04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf

8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf

1/24

04. Stapne i klipne sisaljke


2/24

Stapne i klipne sisaljke spadaju u sisaljke s linearno pokretnim dijelovima. U njima se

tekuinapomieod strane sisanja prema tlaku spomoustapa ili klipa.

Dobava je nejednolina. One imaju ventile koji sprijeavaju vraanje tekuine u crpni

cjevovod u momentu izmjene funkcije prostora. Za rad ventila koristi se podtlak koji

nastaje pri linearnom gibanju stapa ili klipa u cilindru. Openito, stapne ili klipne pumpese koriste za male dobavne koliine,niske brzine i velike dobavne visine.

Stapne i klipne sisaljke dijetimo prema nainurada na:

- jednoradne,

- dvoradne, i

- difereneijalne.

a) b) c)

Slika 1 Jednoradna, dvoradna i diferencijalna sisaljka [1]


3/24

Jednoradna sisaljka se sastoji od cilindra, stapa, te crpnog (usisnog) i tlanog ventila

(Slika 1 a). Stapalo se pravocrtno pokreeu cilindru preko polujaod DMT do GMT.

Gibanjem klipa ili stapa prema gore u cilinidru nastaje podtlak. Atmosferski tlak tjera

vodu u crpnu cijev. Voda, djelovanjem atmosferskog tlaka (pa), otvara crpni ventil V1, i

ispuni prostor ispod stapa ili klipa. Kada se klip ili stap vraa,tj. giba prema dolje, stvarase u prostoru ispod stapa ili klipa pretlak koji zatvara crpni ventil V1, a otvara tlani

ventil V2, te tjera vodu u tlanucijev.

Dvoradne stapne sisaljke (Slika 1 b), su one u kojima se pomicanjem stapa ili klipa u

cilindru naizmjence s obje strane stapa ili klipa stvara podtlak u koji atrnosferski tlak

(pa), tjera vodu iz crpne cijevi otvarajuci crpne ventile V, te naizmjenice stap tjera

tekuinu u tlanu cijev, otvarajui tlane ventile V1. Klipne sisaljke su za razliku od

stapnih samo jednoradne.

Diferencijalne sisaljke su one kod kojih oblik klipa prelazi djelomino u oblik stapa.

Dobava im jejednoliinijau odnosu na klipnu sisaljku (Slika 1 c).


4/24

Proraun stapne i klipne sisaljke

Uz zadanu dobavnu koliinu, dobavnu visinu i izvedbu sisaljke, proraun se svodi na

odreivanje:

- promjera stapa, stapaja i brzine vrtnje;

- potrebne snage;

- vrste i dimenzija ventila;

- veliinuzraneposude;

- odreivanjeostatih dijelova sisaljke krozproraunvrstoe.


5/24

Brzina vrtnje

Brzookretne sisaljke tede na prostoru (manje kuiste), ali se vie troe dijelovi (ventili),

koji djelovanjem visine stupca tekluine(tlaka) ne rade dovoljno sigurno.

Obinopodruje broja stapaja stapne sisaljke je od 30 do 300 stapaja u minuti. Srednja

stapna brzina odreujese po izrazu:

12

1, 560 30m

s n s n

c ms


6/24

Stapaj i promjer stapa

Stapajni omjer ovisan je o dobavnoj koliini, dobavnoj visini i brzini vrtnje.

Kao pravilo vrijedi:

- kod velike dobavne koliine i male brzine vrtnje je velik stapajni omjer;

- kod male dobavne kolieine i velike brzine vrtnje je malen stapajni omjer;

Stapajni omjer kree se u granicama 0,75 do 2,5.

s

D


7/24

Dobavna koliina

Kodproraunadobavne koliinekoriste se slijedeeveliine:

Q - dobavna koliina,m3/s;

d - promjer stapajice, m;

D - promjer stapa, m;

A, f - povrsina stapa i stapajice, m2;

- stupanj dobave (zapremninski stupanj djelovanja).


8/24

- Dobavna koliinajednoradne sisaljkeza nokretaja u minuti raunase prema izrazu:

gdje je:

-povrinaelastapa ili klipa, m2;

s - stapaj (hod stapa ili klipa), m;

n - broj okretaja, min-1;

- stupanj djelovanja sisaljke (zbog gubitaka, sisaljka dobavlja manju koliinu

tekuneod stvarne).

3 1

1

60

A s nQ m s

2

4

dA

1

Q

Q


9/24

- Dobavna koliinadvoradne sisaljke

Pri hodu prema gore (Slika 1 b), donja strana crpi koliinu , a gornja tlaikoliinu

iz cilindra, gdje jeApovrinastapa, afpovrinastapajice.

Promjer stapajice duzima se 0,12 do 0,5D stapa.

Pri jednom okretaju sisaljka dobavlja:

Za nokretaja u minuti dobavna koliinadvoradne sisaljke iznosi:

gdje je:

- stupanj djelovanja sisaljke.

A s

A f s

32A f s A s A f s m

3 1260

A f s nQ m s

1

Q

Q


10/24

- Dobavna koliinadiferencijalne klipnesisaljke:,

Kada se klip dieprema gore (Slika 1 c), crpi koliinu , a istovremeno gornja strana

tlaikoliinu , gdje je (f1)povrinamanjeg stapa.

Koliinapri crpljenju kroz ventil V1iznosi:

Koliinapri tlaenjuiznosi:

Kad klip ide prema dolje, donja strana tlaikoliinutekuinekroz ventil V2, iznosi

uz istovremenopoveanjevolumena oko klipa d1za vrijednost

A s

1A f s

2

3

4u

dQ s m

2 2

2 2 31

1

4 4 4t

D dQ s D d s m

2

'

4t

DQ s

2 2

' 2 2 31

1

4 4 4u

D dQ s D d s m


11/24

U tlanu cijev ulazi samo koliina koja odgovara razlici volumena gornje i donje strane

klipa, tj.

prema tome, stvarna dobavna koliinaza diferencijalnu klipnu sisaljku iznosi:

Da bi za oba stapaja koliinakoja se tlaibila jednaka, mora biti

toznaida eu oba stapaja dobavne koliinebiti jednake samo ako promjer manjeg klipa

iznosi

2 2

' ' 2 2 1

1

4 4 4t u

D dQ Q s D d s s

3 11

60

f s nQ m s

' '

t t uQ Q Q

2

2 2 1

1 / :

4 4 4

dD d s s s

2 2 2

1 1D d d

2 2

1 1 12 2

2

DD d D d d

1

2Dd


12/24

Uin potreban za rad sisaljke(na spojci) odreuje se prema izrazu:

gdje su:

Q - stvama dobavna koliina, m3

/s;ep -ukupna specifina energija dobave, J/kg;

- gustoa tekucine kg/m3;

u - ukupni stupanj djelovanja sisaljke

Ukupni stupanj djelovanja se odreuje umnokom stupnja dobave (z), hidraulinog stupnjadjelovanja (h) i mehanikog stupnja djelovanja (m), tj.:

- Zapreminski stupanj djelovanja z

(proputanje ventila, brtvenica, stapala, kanjenje zatvaranja ventila, prisutnosti zraka usisaljki...)

z = 0,96 do 0,98 - za velike sisaljke;

z = 0,92 do 0,96 - za srednje sisaljke;

z = 0,88 do 0,92 - za male sisaljke.

1000

p

s

u

Q eP kW

u z h m


13/24

- Hidraulinistupanj djelovanja h

(otpori strujanja i gubici uslijed promjene brzine,proputanjau sisaljci i u ventilima)

h= 0,85 - za niedobavne visine,

h= 0,98 - za viedobavne visine.

- Mehanikistupanj djelovanja, m

(mehanikigubici pogona sisaljke, trenje stapala i brtvenice)

m= 0,85 do 0,95

- Ukupni stupanj djelovanja, u

Za sisaljke s pogonom preko prijenosa ukupni stupanj djelovanja iznosi

u= 0,7 do 0,9

Snagu pogonskog motora trebapoveatiza gubitke prijenosa:

smu

PP kW


14/24

Komore za zrak

Ugrauju se na tlanoj strani sisaljke (na strani crpljenja, kod duihcrpnih cjevovoda

prije ventila);

Svrha im je odstraniti tete koje mogu nastali nepravilnim protokom tekuine.

Slika 1 Dijagram dobave jednoradne sisaljke sa zranom komorom [1]


15/24

Srednja zapremnina zranekomore:

- za crpne (usisne) komore jednoradne sisaljke;

- za crpne (usisne) komore dvoradne sisaljke;

- za tlanekomore jednoradne sisaljke.

- za tlanekomore dvoradne sisaljke.

gdje je:

Vs - srednja zapremnina zrane komore;

A -povrina stapa;

s - stapaj.

0,55

0,1s

A sV

0,21

0,1s

A sV

0,55

0,05s

A sV

0,21

0,05s

A sV


16/24

Dijelovi stapnih i klipnih sisaljki

Stap i klip

1 dio stapa

2 dio stapa

3 dio stapa

4 koni uloak

5 vijak stapaice

1 dio stapa

2 dio stapa

3 vijak stapaice

4 prsten

5 razdjelni prsten6 stap

7 prsten

Slika 2 Izvedbe stapa stapne sisaljke


17/24

Brtvenice

slue za brtvljenje stapaica i klipova

- za stapaice

- - za klipove

Slika 3 Brtvenica stapne ili klipne sisaljke [1]

2 2, 5s d

s d

4 8h s


18/24

Ventili

Sprijeavajuvraanjetekuineu cilindar stapne ili klipne sisaljke;

Rade automatski, djelovanjem pretlaka ili podtlaka se otvaraju odnosno zatvaraju;

Ventil ima svoju teiou (G), koja ga vraa na sjedite im prestane strujanje medija,odnosno djelovanje tlaka. Ventil koji se vraaju na sjedite djelovanjem vlastite mase

koriste se za sisaljke do 60 stapaja u minuti i moraju leati vodoravno. Za vei broj

stapaja ventile treba opteretiti oprugom. Ventil se podie djelovanjem tlaka p1 ispod

ventila, a iznad ventila djeluje tlak p2i teinaventila (G). Jednadbanjegove ravnotee

ima oblik:

Slika 4 Podizanje ventila djelovanjem tlaka [1]

2 2

2 1

2 1

4 4

d dG p p


19/24

Teinaventila je jednaka razlici sila koje djeluji ispod i iznad stapa, tj.

Zbog razlike izmeu tlakova p1 i p2 struji tekuina brzinom c2 izmeu sjedala i pladnja

ventila na opsegu d2:

Obinose usvaja:

- za napojne sisaljke

2 2

1 2

1 24 4

d dG p p N

11 2

2 2

p pc ms

12 32c ms

max 5 15h mm

max 30h mm


20/24

a Plosnati ventil c Ventil sa zaklopom

b Ventil s koninim sjeditem i rebrima d Ventil s kuglom

Slika 5 Izvedbe ventila [1]


21/24

1 Odbojnik 4 Sjedalo - prsten

2 Opruga 5 Rebro

3 Ventil

Slika 6 Ventil sa oprugom [1]


22/24

1 Crpno ventilsko sjedite 4 Ventil

2 Tlano ventilsko sjedite 5 Opruga ventila

3 Odbojnik ventila 6 Vreteno ventila

Slika 7 Ventilsko kuite stapne sisaljke


23/24

a Opa izvedba 1 Gumeni disk 4 Odbojnik

b Beldam izvedba 2 Izvijena ploa 5 Lamela

c Kinghorn izvedba 3 Sjedite 6 Valovita lamela

Slika 8 Izvedbe ventila stapnih sisaljki [1]


24/24

Svojstva stapnih i klipnih sisaljki

Dobra svojstva stapnih/klipnih sisaljki su:

- sposobnost stalnog crpljenja tekuine;

- mogunostodravanjavisokih tlakova, bezpoveanjadimenzija sisaljke;

- mogunostodravanjakonstantnog tlaka uz razliitekapacitete;

- visok koeficijent korisnog djelovanja;

- mogunostpretakanja razliitihtekuina.

Loasvojstva stapnih/klipnih sisaljki su:

- osjetljivost ventila na zaprljanu tekuinu;

- mala brzina stapa/klipa, a time i ogranien kapacitet. Vei kapacitet se postie veim

dimenzijama sisaljke, toposkupljuje sisaljku u odnosu na centrifugalnu;

- nejednoliko kretanje stapa, a time i nejednolika dobava.

Documents

04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf