Pompe - clasificare și funcționare

Definitie:

O pompă este o mașină sau un aparat care transformă energia, dintr-una din formele sale mecanice, în formă de energie hidraulică sau pneumatică, în scopul transportării fluidului care primește energia utilă. Energia mecanică poate proveni din forța musculară sau de la un motor de antrenare.http://ro.wikipedia.org/wiki/Pomp%C4%83 - cite_note-LTR-0

Clasificare:

După numărul de fluide, pompele pot fi cu un fluid (cel transportat) sau cu două fluide (cel motor și cel transportat). Pompele cu un fluid primesc energia necesară de la un corp solid (ex.: piston), iar cele cu două fluide de la fluidul motor (ex.: vâna de aer, vâna de apă).http://ro.wikipedia.org/wiki/Pomp%C4%83 - cite_note-LTR-0

După starea de agregare a fluidului transportat pompele se împart în pompe hidraulice (pentru lichide), respectiv pompe pneumatice (pentru gaze).

După tipul de realizare a pompării, pompele pot fi desmodrome (cu mecanism), sau cu lanț cinematic cu desmodromie variabilă (ex. pompa cu abur cu piston cu acțiune directă).

După numărul de curse active pe rotație, pompele pot fi cu simplu efect (fluidul este pompat de o singură față a pistonului, iar cursa activă este într-un singur sens) sau cu dublu efect (fluidul este pompat de ambele fețe a pistonului, iar cursele din ambele sensuri sunt active).

După principiul de funcţionare şi forma cavităţi de lucru, pompele se clasifică în pompe centrifuge, volumice, axiale şi altele.

- Pompe hidraulice

Pompele hidraulice cu piston utilizeaza principiul transmisiilor hidrostatice. Astfel, la pompele hidraulice pistonul pompei este actionat direct de un motor hidraulic. Motorul este actionat hidraulic de catre fluidul introdus de la suprafata unde se afla generatorul hidraulic.

Primul sistem de pompare având la baza acest principiu a fost conceput si utilizat în anul 1875 ce H.W. Fawcett, fluidul motor fiind la acea vreme aburul. Utilizarea aburului limita metoda doar pentru sondele cu diametre mari si adâncimi mici, motiv pentru care treptat a fost abandonata (1920). Pastrând principiul metodei, dar înlaturând dezavantajele constructive si schimbând fluidul motor s-au elaborat în continuare diverse solutii cum ar fi pompajul hidraulic cu presiune oscilatorie (R.H. Russel în 1920). Si acest sistem s-a dovedit dezavantajos deoarece datorita alungirii tevilor de extractie si compresibilitatii fluidului motor, volumul care trebuia refulat de pompa de la suprafata pentru realizarea cursei pistonului pompei de adâncime era foarte mare.

Aceasta conducea la diametre mari ale pistoanelor pompei de suprafata, care trebuia sa realizeze în acelasi timp si presiuni de lucru ridicate. Tot datorita compresibilitatii fluidului motor era dificila corelarea simultaneitatii pompei de suprafata cu agregatul de adâncime.

Aceste dezavantaje au fost eliminate prin aparitia în anul 1932 a solutiei concepute de firma KOBE, care asigura functionarea rectilinie alternativa a motorului de adâncime prevazut cu sistem de distributie în conditiile unui debit constant de fluid motor pompat de la suprafata. Ulterior constructia acestor pompe s-a perfectionat continuu, detaliile constructive s-au diversificat, solutia fiind preluata si de alte firme (BYRON-JACKSON, OILMASTER, JOHNSON FLAGG, PACIFIC, DEMPSEY, SARGENT, ARMES, etc.), dar utilajul specific este întâlnit în limbajul curent tot sub denumirea de “pompe KOBE”.

Pompele hidraulice deplasează un lichid de la presiunea inferioară din aval (de exemplu un nivel hidraulic inferior), la presiunea superioară din amonte (de exemplu un nivel hidraulic superior). Diferența de presiune pe care o învinge pompa, exprimată de obicei în m de coloană de apă constituie înălțimea de ridicare a pompei, care este mai mare decât diferența dintre presiunile din amonte și aval, datorită pierderilor din pompă și conductele sale. Volumul de lichid deplasat în unitatea de timp este debitul pompei, exprimat de obicei în m3/s. Puterea necesară pentru pompare este proporțională cu debitul pompei și cu înălțimea de ridicare.

După felul mecanismului mobil pompele hidraulice se clasifică în:

• Pompe cu piston. Exemple: pompă de injecție (la motoare cu ardere internă), pompă cu pistoanele în linie, pompele folosite la pomparea petrolului din zăcămintele cu energia epuizată, pompă folosită în medicină ca înlocuitor al inimii (pompă cord).

• Pompe rotative. Exemple: pompă cu palete, pompă cu roți dințate, pompă cu lanț și roată dințată (variantă: pompă cu dopuri), pompă cu șurub (pompa lui Arhimede), pompă cu rotoare profilate.

• Pompe cu membrană. Exemple: pompă peristaltică

• Pompe cu rotor. Exemple: Pompă axială, semiaxială (diagonală), sau radială (centrifugă), pompă submersilă folosită la foraje.

- Pompă cu piston

O pompă cu piston este un agregat pentru transportul lichidelor și gazelor, gazele vor fi și comprimate. Un piston care se deplasează într-un cilindru efectuează în primul tact admisia prin supapa de admisie, apoi se elimină volumul admis prin supapa de evacuare.

La transportul lichidelor cu ajutorul pompelor cu piston se pot atinge presiuni foarte mari, iar volumul poate fi definit exact. Acționarea se poate face manual sau cu ajutorul a diferiți actori.

O dată cu apariția pompelor centrifugale, începând cu secolul al XIX-lea, s-a schimbat și domeniul de folosire al pompelor cu piston. Astăzi acestea se folosesc îndeosebi la dozatoare, la pompele cu acționare manuală sau acolo unde sunt necesare presiuni mari.

Un bun exemplu de pompă cu piston de largă folosință e pompa de bicicletă.

Universitatea politehnica bucuresti

Facultatea Ingineria Sistemelor Biotehnice