Konštrukcia vratného piestu alebo piestového čerpadla
Presný technický názov piestového čerpadla je v skutočnosti „piestové čerpadlo s vratným pohybom“. Konštrukcia je o niečo zložitejšia ako zubové čerpadlo (funkcia), ale toto čerpadlo sa tiež v zásade skladá z niekoľkých komponentov:
- puzdro s piestovým puzdrom, vstupom a výstupom
- Sací ventil
- výstupný ventil
- Piestový piest
Ako funguje piestové čerpadlo
Pohľad zhora na piestové čerpadlo s vratným pohybom sa najlepšie vysvetlí, keď je puzdro v tvare písmena T. Na dlhej strane sa piest pohybuje dovnútra hore a dole. Na hornej úvrati (TDC) je časť krytu s kvapalinou alebo plynom, ktorý sa má dopravovať.
Na jednej strane (v prípade tvaru T), napríklad na ľavej strane, je nasávací ventil. Na druhej pravej strane výfukový ventil. Ak sa piest teraz presunie do spodnej úvrati, to znamená od nádoby s kvapalinou (a tým ju zväčší), vytvorí sa podtlak.
Striedajte negatívny a pozitívny tlak
Vstupný ventil je navrhnutý tak, aby sa otvoril pri podtlaku, zatiaľ čo výstupný ventil je podtlakom uzavretý. Kvapalina alebo plyn, ktorý sa má čerpať, je teraz nasávaný týmto podtlakom. Po dosiahnutí dolného mŕtveho bodu (BDC) sa piest teraz pohybuje späť do horného mŕtveho bodu. Piest v podstate tlačí kvapalinu alebo plyn k sebe a pri tom ich stláča.
Typické aplikácie pre piestové čerpadlá
Takto sa v priestore kvapaliny vytvorí pretlak. Tento pretlak uzatvára vstupný ventil a otvára výstupný ventil; kvapalina alebo plyn sa teraz dopravuje. Čerpané látky je možné tiež stlačiť, v závislosti od konštrukcie čerpadla a látky. Aplikácie piestového čerpadla sú všestranné:
- Rukoväťové čerpadlo (čerpadlo podzemnej vody pri záhradnej fontáne)
- Dávkovacie pumpy (ako na dávkovači mydla alebo sprchového gélu)
- Čerpadlá na bicykle
- iné vzduchové pumpy
- Vodné pumpy
- rôzne olejové čerpadlá (manuálne, hydraulicky a elektricky poháňané), napríklad na odčerpávanie vykurovacieho oleja
Najmä v posledných storočiach industrializácie až do konca 20. storočia sa často používali vratné čerpadlá. Ale kvôli lepším výtlačným vlastnostiam muselo piestové čerpadlo ustúpiť odstredivému čerpadlu (funkcia).
Piestové čerpadlá sa používajú už viac ako 2 000 rokov
Napriek tomu je piestové čerpadlo jedným z najúspešnejších čerpadiel v histórii. Aj Rimania vedeli, ako použiť vratné čerpadlo pre svoje zavlažovacie systémy. Čerpadlá používal aj islamský svet, ktorý v stredoveku kultúrne ašpiroval.
Už vtedy bol problém s pulzujúcou výrobou
Už vtedy bola hlavná nevýhoda piestového čerpadla do veľkej miery neutralizovaná vylepšeniami. Vďaka princípu práce (kompresia počas zdvihu piestu na TDC, vytváranie podtlaku alebo sanie počas zdvihu do dolnej úvrati) dochádza k pulzácii prietoku, takže čerpaná kvapalina je čerpaná pulzujúcim spôsobom.
Rimania a islamskí užívatelia problém vyriešili prepnutím niekoľkých čerpadiel s posunutými zdvihmi piestov za sebou prostredníctvom vačkových hriadeľov. Dnes sa na tento účel používajú aj kvapalné alebo plynové pufre.
Upravená funkčnosť a štruktúra vratných čerpadiel
Piestové čerpadlo nemusí nutne pozostávať z pevného piestu. Membrána tiež spĺňa princíp zdvihu piestu, pričom membrána by mohla byť tiež poháňaná prostredníctvom vratného piestu, ktorý je za ním. K dispozícii sú tiež čerpadlá s dvoma vratnými piestami, ktoré vykonávajú svoje pracovné kroky striedavo. Tieto dvojpiestové čerpadlá sa nazývajú radové čerpadlá.
tipy a triky
Mnoho piestových čerpadiel sa opravuje pomerne ľahko, ak sú k dispozícii náhradné diely. Väčšinou sa jedná o netesné výfukové a sacie ventily alebo o utesnenie vratného piestu, za ktorým nasleduje mechanický lineárny pohon.
Niektoré piestové čerpadlá, ako napríklad ručne ovládané pákové čerpadlo, vyžadujú pomoc. S týmto čerpadlom je iba jeden vstupný ventil, výstup sa uskutoční, akonáhle je (stojaca) skrinka plná vody. Podľa tohto otvoreného princípu je ťažké vytvárať podtlak v kryte, a preto je kryt najskôr naplnený vodou. Teraz je podtlak utesnený a zaistený vodou, ktorá stojí hore, čerpadlo môže dodávať efektívne.
