Kalová čerpadla

Následující článek nemá za cíl obsáhnout celou škálu problémů čerpání ponornými kalovými čerpadly, ale může být návodem, jak vybrat ze široké nabídky kalových čerpadel to, s nejlepším poměrem životnost x cena.

Jiné požadavky na životnost čerpadla budou u nepřetržitého čerpání v čistírnách odpadních vod nebo u stavebních firem  při čerpání zaplavených výkopů a jiné při občasném čerpání septiku, žumpy či průsakových vod ve sklepeních.

O poměru životnost a cena rozhoduje celá řada faktorů.  Ty které zde dále uvádíme jsou dle našeho názoru nejdůležitější: 

1. ODDĚLENÍ HYDRAULICKÉ (ČERPACÍ) ČÁSTI ČERPADLA OD ELEKTROMOTORU

2. UTĚSNĚNÍ ELEKTRICKÝCH KABELŮ

3. MATERIÁLY A JEJICH POUŽITÍ PŘI VÝROBĚ KALOVÝCH PONORNÝCH ČERPADEL

4. ELEKTRICKÁ OCHRANA ELEKTROMOTORŮ PONORNÝCH KALOVÝCH ČERPADEL.

5. SPOJOVACÍ MATERIÁL, TĚSNĚNÍ JEDNOTLIVÝCH ČÁSTÍ ČERPADLA

6. SERVIS, DOSTUPNOST NÁHRADNÍCH DÍLŮ

Způsobů jakým oddělit motor od hydraulické části, tzn. utěsnit motor tak, aby k němu nemohla čerpaná kapalina je celá řada a je na výrobci který pro svůj výrobek zvolí. Uvedu pár příkladů a to od nejjednoduššího a tím také nejlevnějšího až po řešení pro kalové čerpadlo nejvhodnější.

1.1

Nejjednodušší řešení je těsnění guferem nebo více gufery (2-3). Většinou se těmito čerpadly doporučuje  čerpat pouze čistá nebo mírně znečištěná voda. V kalové vodě obsažené hrubé abrazivní nečistoty rychle opotřebují gufero a voda, která proteče do elektromotoru, čerpadlo zničí.

1.2

Dokonalejší variantou je vybavení čerpadla jednoduchou mechanickou ucpávkou. „Pevná“ část ucpávky (sedlo) je obvykle umístěna v tělese, „rotující“ část je připevněna na hřídeli. Velmi přesně obrobené kluzné plochy jsou vůči sobě v rotačním pohybu a zároveň jsou k sobě přitlačovány pružinami, jež zabraňují otevření ucpávky. Unášené těsnící čelo i stacionární sedlo jsou vůči hřídeli, respektive tělesu, staticky utěsněna sekundárním těsněním (O-kroužky). Vstupem čerpaného média do těsnící spáry vzniká mazací film, čímž je dosaženo těsnícího efektu. Životnost těchto kroužků je přímo úměrná obsahu abrazivních materiálů v čerpaném mediu. Tzn. čím více písku v mediu, tím kratší životnost.

1.3

Předchozí těsnění čerpadla jednoduchou mechanickou ucpávkou lze vylepšit, a u kalových ponorných čerpadel je tato varianta velmi častá, prostorem nad ucpávkou, který je vyplněn olejem. Mluvíme zde o mechanické ucpávce mazané olejovou náplní. Tento olej maže a chladí kluzné plochy ucpávky a zabraňuje vstupu čerpaného media s abrazivními částicemi  na třecí plochu mechanické ucpávky. Tím značně prodlužuje její životnost. Toto uspořádání je např. u čerpadel PW firmy WALRUS (obr. řezu), které je navíc doplněno guferem ze strany media, pro zachycení hrubých nečistot (viz. obr.).

1.4

Nejčastějším a nejpoužívanějším těsněním elektromotoru od hydraulického prostoru pro kalové čerpadlo je dvojitá mechanická ucpávka. Prostor mezi ucpávkami je vyplněn olejem (ISO VG32). Toto těsnění při použití ucpávek s tzv. tvrdými párováním (oba kluzné kroužky jsou vyrobeny z karbidu křemíku -SiC) zaručuje dlouhou životnost a těsnost.

Tímto systémem jsou vybavena např. všechna kalová čerpadla HCP. Navíc je tato dvojitá ucpávka kryta ze strany media guferem pro zachycení nejhrubších nečistot. U profesionálních čerpadel řady AF pro ČOV je od výkonu 2,2kW do prostoru olejové náplně vsazen detektor vody. (obr. detektoru) Toto zařízení vyhodnocuje stav olejové náplně. V případě opotřebení spodní ucpávky a průsaku vody do oleje se ve spolupráci s vyhodnocovacím relém v rozvaděči čerpadlo vypne. Tím se ochrání elektromotor čerpadla před spálením a nákladnou opravou.

U kalových čerpadel HCP všech typů je uspořádání následující:

• hydraulická část
• gufero
• mechanická ucpávka
• olej
• mechanická ucpávka
• elektromotor

Místo, kde jsou do čerpadla připojeny elektrické kabely (silové, případně plováku či detektoru vody) může být dalším kritickým místem průniku vody do elektromotoru. V případě proseknutí kabelu, může voda protékat podél drátu až do svorkovnice čerpadla, kde může způsobit zkrat. Tomuto poškození lze předejít rozpletením a odizolováním jednotlivých vodičů až na dráty (v délce cca 1 cm) a jejich zalitím speciální pryskyřicí (HCP čerpadla viz. obr.) ve vývodce nebo polyuretanouvou výplní v nerezovém hermetickém šroubovém spoji. Vývodka se těsní „O“ kroužky.

Použití a cenu čerpadla ovlivňuje především druh materiálu zvolený pro výrobu čerpadla a jeho hydraulické části.

3.1

Nejlevnější jsou jednoduchá čerpadla vyrobená z plastu (s vyjímkou speciálních, chemicky odolných). Ovšem i mezi těmito, hromadně vyráběnými levnými čerpadly, mohou být materiálové a tím také cenové rozdíly. Záleží na druhu použitého plastu. Používá se polypropylen, noryl, teflon případně tyto plasty plněné skelným nebo uhlíkovým vláknem a pod.

Jako zástupce této kategorie jsem vybral čerpadla PW firmy Walrus. Mají plášť čerpadla, sací síto, spirálu a obězné kolo vyrobené z norylu pro zvýšení pevnosti plněného skelným vláknem. Ložiskové těleso oceli a hřídel z nerez oceli. Typ 500R z řady čerpadel PW má kovové díly vyrobeny z nerez oceli a je tudiž odolný např. mořské vodě

3.2

Další používaný materiál pro výrobu kalových ponorných čerpadel  je nerezový hlubokotažný plech. Bývá většinou 1-2 mm silný, běžné kvality AISI 304 výjimečné pro průmyslové použití v agresivnějším prostředí z chemicky odolného materiálu AISI 316. Oběžné kolo čerpadla, je bodově svařované. Tato čerpadla jsou ve většině případů vhodná na mírně znečištěnou, případně agresivní vodu. Nerezový plech dlouhodobě neodolává působení abrazivních částic v čerpaném médiu. Proto dochází k postupnému opotřebení  oběžného kola a spirály, tedy nejvíce namáhaným dílům abrazivitou, a následně ztrátě parametrů čerpadla.

Konstrukce čerpadel AL, BF, AS, AG používají nerezový plech na díly, které nejsou vystaveny abrazivnímu působení kapaliny (plášť čerpadel a motorů). Toto řešení snižuje hmotnost přenosných ponorných čerpadel.

3.3

Nejčastěji používaným materiálem pro výrobu kalových čerpadle je litina. Běžně se používá litina šedá, případně temperovaná, která je dostatečně tvrdá a odolná na čerpaní splaškové vody, s mírnou příměsí abrazivních látek. U čerpadel pro čerpání výkopů při zakládání staveb, odvodnění lomů či jiných vod s příměsí písku a kamínků se používá velmi tvrdá, abrazi odolná chromová slitina. Z tohoto materiálu mají vyrobena oběžná kola např. čerpadla řady AS, AG.

3.4

Existuje celá řada dalších materiálů pro výrobu speciálních čerpadel. Jsou čerpadla pogumovaná, odolná proti velmi abrazivním médiím. Také čerpadla chemicky odolná, vyrobená z lité nerezové oceli. Mezi tato speciální čerpadla patří např. čerpadla řady SS, SF – pro čerpání agresivních vod a kalů (pH 2-14). Jejich speciálnímu použití potom odpovídá i vyšší cena.

Elektromotor čerpadla je nezbytné chránit před zkratem a přetížením. Tyto ochranné prvky jako je jistič, pojistka, spouštěč motoru či proudové relé, jsou většinou umístěny v rozváděcí skříni, do které je čerpadlo připojeno. Mimo těchto prvků umístěných mimo čerpadla a odpovídající národním normám a předpisům jsou některá čerpadla vybavena ochrannými havarijními prvky přímo v čerpadle.

4.1

Nejjednodušším prvkem je termostat ve vinutí čerpadla. takto je chráněno např. čerpadlo AL-01, BF-01 a PW.

4.2

Další dokonalejší možností je ochrana tepelnou ochranou – na bázi bimetalu, která chrání motor čerpadla přes spálením v důsledku vysoké teploty, poruchy fáze, poklesu napětí a zablokování oběžného kola. V případě absence vnějších ochranných prvků může i přes aktivní vnitřní bimetalovou ochranu čerpadla dojít ke spálení motoru nebo ochrany samé. To proto, že bimetalová ochrana zchladne rychleji  a může být uvedena do provozu i v době, kdy vodiče vinutí, magnetický obvod a kostra elektromotoru nebyly dostatečně vychlazeny. Tuto ochranu bimetalem má většina čerpadel HCP do výkonu 7,5 kW.

4.3

Profesionální, velmi výkonná  čerpadla bývají vybaveny miniaturní tepelnou ochranou (MTP) zabudovanou přímo ve vinutí elektromotoru. Tato ochrana chrání motor před spálením aktivací vnějších ochran v rozvaděči čerpadla.

Zde bych rád zmínil neméně důležité prvky čerpadla jako je spojovací materiál a těsnění jednotlivých dílů čerpadel. Vždy platí, že spojení nerezovým šroubem a těsnění kvalitními  „O“ kroužky je zárukou snadné demontáže čerpadla při jeho opravě po letech provozování.

Také síť záručních a pozáručních servisů, obsah a kvalita provozního a montážním předpisu  zakoupeného kalového čerpadla, skladové zásoby náhradních dílů, vstřícnost a rychlost reakce na požadavky zákazníků vypovídají o přístupu výrobce či jeho zástupce k reklamacím nebo opravám.

Naše společnost se řídí heslem

"KVALITA A SPOLEHLIVOST ZA PŘIJATELNOU CENU".

S tímto zavazujícím heslem již deset let  prodáváme kalová čerpadla HCP a Walrus nejen na českém trhu, ale i na Slovensku, v Polsku a Pobaltských republikách. Věřím, že si z nabídky kalových ponorných čerpadel HCP či Walrus vyberete a čerpadlo Vám bude sloužit k Vaší spokojenosti.

Z výše uvedených technických parametru a konstrukčních prvků kalových ponorných čerpadel je patrné, že je tato oblast velmi široká. Jak bylo na začátku článku řečeno, nebylo cílem obsáhnout celou oblast kalových ponorných čerpadel. Pokud jsem něco důležitého opomněl, rád pod tento článek připojím Váš odborný článek, případně odpovím na dotaz, který není v tomto článku zodpovězen.

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