Określenie „pompa samozasysająca” wg powszechnych definicji opisuje pompę wirową, która wykorzystuje mieszaninę wodno-powietrzną do pełnego zassania-automatycznego zalania linii ssawnej.
W artykule piszemy o pompach samozasysających w klasycznym znaczeniu tego terminu (czyli pompy zasysające po początkowym zalaniu korpusu). Czasami użytkownicy potocznie stosują określenie „pompa samozasysająca” do pomp ze wspomaganiem próżniowym, o których nie będziemy pisać w tym miejscu.
Klasyczne pompy wirowe (takie które nie są samozasysające) wymagają zalania przewodu ssawnego przed rozpoczęciem pompowania oraz stosowania zaworu zwrotnego na linii ssawnej. Dla takich pomp również powietrze w medium pompowanym stanowi spory problem. Częściowe wypełnienie powietrzem korpusu pompy wirowej uniemożliwia dalsze pompowanie, aż do momentu gdy opuści ono sekcję pompową.
Pompa samozasysająca jest w stanie sobie lepiej poradzić z powietrzem w korpusie, poprzez jego mieszanie ze znajdującą się z nim wodą. Wewnętrzna recyrkulacja powoduje powstanie mieszaniny możliwej do przepompowywania. Niemniej bardzo ważne jest, że początkowo korpus musi być napełniony cieczą. Z uwagi na specyfikę pracy, pompy samozasysające stosowane są w ssąco-tłoczących układach pompowych.
Zdolnośc zasysania pomp samozasysających — maksymalna głębokość ssania sięga w większości przypadków do 7–8m i jest także powiązana z prędkością obrotową pompy. W większości przypadków wzrost prędkości obrotowej przekłada się na wzrost możliwej maksymalnej głębokości zasysania. (przekłada się to także oczywiście na wzrost zapotrzebowania na moc). Tak jak przy innych pompach wirowych, możliwości w zakresie roboczej głębokości ssania determinuje także parametr NPSH.
Zasada zasysania pomp samozasysających
Poniżej przedstawiono zasadę samozasysania na przykładzie pomp samozasysających Victor Pumps. Ogólna koncepcja budowy i działania dla pomp innych marek jest bardzo zbliżona.
Pompy standardowo zostają umieszczone nad poziomem pompowanej cieczy, lub obok niej. W takich przypadkach początkowo przewód ssawny może być wypełniony powietrzem. Celem działania mechanizmu samozasysania pompy wirowej jest ewakuacja całego powietrza z przewodu ssawnego. Po początkowym zalaniu korpusu (przynajmniej częściowej do wysokości dolnej krawędzi portu ssawnego), podciśnienie wytwarzane przez obracający się wirnik (2) zaciąga powietrze (1) do pompy gdzie zostaje ono zmieszane z cieczą aktualnie znajdującą się w korpusie pompy. Ta mieszanina powietrza z wodą jest kierowana do komory wylotowej, gdzie następuje separacja powietrza i jego wydalenie przez port wylotowy (3), a jednocześnie ciecz posiadająca większy ciężar właściwy, powraca przez mały przelot zwrotny do komory ssawnej. W tym miejscu ciecz jest ponownie użyta w procesie zasysania.
Gdy całe powietrze z przewodu ssawnego zostanie usunięte, ciecz jest pompowana na bieżąco, nawet jeśli posiada pewien udział powietrza. W komorze ssawnej znajduje się wystarczająca zawartość cieczy dla szybkiego ponownego samozasysania nawet w przypadku czasowego przerwania dopływu i pojawienia się powietrza w linii ssawnej.
Bardzo często pompy samozasysające posiadają zawór zwrotny na swoim porcie ssawnym, co usprawnia samozasysanie i zabezpiecza przez cofaniem się cieczy.
Pompy samozasysające — wykonania materiałowe
Pompy samozasysające posiadają z reguły kilka wariantów wykonania materiałowego ich komponentów.
Korpus — w większości pomp samozasysających wykonany z żeliwa, zazwyczaj szarego, choć w niektórych jednostkach stosowane jest żeliwo sferoidalne (szczególnie tam, gdzie ciśnienie robocze lub ścieralność medium są podwyższone). Do specjalnych zastosowań są dostępne warianty z korpusem wykonanym ze stali nierdzewnej (z reguły typy Aisi 316) ewentualnie z brązu (przy pompach do wody morskiej).
Wirnik — klasycznym materiałem wirnika będzie żeliwo szare (przy pompach do medium bez abrazyjności), żeliwo sferoidalne (najczęściej stosowane przy pompach do wody zanieczyszczonej) lub stal nierdzewna (do cieczy o podwyższonej agresywności chemicznej). Niektórzy producenci oferują wykonania z wirnikami z brązu stosowane przede wszystkim przy pompowaniu wody morskiej.
Płyty cierne wirnika — płyta cierna wirnika bardzo często wykonywana jest z analogicznego materiału jak wirnik. Przy wirnikach z żeliwa sferoidalnego, spotykamy czasami płyty cierne ze stali węglowej.
Uszczelnienie mechaniczne — przy pompach samozasysających częściej stosowane jest uszczelnienie mechaniczne zamiast sznura dławicowego. Producenci z reguły oferują kilka wariantów uszczelnień, dobieranych odpowiednio do medium klienta. Do najczęściej stosowanych materiałów współpracujących ze sobą powierzchni roboczych uszczelnienia należą: węglik krzemu, ceramika, węglik wolframu. Elementy gumowe najczęściej są wykonane z NBR, EPDM lub FKM (Viton), a części metalowe ze stali nierdzewnej.
Wał — wał pompy samozasysającej najczęściej jest wykonany ze stali nierdzewnej (np. Aisi 420) lub specjalnego utwardzonego wariantu stali
Uszczelki — uszczelki pomp samozasysających najczęściej są wykonane z gumy NBR, jako alternatywy można zastosować Viton lub EPDM. W niektórych miejscach stosowane są uszczelki ze specjalnej tektury technicznej, które mają tą zaletę, że ciecz powoduje ich niewielkie „pęcznienie” co dodatkowo uszczelnia połączenia gdzie są zastosowane.
Poza doborem materiałów, możliwe są specjalne warianty wykonania pomp — np. pompy z certyfikatem Atex do pracy w środowisku zagrożonym wybuchem, a także pompy z certyfikatem do pompowania wody morskiej.(wymaganym niekiedy przy dostawach pomp na statki morskie)
Specjalne akcesoria i wyposażenie pomp samozasysających
Zależnie od zastosowania, w pompach samozasysających możemy spotkać szereg cech, w jakie wyposażają je producenci np.
- Pokrywy rewizyjne i zalewowe — pozwalające na dostęp do czyszczenia wirnika, a czasami nawet szybki demontaż płyty ciernej i bezpośredni do niego dostęp
- Ciśnieniowe zawory bezpieczeństwa — zabezpieczające przed wystąpieniem zbyt wysokiego ciśnienia w pompie, szczególnie użyteczne przy szeregowej instalacji pomp, gdzie mogłoby wystąpić zbyt wysokie ciśnienie przesyłowe np. przy przytkaniu linii tłocznej, lub niepożądanym zamknięciu zaworu na linii tłocznej.
- Anody cynkowe — niewielkie elementy cynkowe ograniczające negatywny wpływ korozji np. przy pracy z cieczą zasoloną, wodą morską
- Wirniki lub płyty cierne z elementami tnącymi — przydatne szczególnie wtedy, gdy w cieczy występują elementy włókniste
Maksymalne ciśnienia pomp samozasysających
Pompy samozasysające są jednostopniowe, z czego wynika ograniczone maksymalne ciśnienie — wysokość podnoszenia jakie mogą wytworzyć. W praktyce maksymalne ciśnienie do uzyskania najczęściej sięga 10 bar przy pompach 2–3 calowych (wydajności do 100 m³/godz), oraz 6–8 bar przy pompach większych.
Mobilne pompy samozasysające
Oprócz stacjonarnych instalacjach w firmach przemysłowych, oczyszczalniach itp., pompy samozasysające popularne są np. jako mobilne agregaty pompowe do odwadniania, czy pompowania ścieków. Są one szeroko stosowane m.in. w takich sytuacjach jak:
- Odwadnianie kopalni odkrywkowych
- Odwadnianie powierzchniowe wykopów budowlanych
- Tymczasowy transfer cieczy w zastosowaniach przemysłowych
- Bypass wody, ścieków np. przy remontach sekcji kolektorów przesyłowych
- Usuwanie skutków powodzi i podtopień (czyli jako pompy do wody zanieczyszczonej dla straży pożarnej)
Przykładowe marki pomp samozasysających
Wśród rozwiązań w naszej ofercie, opieramy się na kilku producentach — m.in. Victor Pumps i Viesse Pompe (Robusta), Pioneer. Przy mniejszy wydajnościach proponujemy także motopompy markowane przez firmę Honda, Koshin/Fogo (KTH), a wśród pomp o bardzo małej wydajności (np. kilkadziesiąt litrów na minutę) pompy samozasysające Steel Pumps.
Wynajem, wypożyczalnie pomp samozasysających
Do realizacji tymczasowych zadań związanych z zastosowaniem pomp samozasysających, oprócz zakupu, można wziąć pod uwagę fakt, że pompy samozasysające dostępne są w firmach zajmujących się wypożyczaniem pomp. Najczęściej w wynajmie dostępne są agregaty pompowe z napędem spalinowym w szerokim zakresie charakterystyk, w skali wydajności maksymalnej od 45 do 700 m³/godz. i wysokościach podnoszenia do 60m (6 bar).
Więcej informacji na temat pomp dostępnych do wynajmu można uzyskać w naszym serwisie wynajempomp.pl.