Pompa volumetrica
O pompă volumetrică este un tip de pompă care folosește schimbarea de volum într-o cameră pentru a provoca aspirația sau împingerea unui fluid. Debitul este independent de prevalență și este în schimb direct proporțional cu viteza de mișcare.
Inima omului și a animalelor este o astfel de pompă.
pompele volumetrice sunt împărțite în:
- rotativ;
- alternative;
Pompele rotative volumetrice
- Șurub Arhimede : acest tip de pompă mută cantități constante de lichid cu fiecare rotație. Pentru a limita scurgerile dintre șurub și stator este utilizat pentru capete mici și debituri ridicate. Astăzi este utilizată ca pompă de deshidratare și ca mijloc de ridicare în instalațiile de purificare a apei.
- Noria : în ciuda vechimii relative a acestei pompe, noria rămâne singura până în prezent care folosește același fluid pompat ca fluid motor. De fapt, este o evoluție a roții de apă, combinând o roată de jos (de conducere) cu una modificată de sus (de funcționare).
Cu angrenaje
Aceste pompe profită de variația volumului cauzată de împletirea dinților a două roți dințate, plasate una în alta ( pompă cu angrenaj intern ) sau externă ( pompă cu angrenaj extern ). Sunt utilizate pe scară largă pentru a pompa ulei de lubrifiere în motoarele auto (cel mai adesea este o pompă cu angrenaj intern echipată cu roți dințate trohoidale , cunoscută și sub numele de pompă Gerotor), pentru a pompa ulei în circuitul hidraulic al mașinilor pentru mișcarea pământului și, în general, în toate acele aplicații în care fluidul este vâscos atâta timp cât nu dăunează pompei în sine, în funcție de alunecarea dintre părțile componente. Un caz particular al pompei cu roți dințate este pompa cu șurub (care nu trebuie confundată cu șurubul excentric ), care poate fi considerată o pompă cu roți dințate cu un singur dinte.
Puterea absorbită depinde de presiunea pe care pompa o furnizează fluidului vâscos și debitul este constant, odată ce numărul de rotații al roților și geometria dintelui au fost setate (rezultă că, odată ce viteza de rotație a pompei a fost setate, reglajele debitului destinate fiecărui utilizator al circuitului trebuie efectuate de organe separate, cum ar fi supapele care redirecționează părți ale fluxului către pompă). În funcție de direcțiile de rotație permise de roți dințate, aceste pompe pot fi utilizate și exact în sens opus, adică ca motor hidraulic .
Rotația a două roți dințate interne separate printr-o semilună (separator de debit) generează un debit constant fără pulsații, care nu provoacă stropiri în lichidul pompat. Separarea dinților generează aspirația și reintrarea lor în livrare. Pompele cicloidale sunt reversibile, adică funcționează în ambele sensuri de rotație, păstrând caracteristicile lor de funcționare nealterate.
Lobat
Pompele cu lob sunt formate dintr-o cameră în formă, în interiorul căreia doi rotori cu lob se rotesc pe axe paralele și sincron. În rotație, lobii deplasează fluidul din orificiul de aspirație în orificiul de livrare, creând astfel un flux rezonabil continuu.
Vâslește și derulează
Pompele cu palete au un rotor în interiorul căruia paletele alunecă într-o direcție radială, încărcate de arcuri care fac astfel paletele să alunece împotriva statorului ; suprafețele sunt prelucrate pentru a avea o anumită etanșare. Odată cu rotația rotorului există o serie de camere, cu volum constant sau în scădere. Fluidul este astfel transportat de la orificiul de aspirație la orificiul de livrare. Nu sunt necesare supape și pompa este ușor reversibilă. Prevalența acestui tip de pompe este limitată de etanșarea slabă a lamelor; aceste pompe sunt potrivite și pentru pomparea lichidelor curate cu o anumită putere de lubrifiere (sau, ca și în cazul compresoarelor pentru aer condiționat , fluide în soluție împreună cu un ulei lubrifiant specific bazat pe caracteristicile chimico-fizice ale fluidului).
Un design comparabil cu acesta din urmă este cel al pompelor scroll , adică spirală dublă; sunt pompe rotative formate dintr-o spirală staționară și una rotativă în interiorul primei, ușor decalate, astfel încât în timpul rotației a doua spirală trage un „pachet” de fluid din exteriorul spiralei fixe spre centru, într-o mișcare centripetă . Ele au avantajul că nu necesită utilizarea unor supape de reținere, deoarece spiralele în sine acționează ca supape de reținere care se închid una pe cealaltă; în plus, comparativ cu pompele cu palete, lipsa arcurilor evită posibilele probleme de etanșare slabă.
Pompe volumetrice alternative
Piston sau piston
Variația de volum se obține cu alunecarea alternativă a unui piston într-un cilindru , iar supapele de reținere adecvate forțează fluidul să curgă într-o singură direcție și să prevină refluxul acestuia în timpul cursei de întoarcere a pistonului.
Acest tip de pompe poate fi împărțit în:
- cu acțiune simplă, dacă pistonul efectuează lucrări numai în timpul cursei într-o direcție;
- cu acțiune dublă, în cazul în care pistonul funcționează atât pe drumurile exterioare, cât și pe cele de întoarcere.
O altă subdiviziune foarte empirică se găsește în:
- unități de aspirație: pistonul produce o depresiune care determină ridicarea lichidului de-a lungul unui tub și expulzarea acestuia din pompă la presiunea ambiantă;
- presiune: fluidul intră în cilindru la presiunea ambiantă și este ridicat de presiune; în acest caz, cilindrul se află la același nivel sau sub lichidul care trebuie ridicat;
- aspiranți și presa: integrează ambele funcții.
Acțiunea pompei de presiune nu are nicio limitare teoretică. Limitările se datorează problemelor de izolare a presiunii ridicate de către camera pompei, garniturile și supapele.
Pompele cu piston sunt utilizate pentru debite mici și medii și pentru capete mari și foarte mari.
Primele pompe cu piston au fost manuale. De fapt, este o pompă cu piston simplă, foarte utilizată în mediul rural și, în trecut, în fântânile publice ale orașelor. Se pretează bine la extragerea apei din puțuri de mică adâncime (până la 10 m, deși există modele capabile să pompeze de la 100 m: în acest caz, însă, au sisteme de reducere destul de complexe pentru a reduce efortul).
O diafragmă sau membrană
O variație pe același principiu ca și pompa cu piston este pompa cu membrană , în care variația de volum este dată de oscilația unei membrane care închide o parte a unei camere. Avantajul acestei soluții este impermeabilitatea absolută obținută cu eliminarea alunecării între piese.
Mișcarea poate fi transmisă membranei mecanic, de exemplu printr-un sistem de pârghie și manivelă sau camă, sau pneumatic, alternativ prin introducerea și eliberarea aerului comprimat într-o cameră opusă camerei de pompare. Alternativ, mișcarea poate fi imprimată pe membrană folosind ulei hidraulic, care, atunci când este presurizat de un sistem mecanic, transferă presiunea asupra membranei.
Presiunea maximă este limitată, în cazul funcționării mecanice normale, de rezistența materialului care constituie membrana, de obicei din cauciuc și, în cazul alimentării pneumatice, este direct proporțională cu presiunea furnizată de aerul de alimentare. În cazul acționării prin interpunerea uleiului hidraulic, se pot atinge presiuni mult mai mari, deoarece membrana este supusă aceleiași presiuni, atât pe partea hidraulică, cât și pe partea de proces, evitând astfel corelarea presiunii maxime cu rezistența mecanică a membrana în sine.
Sunt utilizate pentru debitele mici și medii și pentru capetele medii și ridicate.
Cameră variabilă
- pompa excentrică cu șurub (numită și cavitate progresivă sau mono ): constă dintr-un stator din material elastic (de obicei cauciuc sintetic) în interiorul căruia este imprimată o spirală și un rotor de obicei metalic în formă de spirală, cu un diametru mai mic decât cel al statorului amprentă, excentrică față de axa de rotație. Cele două spirale sunt realizate astfel încât să existe întotdeauna generatoare în contact și astfel se creează o cavitate etanșă (datorită contactului rotorului metalic - stator de cauciuc) care se deplasează, datorită mișcării rotative excentrice, spre orificiul de livrare. versatil și rezistă lichidelor cu solide suspendate, dacă nu prea abrazive; sunt potrivite pentru debitele mici și medii și pentru capetele medii și medii-ridicate. datorită dezvoltării lor longitudinale, acestea au un volum redus și sunt potrivite pentru a fi introduse în butoaie pentru golire.
- pompă cu placă variabilă cu deplasare variabilă : sunt pompe cu acțiune simplă constând dintr-o placă înclinată rotativă sau rotativă (în acest din urmă caz setată în rotație și nutare de o placă rotativă înclinată plasată imediat în spate) care, oscilând înainte și înapoi, deplasează pistoanele atașate la aceasta prin, respectiv, două emisfere metaloceramice libere să se rotească în două carcase speciale obținute în fiecare piston și tije. Înclinarea plăcii (și, prin urmare, deplasarea pompei) este reglabilă prin intermediul unui gradient de forțe hidrodinamice care acționează asupra plăcii sau asupra pistoanelor. Acesta este un design folosit pentru fabricarea diferitelor pompe de apă industriale și compresoare de climatizare auto.
Peristaltic
Se bazează pe efectul peristaltismului , adică alunecarea unei constricții pe un tub care are ca efect strângerea fluidului conținut prin el. Acestea constau dintr-un rotor care transportă mai multe role. Prin rotirea rolelor, acestea zdrobesc un tub de cauciuc pe un perete cilindric.
Principalul avantaj al acestei pompe este că fluidul conținut nu intră în contact cu nicio altă parte decât tubul și este izolat de atmosferă. Din acest motiv, este utilizat în special în medicină pentru a pompa sângele în circulația extracorporală și în hemodializă .
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) Pompa volumetrică , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
