Jak działają pompy wielostopniowe?

Jak zbudowane są pompy wielostopniowe i na jakiej zasadzie działają?

Konstrukcja tego rodzaju pomp opiera się na zestawie połączonych szeregowo wirników, określanych mianem stopni. Zastosowanie tego rozwiązania pozwala na obejście ograniczeń fizycznych, jakie niesie za sobą użycie jednego wirnika, który przy określonej budowie będzie w stanie zapewnić niemałą, ale jednak ograniczoną wysokość podnoszenia wody.

Dzięki sile ssącej pompa pobiera wodę do pierwszej komory. Stąd jest ona tłoczona przez znajdujący się w środku wirnik do kolejnej komory, gdzie dalej zwiększane jest jej ciśnienie. Cykl ten powtarza się w kolejnych komorach, a w każdej z nich dochodzi do stopniowego podnoszenia ciśnienia. Im więcej jest zatem stopni podnoszenia ciśnienia, tym uzyskane na wyjściu ciśnienie staje się wyższe przy zachowaniu stałego przepływu wody dla określonej prędkości obrotowej wału pompy.

Wał, na którym osadzone są wirniki, przymocowany jest do silnika, który nadaje mu ruch obrotowy. Budowa kolejnych stopni obejmuje takie elementy jak kierownice, kanały spiralne oraz dyfuzory, w których energia mechaniczna pompy przekazywana przez wirniki zamieniana jest na energię kinetyczną pompowanej wody. Dzięki temu woda na wylocie z pompy ma znacznie wyższe ciśnienie niż na wejściu, a ponadto dużo wyższą prędkość.

W pompach wielostopniowych kluczowe znaczenie ma efektywność energetyczna, ponieważ urządzenia tego typu wymagają do działania znacznie więcej prądu niż modele jednostopniowe.

Rodzaje pomp wielostopniowych

Pompy wielostopniowe dzieli się na poziomie i pionowe. Modele poziome to z reguły urządzenia napowierzchniowe, często samossące. Mają one wał z wirnikami osadzony poziomo, zaś obudowa silnika zazwyczaj jest żebrowana w celu usprawnienia chłodzenia. Z kolei pompy pionowe charakteryzują się większym zróżnicowaniem konstrukcji.

Pompy pionowe głębinowe mają wirniki osadzone na pionowym wale, umieszczonym nad silnikiem, dzięki czemu opływający obudowę strumień wody jednocześnie chłodzi silnik. Wiele modeli pionowych o tym schemacie budowy to smukłe pompy głębinowe, przeznaczone do wąskich studni wierconych. Inne modele obejmują pompy zaopatrzone w wyłącznik pływakowy. Przeznaczone są one do studni wierconych – w tym również tych o dużej średnicy. Na rynku dostępne są także pompy wielostopniowe powierzchniowe, w których silnik umieszczony jest nad wałem z wirnikami.

Zastosowanie pomp wielostopniowych

Pompy wielostopniowe znajdują zastosowanie przede wszystkim wszędzie tam, gdzie konieczne jest wtłoczenie wody na dużą wysokość. Głębinowe modele wielostopniowe stosowane są chętnie w rolnictwie, gdzie służą do zasilania dużych deszczowni w uprawach wielkopowierzchniowych, np. w warzywnictwie.

Innym, typowym odbiorcą pomp wielostopniowych jest górnictwo. W tym przypadku automaty stosowane są do odwadniania kopalń, a woda jest tłoczona nawet na ponad tysiąc metrów w górę.

Ponadto, pompy wielostopniowe doskonale nadają się do dostarczania oraz zapewnienia obiegu wody w różnego rodzaju instalacjach komunalnych i przemysłowych. Chętnie są też stosowane w automatycznych instalacjach przeciwpożarowych, w których efektywność zraszaczy zależy między innymi od ciśnienia wody i jej ilości.

Przykłady pomp wielostopniowych

Zarówno konstrukcja pomp wielostopniowych, jak i technologia ich produkcji są dosyć skomplikowane. Sprawia to, że jedynie niewielu producentów jest w stanie zaoferować te produkty. Wynika to z faktu, że aby uzyskać jakość i sprawność wyrobu na odpowiednim poziomie, konieczny jest właściwy poziom „know-how”, którego firmy zazdrośnie strzegą. Jednym z przodujących producentów jest firma IBO, która w swojej ofercie posiada zarówno pompy wielostopniowe poziome, jak i pompy pionowe.

Do tej pierwszej kategorii należą pompy z serii MH i MHI, przeznaczone do pompowania czystej, zimnej wody. Modele te zaopatrzone są w wirnik stalowy lub wykonany z norylu. Posiadają silnik jedno- lub trójfazowy.

Z kolei pompy IBO z serii MCI oprócz tłoczenia zimnej wody mogą być wykorzystane również do tłoczenia wody o temperaturze do 70 stopni Celsjusza, co czyni je doskonałymi urządzeniami do użycia w domowych instalacjach centralnego ogrzewania.

Podobne zastosowanie ma pionowa pompa wielostopniowa z serii IBO VMH, w której wirniki osadzone zostały pod silnikiem, zaś króćce wejścia i wyjścia – z boku pompy, co ułatwia jej podłączenie do instalacji ciepłowniczej.

Do pobierania wody bezpośrednio ze studni przeznaczone są pompy IBO z serii SKM, dedykowane do wąskich studni wierconych. Z kolei pompy OLA INOX i OLA AUTO zaopatrzono w płaszcz usprawniający chłodzenie silnika, dzięki czemu można ich używać w studniach wierconych o dużej średnicy, a także w bardzo głębokich studniach kopanych.