž lopatice rotora, stvarajući nizak tlak na ulazu rotora. Atmosferski tlak je veći od niskog tlaka usisnog otvora rotora, koji djeluje silom na površinu pumpane tekućine, tako da tekućina nastavlja teći do usisnog otvora rotora.
Solidan tretman
Mnoge primjene zahtijevaju pumpanje tekućina koje sadrže krutine. To je uobičajeno za potopne crpke, koje su smještene niže u spremniku koji se koristi za prikupljanje otjecanja i otpada. Jedna vrsta impelera poznata po svojim sposobnostima čvrstog rukovanja su kanalna rotora. Kanalizirani rotor omogućuje učinkovit prolaz krutih tvari između lopatica rotora. Ovaj dizajn rotora obično se koristi u aplikacijama za pročišćavanje kanalizacije i otpadnih voda.
Drugi uobičajeni rotor za čvrsto rukovanje je vrtložni rotor, također poznat kao rotor s udubljenjem. Rotor se nalazi u spirali, tvoreći veliki otvoreni prostor između rotora i usisnog otvora. Za razliku od drugih impelera, koji se oslanjaju na lopatice za potiskivanje vode, ovaj rotor stvara vrtloge u otvorenim prostorima spirale. Vrtlog koji nastaje brzom rotacijom rotora omogućuje kretanje tekućine i krutih tvari uz minimalan kontakt s rotorom. Nema kontakta između pumpne tekućine i rotora, što je vrlo korisno za primjene koje sadrže abrazivne ili velike čestice krutih tvari.
Pumpa za rezanje i usitnjavanje
Za primjene koje su sklone začepljenju, postoji niz impelera dizajniranih za rukovanje ovim problematičnim krutim tvarima. pumpa za rezanje (pumpa za rezanje) je takav dizajn. Rotor pumpe za rezanje ima oštar prednji rub i obično je izrađen od tvrdog materijala kao što je volfram karbid. Ovaj oštar rub dizajniran je s uskim razmakom između odgovarajuće usisne ploče s oštrim nazubljenim rubom. Kada impeler pokupi krutinu, dio krutine biva zahvaćen fiksnim nazubljenim rubom na usisnoj ploči, dopuštajući rotirajućem rotoru za rezanje da reže krutinu. Rezanje pumpe smanjuje začepljenja uzrokovana raznim krutinama i ostacima kao što su krpe, maramice koje se "ispiraju" pa čak i odjeća, čime se smanjuje vrijeme zastoja pumpe. Te izrezane krutine mogu se filtrirati nizvodno od pumpe.
Još jedan dizajn impelera za aplikacije začepljenja je pumpa sjeckalice. Mehanička struktura pumpe za usitnjavanje slična je onoj pumpe za rezanje. Čvrsti materijal rastrgan je između oštrog vodećeg ruba impelera i oštrog nepomičnog ruba usisnog ulaza.
Za razliku od pumpe za rezanje koja koristi nazubljeni rub na usisnoj ploči, pumpa za sjeckanje ima mehanizam noža za rezanje montiran na vanjskoj strani usisnog otvora impelera. Između lopatice i usisnog otvora rotora te između lopatice i usisne ploče održavaju se bliska odstupanja. Ove uske tolerancije omogućuju rezanje cijele oštrice, sprječavajući začepljenje cijele spirale.
Primjena pod visokim pritiskom
Neke primjene zahtijevaju veće pritiske, kao što je pumpanje na velike nadmorske visine ili gdje dizajn sustava zahtijeva cijevi malog promjera. Da bi se postigao ovaj visoki tlak, dizajn impelera može se promijeniti na nekoliko načina. Jedan od načina povećanja tlaka je povećanje vanjskog promjera impelera.
Drugi način povećanja tlaka je ugradnja pokrovnih ploča iznad i ispod lopatica impelera. Područje između lopatica zatvorenog rotora smanjuje recirkulaciju protoka (unutarnji povratni tok -) za učinkovitiji izlaz visokog tlaka. Iako zatvoreni rotor može učinkovito povećati tlak, on ograničava sposobnost rotora da se nosi s krutim tvarima.
Visokotlačne pumpe obično su opremljene filtrima za sprječavanje začepljenja zatvorenog rotora. Međutim, ako je prisutan veliki broj krutih tvari, pumpa za mljevenje može biti prikladnija za ovu primjenu. S vanjske strane ulaza pumpe za mljevenje nalazi se oštrica za mljevenje. Kada se ova oštra oštrica okreće, drobi krutinu u fine komadiće koji teku kroz usisni filtar u pumpu. Samljevene krute tvari se zatim šalju iz pumpe, obično kroz impeler visokog podizanja. U područjima s neravnim terenom, crpke za mljevenje često se koriste u sakupljanju gradske kanalizacije. Ova se područja oslanjaju na visokotlačne cijevi malog promjera za transport otpadnih voda. Pumpa za mljevenje ne samo da osigurava potreban visoki tlak, već također smanjuje krutine, čime se smanjuje začepljenje manjih cijevi.
Materijal impelera
Odabir pravog strukturnog materijala jednako je važan kao i odabir stila impelera. Rotor može biti izrađen od različitih materijala, kao što su različiti stupnjevi lijevanog željeza, nehrđajućeg čelika, bronce i smolaste plastike. Lijevano željezo ima dobru otpornost na habanje i ekonomičnost. Međutim, lijevano željezo možda neće izdržati visoko abrazivne ili korozivne tekućine. Kako bi se spriječio preuranjeni kvar rotora zbog korozije, možda će biti potrebno koristiti rotor od nehrđajućeg čelika. Iako je nehrđajući čelik skuplji od lijevanog željeza, općenito se bolje odupire korozivnim kemikalijama.
Bronca je još jedan materijal otporan na koroziju koji se često koristi u obalnim područjima. U primjenama na moru ili procesima gdje se slana voda transportira, bronca sprječava eroziju slane vode. Neke manje pumpe mogu koristiti plastične impelere. U usporedbi s alternativama od nehrđajućeg čelika ili bronce, ovi lijevani impeleri imaju izvrsnu kemijsku otpornost i visoku otpornost na habanje te su isplativi.
Tekućina koja se pumpa kao i uvjeti sustava odredit će vrstu potrebnog rotora. Obavezno obavijestite dobavljača crpke o ovim informacijama kako biste osigurali točan izbor impelera i crpke.