Kalová čerpadlá

Ako nájsť kvalitné ponorné kalové čerpadlo

Cieľom nasledujúceho článku nie je obsiahnuť celú škálu problémov čerpania ponornými kalovými čerpadlami, ale môže slúžiť ako návod, ako zo širokej ponuky kalových čerpadiel vybrať to s najlepším pomerom životnosť x cena.

Iné požiadavky na životnosť čerpadla budú pri nepretržitom čerpaní v čistiarňach odpadových vôd alebo pri stavebných firmách pri čerpaní zaplavených výkopov a iné pri občasnom čerpaní septiku, žumpy alebo priesakových vôd v pivnici.

O pomere životnosti a ceny rozhoduje celý rad faktorov. Tie, ktoré tu ďalej uvádzame, sú podľa nášho názoru najdôležitejšie:

  1. ODDELENIE HYDRAULICKEJ (ČERPACEJ) ČASTI ČERPADLA OD ELEKTROMOTORA

  2. UTESNENIE ELEKTRICKÝCH KÁBLOV

  3. MATERIÁLY A ICH POUŽITIE PRI VÝROBE KALOVÝCH PONORNÝCH ČERPADIEL

  4. ELEKTRICKÁ OCHRANA ELEKTROMOTOROV PONORNÝCH KALOVÝCH ČERPADIEL

  5. SPOJOVACÍ MATERIÁL, TESNENIE JEDNOTLIVÝCH ČASTÍ ČERPADLA

  6. SERVIS, DOSTUPNOSŤ NÁHRADNÝCH DIELOV

1. Oddelenie hydraulickej (čerpacej) časti čerpadla od elektromotora

Existuje mnoho spôsobov, ako oddeliť motor od hydraulickej časti, tzn. utesniť motor tak, aby sa k nemu nedostala čerpaná kvapalina, a je na výrobcovi, ktorý spôsob pre svoj výrobok zvolí. Uvediem pár príkladov, a to od najjednoduchšieho, a tým aj najlacnejšieho, až po riešenie, ktoré je pre kalové čerpadlo najvhodnejšie.

1.1

Najjednoduchšie riešenie je tesnenie guferom alebo viacerými guferami (2-3). Väčšinou sa týmito čerpadlami odporúča čerpať len čistá alebo mierne znečistená voda. V kalovej vode obsiahnuté hrubé abrazívne nečistoty rýchlo opotrebujú gufero a voda, ktorá pretečie do elektromotora, čerpadlo zničí.

1.2

Dokonalejším variantom je vybavenie čerpadla jednoduchou mechanickou upchávkou. „Pevná“ časť upchávky (sedlo) je zvyčajne umiestnená v telese, „rotujúca“ časť je pripevnená na hriadeli. Veľmi presne obrobené klzné plochy sú voči sebe v rotačnom pohybe a zároveň sú k sebe pritlačované pružinami, ktoré zabraňujú otvoreniu upchávky. Unášané tesniace čelo aj stacionárne sedlo sú voči hriadeľu, respektíve telesu, staticky utesnené sekundárnym tesnením (O-krúžkami). Vstupom čerpaného média do tesniacej škáry vzniká mazací film, čím sa dosiahne tesniaci efekt. Životnosť týchto krúžkov je priamo úmerná obsahu abrazívnych materiálov v čerpanom médiu. Tzn. čím viac piesku v médiu, tým kratšia životnosť.

1.3

Predchádzajúce tesnenie čerpadla jednoduchou mechanickou upchávkou sa dá vylepšiť priestorom nad upchávkou, ktorý je vyplnený olejom, a pri kalových ponorných čerpadlách je táto možnosť veľmi častá. Hovoríme tu o mechanickej upchávke mazanej olejovou náplňou. Tento olej maže a chladí klzné plochy upchávky a zabraňuje vstupu čerpaného média s abrazívnymi časticami na treciu plochu mechanickej upchávky. Tým značne predlžuje jej životnosť. Toto usporiadanie je napríklad pri čerpadlách PW firmy WALRUS (obr. rezu), ktoré sú navyše doplnené guferom zo strany média, na zachytenie hrubých nečistôt (viď. obr.).

1.4

Najčastejším a najpoužívanejším tesnením elektromotora od hydraulického priestoru pre kalové čerpadlo je dvojitá mechanická upchávka. Priestor medzi upchávkami je vyplnený olejom (ISO VG32). Toto tesnenie pri použití zátok s tzv. tvrdým párovaním (oba klzné krúžky sú vyrobené z karbidu kremíka - SiC) zaručuje dlhú životnosť a tesnosť.

Týmto systémom sú vybavené napríklad všetky kalové čerpadlá HCP. Navyše je táto dvojitá upchávka krytá zo strany média guferom pre zachytenie najhrubších nečistôt. Pri profesionálnych čerpadlách radu AF pre ČOV je od výkonu 2,2 kW do priestoru olejovej náplne vsadený detektor vody (viz. WD na obrázku). Toto zariadenie vyhodnocuje stav olejovej náplne. V prípade opotrebenia spodnej upchávky a prieniku vody do oleja sa v spolupráci s vyhodnocovacím relé v rozvádzači čerpadlo vypne. Tým sa ochráni elektromotor čerpadla pred spálením a nákladnou opravou.

Pri kalových čerpadlách HCP všetkých typov je usporiadanie takéto:

  • hydraulická časť
  • gufero
  • mechanická upchávka
  • olej
  • mechanická upchávka
  • elektromotor

2. Utesnenie elektrických káblov

Miesto, kde sú do čerpadla pripojené elektrické káble (silové, prípadne plaváka alebo detektora vody), môže byť ďalším kritickým miestom prieniku vody do elektromotora. V prípade preseknutia kábla môže voda pretekať pozdĺž drôtu až do svorkovnice čerpadla, kde môže spôsobiť skrat. Tomuto poškodeniu možno predísť rozpletením a odizolovaním jednotlivých vodičov až na drôty (v dĺžke cca 1 cm) a ich zaliatím špeciálnou živicou (HCP čerpadla pozri obr.) vo vývodke alebo polyuretánovou výplňou v antikorovom hermetickom skrutkovom spoji. Vývodka sa tesní „O“ krúžkami.

3. Materiály a ich použitie pri výrobe kalových ponorných čerpadiel

Použitie a cenu čerpadla ovplyvňuje predovšetkým druh materiálu vybraný na výrobu čerpadla a jeho hydraulickej časti.

3.1

Najlacnejšie sú jednoduché čerpadlá vyrobené z plastu (s výnimkou špeciálnych, chemicky odolných). Avšak aj medzi týmito, hromadne vyrábanými lacnými čerpadlami, môžu byť materiálové a tým aj cenové rozdiely. Záleží na druhu použitého plastu. Používa sa polypropylén, noryl, teflón, prípadne tieto plasty plnené skleným alebo uhlíkovým vláknom a pod.

Ako zástupcu tejto kategórie som vybral čerpadlá PW firmy Walrus. Majú plášť čerpadla, sacie sito, špirálu a obežné koleso vyrobené z norylu pre zvýšenie pevnosti plnené skleným vláknom. Ložiskové teleso z liatiny na zvýšenie pevnosti, plášť elektromotora z kadmiovanej ocele a hriadeľ z nehrdzavejúcej ocele. Typ 500R z radu čerpadiel PW má kovové diely vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a je teda odolný napr. proti morskej vode.

3.2

Ďalší používaný materiál na výrobu kalových ponorných čerpadiel je antikorový hlbokoťažný plech. Býva väčšinou 1-2 mm hrubý, má bežnú kvalitu AISI 304, ktorá je výnimočná pre priemyselné použitie v agresívnejším prostredí z chemicky odolného materiálu AISI 316. Obežné koleso čerpadla je bodovo zvárané. Tieto čerpadlá sú vo väčšine prípadov vhodné na mierne znečistenú, prípadne agresívnu vodu. Antikorový plech dlhodobo neodoláva pôsobeniu abrazívnych častíc v čerpanom médiu. Preto dochádza k postupnému opotrebovaniu obežného kolesa a špirály, teda dielom najviac namáhaným abrazivitou, a následne strate parametrov čerpadla.

Konštrukcie čerpadiel AL, BF, AS, AG používajú antikorový plech na diely, ktoré nie sú vystavené abrazívnemu pôsobeniu kvapaliny (plášť čerpadiel a motorov). Toto riešenie znižuje hmotnosť prenosných ponorných čerpadiel.

3.3

Najčastejšie používaným materiálom na výrobu kalových čerpadiel je liatina. Bežne sa používa liatina sivá, prípadne temperovaná, ktorá je dostatočne tvrdá a odolná na čerpanie splaškovej vody, s miernou prímesou abrazívnych látok. Pri čerpadlách na čerpanie výkopov pri zakladaní stavieb, odvodnenie lomov alebo čerpanie iných vôd s prímesou piesku a kamienkov sa používa veľmi tvrdá, abrázii odolná chrómová zliatina. Z tohto materiálu majú vyrobené obežné kolesá napr. čerpadlá radu AS, AG.

3.4

Existuje celý rad ďalších materiálov na výrobu špeciálnych čerpadiel. Sú čerpadlá pogumované, odolné proti veľmi abrazívnym médiám. Tiež čerpadlá chemicky odolné, vyrobené z liatej nerezovej ocele. Medzi tieto špeciálne čerpadlá patria napríklad čerpadlá radu SS, SF - na čerpanie agresívnych vôd a kalov (pH 2-14). Ich špeciálnemu použitiu potom zodpovedá aj vyššia cena.

4. Elektrická ochrana elektromotorov ponorných kalových čerpadiel

Elektromotor čerpadla je potrebné chrániť pred skratom a preťažením. Tieto ochranné prvky, ako je istič, poistka, spúšťač motora alebo prúdové relé, sú väčšinou umiestnené v rozvádzacej skrini, do ktorej je čerpadlo pripojené. Okrem týchto prvkov umiestnených mimo čerpadlo a zodpovedajúcich národným normám a predpisom sú niektoré čerpadlá vybavené ochrannými havarijnými prvkami priamo v čerpadle.

4.1

Najjednoduchším prvkom je termostat vo vinutí čerpadla. Takto je chránené napr. čerpadlo AL-01, BF-01 a PW.

4.2

Ďalšou dokonalejšou možnosťou je ochrana tepelnou ochranou - na báze bimetalu, ktorá chráni motor čerpadla pred spálením v dôsledku vysokej teploty, poruchy fázy, poklesu napätia a zablokovania obežného kolesa. V prípade absencie vonkajších ochranných prvkov môže aj cez aktívnu vnútornú bimetalovú ochranu čerpadla dôjsť k spáleniu motora alebo ochrany samotnej. To preto, že bimetalová ochrana vychladne rýchlejšie a môže byť uvedená do prevádzky aj v čase, keď vodiče vinutia, magnetický obvod a kostra elektromotora neboli dostatočne ochladené. Túto ochranu bimetalom má väčšina čerpadiel HCP do výkonu 7,5 kW.

4.3

Profesionálne, veľmi výkonné čerpadlá bývajú vybavené miniatúrnou tepelnou ochranou (MTP) zabudovanou priamo vo vinutí elektromotora. Táto ochrana chráni motor pred spálením aktiváciou vonkajších ochrán v rozvádzači čerpadla.

5. Spojovací materiál, tesnenie jednotlivých častí čerpadla

Tu by som rád spomenul nemenej dôležité prvky čerpadla, ako je spojovací materiál a tesnenia jednotlivých dielov čerpadiel. Vždy platí, že spojenie antikorovou skrutkou a tesnenie kvalitnými „O“ krúžkami je zárukou jednoduchej demontáže čerpadla pri jeho oprave po rokoch prevádzky.

6. Servis, dostupnosť náhradných dielov

Aj sieť záručných a pozáručných servisov, obsah a kvalita prevádzkového a montážneho predpisu zakúpeného kalového čerpadla, skladové zásoby náhradných dielov, ústretovosť a rýchlosť reakcie na požiadavky zákazníkov vypovedajú o prístupe výrobcu alebo jeho zástupcu k reklamáciám alebo opravám.

Naše heslo

„KVALITA A SPOĽAHLIVOSŤ ZA PRIJATEĽNÚ CENU“

S týmto zaväzujúcim heslom už desať rokov predávame kalové čerpadlá HCP a Walrus nie len na slovenskou trhu, ale aj v Česku, v Poľsku a pobaltských republikách. Verím, že si z ponuky kalových ponorných čerpadiel HCP alebo Walrus vyberiete a že budete s čerpadlom spokojní.

Z vyššie uvedených technických parametrov a konštrukčných prvkov kalových ponorných čerpadiel je zrejmé, že je táto oblasť veľmi široká. Ako bolo na začiatku článku povedané, jeho cieľom nebolo obsiahnuť celú oblasť kalových ponorných čerpadiel. Ak som niečo dôležité opomenul, rád pod tento článok pripojím váš odborný článok, prípadne odpoviem na otázku, ktorá nie je v tomto článku zodpovedaná.


Ing. Petr Svobodník
za K+H čerpaciu techniku s.r.o.

Ďalšie informácie

Odkazy

Ponorné kalové čerpadlá

AF - na veľké zaťaženie
AL – na mierne znečistenú vodu
BF – na čerpanie kalov
AS – na vodu s pieskom
AG – s víričom, na vodu s pieskom
SS – na agresívne vody
SF – na agresívne kaly
GF – s rezákom, na splaškové vody
L – na veľké prietoky
PW - na čistú vodu
Čerpacia nádrž HCP
©2008 K+H ČERPACÍ TECHNIKA S.R.O.
Created by Orbinet.cz