Pompy Pionowe - Budowa i Konstrukcja

Pompy pionowe należą do grupy urządzeń, które łączą kompaktową budowę z bardzo wysoką sprawnością. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie potrzebne jest stabilne ciśnienie w instalacji, niezawodność oraz możliwość pracy w trybie ciągłym – w układach podnoszenia ciśnienia, instalacjach przemysłowych, systemach nawadniania czy w stacjach uzdatniania wody.

Dzięki zabudowie „w linii” oraz możliwości pracy w szerokim zakresie parametrów doskonale sprawdzają się zarówno w nowoczesnych kotłowniach i maszynowniach, jak i w modernizowanych obiektach, gdzie liczy się każdy centymetr przestrzeni. Ich konstrukcja została opracowana z wykorzystaniem nowoczesnych technologii oraz wytrzymałych materiałów, co pozwala osiągnąć wysoką wydajność bez skracania żywotności urządzenia i zapewnia bezproblemową eksploatację przez wiele lat.

Charakterystyczna budowa pomp pionowych

Typowa pompa pionowa to konstrukcja wielostopniowa, w której kolejne wirniki osadzone są na wspólnym wale, ustawionym pionowo. Przeciwległe usytuowanie króćców ssawnych i tłocznych w tak zwanym układzie „in-line” pozwala na znaczne uproszczenie instalacji – pompa może być włączona bezpośrednio w linię rurociągu, bez konieczności wykonywania skomplikowanych obejść.

Wszystkie pompy pionowe wyposażone są w mocne, standardowe silniki elektryczne kołnierzowe, najczęściej zasilane prądem 400 V. Silnik jest sztywno przytwierdzony do korpusu urządzenia, a napęd na wirniki przenoszony jest za pomocą wytrzymałego sprzęgła. Taka konstrukcja zapewnia stabilną pracę nawet przy wysokim ciśnieniu i dużym wydatku wody.

Konstrukcja i działanie pomp pionowych

Pompa pionowa przetłacza medium dzięki pracy wirników osadzonych na wale. Woda (lub inne medium) wpływa przez króciec ssawny, przechodzi przez kolejne stopnie pompy, gdzie z każdym stopniem rośnie ciśnienie, po czym jest tłoczona do instalacji przez króciec tłoczny. Dzięki wielostopniowej budowie urządzenia te świetnie sprawdzają się jako pompy do podniesienia ciśnienia w instalacjach budynków mieszkalnych, zakładów przemysłowych czy systemów nawadniania.

W zależności od przeznaczenia pompy, a dokładniej od rodzaju mediów, jakie może transportować, stosowane są różne typy sprzęgieł:

sprzęgło tulejowo-łupkowe – w pompach przystosowanych do transportu czystej wody pitnej i użytkowej,
sprzęgło tulejowe – w urządzeniach, które mają kontakt z mediami o umiarkowanej ilości zanieczyszczeń.

Przenoszenie obciążeń i łożyskowanie

W trakcie pracy pompy pionowej w układzie pojawiają się różne siły, które muszą zostać odpowiednio „przejęte” przez konstrukcję, aby zapewnić niezawodność i długą żywotność urządzenia. W pompach pionowych stosuje się rozwiązania, które minimalizują zużycie elementów ruchomych:

Siły poosiowe – są przenoszone przez łożysko toczne zabudowane w głowicy pompy. Wykonane z bardzo trwałych materiałów łożysko pracuje bezobsługowo przez cały okres eksploatacji, co zmniejsza konieczność przestojów serwisowych.
Siły promieniowe – przejmuje je łożysko ślizgowe umieszczone w przestrzeni ssawno-napływowej korpusu dolnego pompy. Przestrzeń ta jest zawsze zalana medium, dlatego łożysko jest zabezpieczone przed pracą na sucho, a dodatkowo smarowane pompowaną cieczą.

Takie rozwiązanie konstrukcyjne sprawia, że pompy pionowe dobrze znoszą nawet intensywną, ciągłą pracę w wymagających instalacjach.

Uszczelnienie wału i szczelność układu

Wał pompy pionowej jest uszczelniany w korpusie górnym za pomocą pojedynczego uszczelnienia czołowego. Jego rodzaj dobiera się w zależności od warunków pracy panujących wewnątrz urządzenia – przede wszystkim temperatury transportowanego medium oraz ciśnienia roboczego towarzyszącego pracy pompy.

Odpowiednio dobrane uszczelnienie czołowe ma kluczowe znaczenie dla szczelności układu i bezpieczeństwa pracy. W instalacjach wymagających (np. z podwyższoną temperaturą, agresywnymi chemicznie mediami) stosuje się materiały o zwiększonej odporności na ścieranie, korozję i zmiany temperatury.

Materiały stosowane w pompach pionowych

Do produkcji głównych elementów pompy pionowej wykorzystuje się materiały o wysokiej odporności mechanicznej oraz korozyjnej. W zależności od producenta i konkretnego modelu są to zazwyczaj:

żeliwo – stosowane m.in. na korpusy pomp, zapewnia sztywność konstrukcji i tłumienie drgań,
stal nierdzewna – używana do elementów mających bezpośredni kontakt z wodą, szczególnie w instalacjach z wodą pitną i użytkową,
noryl i poliwęglan – tworzywa stosowane do produkcji niektórych wirników i elementów wewnętrznych, zapewniające wysoką odporność na korozję i niewielką masę,
mosiądz – wykorzystywany np. do wybranych elementów armatury i części tocznych.

Dzięki takiemu doborowi materiałów pompy pionowe mogą pracować w zróżnicowanych warunkach – od instalacji z wodą zimną, przez układy podnoszenia ciśnienia, aż po systemy, w których medium ma podwyższoną temperaturę lub lekko agresywny chemicznie charakter.

Zastosowanie pomp pionowych w praktyce

Pompy pionowe znajdują zastosowanie zarówno w małych, jak i dużych instalacjach. Stosuje się je m.in. do:

podnoszenia ciśnienia w budynkach mieszkalnych, hotelach i obiektach użyteczności publicznej,
zasilania linii technologicznych w zakładach przemysłowych,
obiegów wody w układach chłodzenia i klimatyzacji,
systemów nawadniania ogrodów, szklarni i upraw polowych,
układów uzdatniania wody i filtracji.

Ze względu na swoją konstrukcję i parametry pracy pompy pionowe często współpracują z automatyką utrzymującą stałe ciśnienie w instalacji. W takim układzie warto rozważyć połączenie ich z odpowiednio dobranym sterownikiem, o czym więcej znajdziesz w poradniku o pompach pionowych.

Dobór i producenci pomp pionowych

Dobór właściwej pompy pionowej wymaga analizy kilku parametrów: wymaganej wydajności, wysokości podnoszenia, rodzaju medium, temperatury pracy oraz charakteru instalacji. Różni producenci pomp oferują szeroką gamę modeli, dzięki czemu można dopasować urządzenie zarówno do prostych układów w małych obiektach, jak i rozbudowanych instalacji przemysłowych.

Warto korzystać z kart katalogowych i tabel doboru, a w przypadku wątpliwości – z pomocy doradców technicznych, którzy na podstawie parametrów instalacji pomogą wskazać odpowiedni model oraz dobrać armaturę towarzyszącą (zawory, filtry, elementy zabezpieczające).

Eksploatacja i serwis pomp pionowych

Choć pompy pionowe projektowane są jako urządzenia trwałe i możliwie bezobsługowe, odpowiednia eksploatacja ma duży wpływ na ich żywotność. Do najważniejszych zasad należą:

praca w zakresie parametrów przewidzianych przez producenta (wydajność, ciśnienie, temperatura medium),
stosowanie odpowiedniej filtracji po stronie ssawnej, jeśli medium może zawierać zanieczyszczenia stałe,
regularna kontrola szczelności armatury i połączeń,
okresowe przeglądy stanu uszczelnienia czołowego i elementów wirnikowych.

W przypadku prawidłowego doboru i montażu pompy pionowe mogą pracować przez wiele lat, zapewniając stabilne parametry i wysoką sprawność przy stosunkowo niewielkich wymaganiach serwisowych.

Podsumowanie

Pompy pionowe to nowoczesne, wydajne i kompaktowe urządzenia, które dzięki przemyślanej konstrukcji, odpowiedniemu łożyskowaniu i zastosowaniu trwałych materiałów sprawdzają się w szerokim zakresie zastosowań. Prawidłowo dobrane i zamontowane stanowią serce instalacji podnoszenia ciśnienia lub obiegu wody, zapewniając stabilną pracę i długą żywotność całego systemu.