8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
1/24
04. Stapne i klipne sisaljke
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
2/24
Stapne i klipne sisaljke spadaju u sisaljke s linearno pokretnim dijelovima. U njima se
tekuinapomieod strane sisanja prema tlaku spomoustapa ili klipa.
Dobava je nejednolina. One imaju ventile koji sprijeavaju vraanje tekuine u crpni
cjevovod u momentu izmjene funkcije prostora. Za rad ventila koristi se podtlak koji
nastaje pri linearnom gibanju stapa ili klipa u cilindru. Openito, stapne ili klipne pumpese koriste za male dobavne koliine,niske brzine i velike dobavne visine.
Stapne i klipne sisaljke dijetimo prema nainurada na:
- jednoradne,
- dvoradne, i
- difereneijalne.
a) b) c)
Slika 1 Jednoradna, dvoradna i diferencijalna sisaljka [1]
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
3/24
Jednoradna sisaljka se sastoji od cilindra, stapa, te crpnog (usisnog) i tlanog ventila
(Slika 1 a). Stapalo se pravocrtno pokreeu cilindru preko polujaod DMT do GMT.
Gibanjem klipa ili stapa prema gore u cilinidru nastaje podtlak. Atmosferski tlak tjera
vodu u crpnu cijev. Voda, djelovanjem atmosferskog tlaka (pa), otvara crpni ventil V1, i
ispuni prostor ispod stapa ili klipa. Kada se klip ili stap vraa,tj. giba prema dolje, stvarase u prostoru ispod stapa ili klipa pretlak koji zatvara crpni ventil V1, a otvara tlani
ventil V2, te tjera vodu u tlanucijev.
Dvoradne stapne sisaljke (Slika 1 b), su one u kojima se pomicanjem stapa ili klipa u
cilindru naizmjence s obje strane stapa ili klipa stvara podtlak u koji atrnosferski tlak
(pa), tjera vodu iz crpne cijevi otvarajuci crpne ventile V, te naizmjenice stap tjera
tekuinu u tlanu cijev, otvarajui tlane ventile V1. Klipne sisaljke su za razliku od
stapnih samo jednoradne.
Diferencijalne sisaljke su one kod kojih oblik klipa prelazi djelomino u oblik stapa.
Dobava im jejednoliinijau odnosu na klipnu sisaljku (Slika 1 c).
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
4/24
Proraun stapne i klipne sisaljke
Uz zadanu dobavnu koliinu, dobavnu visinu i izvedbu sisaljke, proraun se svodi na
odreivanje:
- promjera stapa, stapaja i brzine vrtnje;
- potrebne snage;
- vrste i dimenzija ventila;
- veliinuzraneposude;
- odreivanjeostatih dijelova sisaljke krozproraunvrstoe.
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
5/24
Brzina vrtnje
Brzookretne sisaljke tede na prostoru (manje kuiste), ali se vie troe dijelovi (ventili),
koji djelovanjem visine stupca tekluine(tlaka) ne rade dovoljno sigurno.
Obinopodruje broja stapaja stapne sisaljke je od 30 do 300 stapaja u minuti. Srednja
stapna brzina odreujese po izrazu:
12
1, 560 30m
s n s n
c ms
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
6/24
Stapaj i promjer stapa
Stapajni omjer ovisan je o dobavnoj koliini, dobavnoj visini i brzini vrtnje.
Kao pravilo vrijedi:
- kod velike dobavne koliine i male brzine vrtnje je velik stapajni omjer;
- kod male dobavne kolieine i velike brzine vrtnje je malen stapajni omjer;
Stapajni omjer kree se u granicama 0,75 do 2,5.
s
D
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
7/24
Dobavna koliina
Kodproraunadobavne koliinekoriste se slijedeeveliine:
Q - dobavna koliina,m3/s;
d - promjer stapajice, m;
D - promjer stapa, m;
A, f - povrsina stapa i stapajice, m2;
- stupanj dobave (zapremninski stupanj djelovanja).
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
8/24
- Dobavna koliinajednoradne sisaljkeza nokretaja u minuti raunase prema izrazu:
gdje je:
-povrinaelastapa ili klipa, m2;
s - stapaj (hod stapa ili klipa), m;
n - broj okretaja, min-1;
- stupanj djelovanja sisaljke (zbog gubitaka, sisaljka dobavlja manju koliinu
tekuneod stvarne).
3 1
1
60
A s nQ m s
2
4
dA
1
Q
Q
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
9/24
- Dobavna koliinadvoradne sisaljke
Pri hodu prema gore (Slika 1 b), donja strana crpi koliinu , a gornja tlaikoliinu
iz cilindra, gdje jeApovrinastapa, afpovrinastapajice.
Promjer stapajice duzima se 0,12 do 0,5D stapa.
Pri jednom okretaju sisaljka dobavlja:
Za nokretaja u minuti dobavna koliinadvoradne sisaljke iznosi:
gdje je:
- stupanj djelovanja sisaljke.
A s
A f s
32A f s A s A f s m
3 1260
A f s nQ m s
1
Q
Q
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
10/24
- Dobavna koliinadiferencijalne klipnesisaljke:,
Kada se klip dieprema gore (Slika 1 c), crpi koliinu , a istovremeno gornja strana
tlaikoliinu , gdje je (f1)povrinamanjeg stapa.
Koliinapri crpljenju kroz ventil V1iznosi:
Koliinapri tlaenjuiznosi:
Kad klip ide prema dolje, donja strana tlaikoliinutekuinekroz ventil V2, iznosi
uz istovremenopoveanjevolumena oko klipa d1za vrijednost
A s
1A f s
2
3
4u
dQ s m
2 2
2 2 31
1
4 4 4t
D dQ s D d s m
2
'
4t
DQ s
2 2
' 2 2 31
1
4 4 4u
D dQ s D d s m
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
11/24
U tlanu cijev ulazi samo koliina koja odgovara razlici volumena gornje i donje strane
klipa, tj.
prema tome, stvarna dobavna koliinaza diferencijalnu klipnu sisaljku iznosi:
Da bi za oba stapaja koliinakoja se tlaibila jednaka, mora biti
toznaida eu oba stapaja dobavne koliinebiti jednake samo ako promjer manjeg klipa
iznosi
2 2
' ' 2 2 1
1
4 4 4t u
D dQ Q s D d s s
3 11
60
f s nQ m s
' '
t t uQ Q Q
2
2 2 1
1 / :
4 4 4
dD d s s s
2 2 2
1 1D d d
2 2
1 1 12 2
2
DD d D d d
1
2Dd
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
12/24
Uin potreban za rad sisaljke(na spojci) odreuje se prema izrazu:
gdje su:
Q - stvama dobavna koliina, m3
/s;ep -ukupna specifina energija dobave, J/kg;
- gustoa tekucine kg/m3;
u - ukupni stupanj djelovanja sisaljke
Ukupni stupanj djelovanja se odreuje umnokom stupnja dobave (z), hidraulinog stupnjadjelovanja (h) i mehanikog stupnja djelovanja (m), tj.:
- Zapreminski stupanj djelovanja z
(proputanje ventila, brtvenica, stapala, kanjenje zatvaranja ventila, prisutnosti zraka usisaljki...)
z = 0,96 do 0,98 - za velike sisaljke;
z = 0,92 do 0,96 - za srednje sisaljke;
z = 0,88 do 0,92 - za male sisaljke.
1000
p
s
u
Q eP kW
u z h m
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
13/24
- Hidraulinistupanj djelovanja h
(otpori strujanja i gubici uslijed promjene brzine,proputanjau sisaljci i u ventilima)
h= 0,85 - za niedobavne visine,
h= 0,98 - za viedobavne visine.
- Mehanikistupanj djelovanja, m
(mehanikigubici pogona sisaljke, trenje stapala i brtvenice)
m= 0,85 do 0,95
- Ukupni stupanj djelovanja, u
Za sisaljke s pogonom preko prijenosa ukupni stupanj djelovanja iznosi
u= 0,7 do 0,9
Snagu pogonskog motora trebapoveatiza gubitke prijenosa:
smu
PP kW
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
14/24
Komore za zrak
Ugrauju se na tlanoj strani sisaljke (na strani crpljenja, kod duihcrpnih cjevovoda
prije ventila);
Svrha im je odstraniti tete koje mogu nastali nepravilnim protokom tekuine.
Slika 1 Dijagram dobave jednoradne sisaljke sa zranom komorom [1]
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
15/24
Srednja zapremnina zranekomore:
- za crpne (usisne) komore jednoradne sisaljke;
- za crpne (usisne) komore dvoradne sisaljke;
- za tlanekomore jednoradne sisaljke.
- za tlanekomore dvoradne sisaljke.
gdje je:
Vs - srednja zapremnina zrane komore;
A -povrina stapa;
s - stapaj.
0,55
0,1s
A sV
0,21
0,1s
A sV
0,55
0,05s
A sV
0,21
0,05s
A sV
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
16/24
Dijelovi stapnih i klipnih sisaljki
Stap i klip
1 dio stapa
2 dio stapa
3 dio stapa
4 koni uloak
5 vijak stapaice
1 dio stapa
2 dio stapa
3 vijak stapaice
4 prsten
5 razdjelni prsten6 stap
7 prsten
Slika 2 Izvedbe stapa stapne sisaljke
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
17/24
Brtvenice
slue za brtvljenje stapaica i klipova
- za stapaice
- - za klipove
Slika 3 Brtvenica stapne ili klipne sisaljke [1]
2 2, 5s d
s d
4 8h s
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
18/24
Ventili
Sprijeavajuvraanjetekuineu cilindar stapne ili klipne sisaljke;
Rade automatski, djelovanjem pretlaka ili podtlaka se otvaraju odnosno zatvaraju;
Ventil ima svoju teiou (G), koja ga vraa na sjedite im prestane strujanje medija,odnosno djelovanje tlaka. Ventil koji se vraaju na sjedite djelovanjem vlastite mase
koriste se za sisaljke do 60 stapaja u minuti i moraju leati vodoravno. Za vei broj
stapaja ventile treba opteretiti oprugom. Ventil se podie djelovanjem tlaka p1 ispod
ventila, a iznad ventila djeluje tlak p2i teinaventila (G). Jednadbanjegove ravnotee
ima oblik:
Slika 4 Podizanje ventila djelovanjem tlaka [1]
2 2
2 1
2 1
4 4
d dG p p
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
19/24
Teinaventila je jednaka razlici sila koje djeluji ispod i iznad stapa, tj.
Zbog razlike izmeu tlakova p1 i p2 struji tekuina brzinom c2 izmeu sjedala i pladnja
ventila na opsegu d2:
Obinose usvaja:
- za napojne sisaljke
2 2
1 2
1 24 4
d dG p p N
11 2
2 2
p pc ms
12 32c ms
max 5 15h mm
max 30h mm
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
20/24
a Plosnati ventil c Ventil sa zaklopom
b Ventil s koninim sjeditem i rebrima d Ventil s kuglom
Slika 5 Izvedbe ventila [1]
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
21/24
1 Odbojnik 4 Sjedalo - prsten
2 Opruga 5 Rebro
3 Ventil
Slika 6 Ventil sa oprugom [1]
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
22/24
1 Crpno ventilsko sjedite 4 Ventil
2 Tlano ventilsko sjedite 5 Opruga ventila
3 Odbojnik ventila 6 Vreteno ventila
Slika 7 Ventilsko kuite stapne sisaljke
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
23/24
a Opa izvedba 1 Gumeni disk 4 Odbojnik
b Beldam izvedba 2 Izvijena ploa 5 Lamela
c Kinghorn izvedba 3 Sjedite 6 Valovita lamela
Slika 8 Izvedbe ventila stapnih sisaljki [1]
8/10/2019 04. STAPNE I KLIPNE SISALJKE (1).pdf
24/24
Svojstva stapnih i klipnih sisaljki
Dobra svojstva stapnih/klipnih sisaljki su:
- sposobnost stalnog crpljenja tekuine;
- mogunostodravanjavisokih tlakova, bezpoveanjadimenzija sisaljke;
- mogunostodravanjakonstantnog tlaka uz razliitekapacitete;
- visok koeficijent korisnog djelovanja;
- mogunostpretakanja razliitihtekuina.
Loasvojstva stapnih/klipnih sisaljki su:
- osjetljivost ventila na zaprljanu tekuinu;
- mala brzina stapa/klipa, a time i ogranien kapacitet. Vei kapacitet se postie veim
dimenzijama sisaljke, toposkupljuje sisaljku u odnosu na centrifugalnu;
- nejednoliko kretanje stapa, a time i nejednolika dobava.