Pompy wysokociśnieniowe HPS
W jedno-mediowych układach nawilżania minimalne wymagane ciśnienie pracy wynosi 50 bar, ponieważ poniżej tego ciśnienia układ nie działa prawidłowo. Dla systemu nawilżania, gdzie dysze są umieszczone bardzo wysoko (np. 15 m nad ziemią) można zmniejszyć ciśnienie do 45 bar. Natomiast ciśnienie 80 bar pozwala na pracę dysz na niewielkiej wysokości, nawet 2.5 m nad ziemią.
Do rozbijania 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 podaje się 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, nie stosuje się pomp, takich jak odśrodkowe, peryferalne, helikoidalne, ślimakowe, ze względu na bardzo niskie sprawności i potrzeby stosowania układów kaskadowych.
Rodzaje stosowanych pomp
- Konstrukcji pompy korbowodowej tłokowej, z pojedynczą separacją oleju od wody, nie używa się w systemach nawilżania. Taka pompa jest trwała i poza wymianą oleju, jest bezobsługowa, ale ma wadę, niewielka ilości oleju przedostają się do wody.
- Kolejną konstrukcją jest pompa, której czynnikiem smarującym jest woda. Konstruuje się ją tak samo jak typową pompę z hydrauliki siłowej. Aby taka pompa mogła pracować na wodzie, niektóre elementy metalowe zastąpiono elementami wykonanymi z NBR z nitkami PTFE. Pompa taka posiada szereg wad, przede wszystkim jest bardzo droga w eksploatacji. Po 4000..8000 h trzeba ją wymienić. Pompa taka idealnie nadaje się do układów pracujących sporadycznie np: myjek ciśnieniowych, czy systemów pożarowych, itp.
- Pompa korbowodowa z podwójną separacją. W konstrukcji takiej pompy, olej oddziela się całkowicie od wody. Taka pompa jest bardzo tania w eksploatacji oraz trwała. Wymaga się jednak wymiany oleju, pierwsza wymiana po 50 moto-godzinach, następne co 500..2000 godzin w zależności od modelu pompy. Trwałość uszczelniaczy wodnych zależy od jakości wody. Im większa pompa tym łatwiej wymienia się uszczelniacze.
W systemach nawilżania mgłą wodną, odpylania mgłą, chłodzenia mgłą, należy stosuje się tylko pompy korbowodowe z podwójną separacją.
Pompy tego typu w zależności od producenta i modelu bardzo różnią się jakością wykonania.
Wymagania stawiane pompom do systemów przemysłowych
- Pompa musi posiadać filtr oleju. Filtr zbiera zanieczyszczenia, aby 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. Poza tym efektem ubocznym jest wzrost awaryjności.
- Przy pracy ciągłej jaka występuje w: systemach nawilżania powietrza, systemach odpylania mgłą wodną, systemach chłodzenia adiabatycznego, ciśnienie eksploatacyjne pompy powinno wynosić 200 bar, natomiast wielu producentów stosuje pompy 100 bar.
- Powierzchnia tłoczków wodnych musi być idealnie gładka. Dlatego tłoki w pompach są wykonane z ceramiki precyzyjnej, dodatkowo szlifowanej wodą. Dzięki gładkości zużycie pierścieni następuje bardzo powoli.
Budowa kompaktowa
