Pompy wysokociśnieniowe HPS

W jedno-mediowych układach nawilżania minimalne wymagane ciśnienie pracy wynosi 50 bar. Poniżej tego ciśnienia układ nie działa prawidłowo. Dla systemu nawilżania, gdzie dysze są umieszczone bardzo wysoko, powyżej 15 m nad ziemią, można zmniejszyć ciśnienie do 45 bar. Natomiast ciśnienie 80 bar pozwala na pracę dysz na niewielkiej wysokości, już 2,5 m nad ziemią.

Do rozbicia wody na kropelki, jest niezbędna energia. W systemach nawilżania powietrza mgłą wodną przyjmuje się, że minimalna potrzebna energia wynosi 5 kJ/kg. Przykładowo, ciśnienie wody 50 bar umożliwia pompowanie wody na wysokość 500 m. Dlatego ciśnienia pomp często są podawane w metrach, 10 m ≈ 1 bar.  Energia potencjalna zawarta w wodzie wpompowanej na 500 m wynosi Ep=m*h*g=1[kg]*500[m]*9.81[m/s2]=4905[J]≈5000[J]. Rozbijanie kropelek powoduje bardzo gwałtowny wzrost powierzchni parowania. Zmniejszanie średnicy kropli powoduje wzrost powierzchni parowania do potęgi trzeciej.

Do pompowania wody w zakresie ciśnień ponad 40 bar używa się 3 konstrukcji pomp. Wszystkie te pompy wysokociśnieniowe to konstrukcje tłokowe. W tak dużych ciśnieniach, pompy odśrodkowe, peryferalne, helikoidalne, ślimakowe, nie są stosowane, ze względu na bardzo niskie sprawności i potrzebą stosowania układów kaskadowych.

Rodzaje stosowanych pomp

  1. Konstrukcja pompy korbowodowej tłokowej z pojedynczą separacją oleju od wody nie jest używana w systemach nawilżania. Taka pompa jest bardzo trwała i poza wymianą oleju, jest bezobsługowa przez 60 000 h, ale ma wadę, minimalne ilości oleju przedostają się do wody.
  2. Kolejną konstrukcją jest pompa smarowana wodą. Jest zbudowana tak samo jak typowa pompa z hydrauliki siłowej. Aby taka pompa mogła pracować na wodzie, niektóre elementy metalowe zastąpiono elementami wykonanymi z PTFE. Pompa taka posiada szereg wad, przede wszystkim jest bardzo droga w eksploatacji. Po 8 000 h trzeba ją wymienić. Nadaje się do układów pracujących sporadycznie nie dłużej niż 2 h dziennie, do systemów pożarowych, itp.
  3. Pompa korbowodowa z podwójną separacją. W takiej pompie olej jest oddzielony całkowicie od wody.  Taka pompa jest bardzo tania w eksploatacji oraz bardzo trwała. Wymaga jednak wymiany oleju co 4 000 godzin i wymiany uszczelniaczy. Trwałość uszczelniaczy wodnych zależy od jakości wody.

WNIOSEK: W systemach nawilżania mgłą wodną, odpylania, chłodzenia mgłą, należy stosować tylko pompy korbowodowe z podwójną separacją. Pompy tego typu w zależności od producenta i modelu bardzo różnią się jakością wykonania, wyposażeniem i dostosowaniem.

Wymagania stawiane pompom systemów OTECH serii HPS-2..HPS-6

  • Pompy muszą być przystosowane do pracy na oleju przekładniowym o dużej lepkości 75W140-LS. Najlepiej zastosować olej najwyższej klasy GL-5, o zredukowanych oporach tarcia. Olej taki posiada oznaczenie LS. Praktycznie oznacza to, że olej zawiera dodatek dwusiarczku molibdenu.
  • Pompa musi posiadać filtr oleju. Filtr zbiera zanieczyszczenia, alby nie rysowały powierzchni trących i nie niszczyły łożysk. W ostatnich latach prawie wszyscy producenci usunęli filtry oleju z nowo produkowanych pomp, celowo zmniejszając ich żywotność.
  • Pompa powinna być wykonana z stali nierdzewnej, nie z mosiądzu. Mosiądz silnie ulega kawitacji.
  • Powierzchnia tłoczków wodnych musi być idealnie gładka. Dlatego tłoki w pompach OTECH są wykonane z ceramiki precyzyjnej, dodatkowo szlifowanej wodą. Dzięki gładkości zużycie pierścieni następuje bardzo powoli.