Klipna sisaljka

Stapne sisaljke se dijele na više slijesećih načina:

jednoradne

dvoradne

diferencijalne

 

Na gornjoj slici su prikazane jednoradne sisaljke. Sisaljke se sastoje od pogonskog mehanizma, prijenosa, cilindra, stapa (klipa) te usisnog i tlačnog ventila. Stap se pokreće pravocrtno, naizmjence se giba od jedne do druge mrtve točke. Gibanjem stapa prema gore u cilindru nastaje podtlak, te zbog atmosferskog tlaka koji djeluje van cilindra uzrokuje usis tekućine u usisnu cijev. Tekućina u gibanju otvara usisni ventil puni cilindar. Pri povratu stapa iz mrtve točke, tlači tekućinu stvarajući u njoj tlak koji otvara tlačni ventil i propušta tekućinu u tlačnu cijev.

Dobava jednoradne sisaljke je:

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times n}$  gdje je

Q - volumenska dobava

h - stapaj stapne sisaljke

d - promjer cilindra sisaljke

n - broj ciklusa sisaljke (radnih taktova)

Ova formula je ispravna za jedan cilindar, kada sisaljka ima više cilindara, tada volumensku dobavu pomnožimo s brojem cilindara.

Dvoradne sisaljke su u principu rada jednake jednoradnim sisaljkama, osim što upotrebljavaju obje strane stapa za izvođenje radnog ciklusa. Shodno tomu, moraju imati dodatni par ventila spojen na drugu stranu stapa i sustav brtvljenja stapajice koji sprječava prolaz tekućine prema vani. Treba napomenuti da klipne sisaljke ne mogu biti izvedene kao dvoradne.

Dobava dvoradnih stapnih sisaljki teoretski je dvostruko veća od jednoradnih:

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times 2n}$  gdje je

Q - volumenska dobava

h - stapaj stapne sisaljke

d - promjer cilindra sisaljke

n - broj ciklusa sisaljke (radnih taktova)

što nije u stvarnosti, jer na jednoj strani imamo stapajicu, pa je dobava manja za taj dio:

${\displaystyle Q=nh\times \left(2{\frac {d^{2}\times \pi }{4}}-{\frac {d_{1}^{2}\times \pi }{4}}\right)=nh\times {\frac {\pi }{4}}\left(2d^{2}-d_{1}^{2}\right)}$ 

gdje je:

${\displaystyle d_{1}}$  - promjer stapajice

To su dvoradne sisaljke koje na račun smanjenja ukupne dobave postižu bolje uravnoteženje dobave i manje oscilacije u tlačnoj cijevi. Kako nisu naročito ekonomične, ne sreću se često u upotrebi.

 

Prema broju stupnjeva stapne sisaljke se dijele na:

jednostepene

višestepene

Na gornjim crtežima sve prikazane sisaljke su jednostepene. Većina klipnih sisaljki jest jednosterpena, premda ponekad može biti i višestepena. Kada trebamo postići veći tlak, tada koristimo stapne sisaljke s više stupnjeva, kao što je prikazano na slici desno. Kako su tekućine nestlačive, ovaj princip se uglavnom ne primjenjuje na tekućine već samo na plinovite medije.

Objašnjenje slike

1 - usisna cijev

2 - klip s dva promjera

3 - komora prvog stupnja

4 - cijev koja spaja dva stupnja

5 - komora drugog stupnja

6 - izlazna cijev iz sisaljke

Kod višestepenih sisaljki, kao na slici, medij iz jednog stupnja ide u drugi.

Ovaj princip višestepene klipne sisaljke se vrlo često primjenjuje na izradi kompresora zraka srednjeg tlaka (25-30 bara)

stapne sisaljke bez križne glave

stapne sisaljke s križnom glavom

Kao i kod motora, manje sisaljke se rade bez križne glave, dok se veće sisaljke zbog sila u stapnom mehanizmu rade s križnom glavom.

 

Stapne i klipne sisaljke imaju promjenjivu brzinu gibanja stapa (klipa) u cilindru što uzrokuje da imaju promjenjivu, periodičku dobavu. Tijekom usisa, kod jednoradne pumpe, dobava je jednaka nuli, a za vrijeme tlačenja se mijenja sukladno brzini gibanja stapa. Na dijagramu je prikazan usporedni prikaz dobave jednoradne i dvoradne stapne sisaljke, a također i pravac koji prikazuje prosječnu dobavu sisaljke. Da bi se ujednačila dobava, primjenjuje se više rješenja, od povećanja broja cilindara, pomicanja kuta među cilindrima,...

Najčešći način ujednačavanja dobave je ugradnjom Heronovih boca ili zračnih boca na tlačnom cjevovodu. Šrafirane površine prikazuju količinu tekućine koju zračna boca treba preuzeti, da bi ujednačila dobavu. U stvarnosti, ta je količina manja, tako da se dobiva puno blaža sinusoida.

Kod principa rada jednoradnih i dvoradnih sisaljki prikazana je formula za teoretsku dobavu. Stvarna dobava stapnih sisaljki je:

${\displaystyle Q_{s}=Q\times \lambda }$ 

gdje je:

${\displaystyle Q_{s}}$  - stvarna dobava

${\displaystyle \lambda }$  - koeficijent gubitaka sisaljke

 

Stapne pumpe možemo pogoniti ručno, elektromotorom, parnim stapnim strojem a mogu biti pogonjene i motorom s unutarnjim izgaranjem.

• Sisaljka
• Centrifugalna sisaljka
• Zupčasta sisaljka
• Vijčana sisaljka
• Zračna boca