Pokud jste nalezli tuto stránku při fulltextovém
vyhledávání, tímto odkazem se dostanete na
hlavní rozcestí a stránky tématicky související.

Čerpací spirála


Ačkoliv nepatří čerpací spirála mezi vodní motory, má mezi technikou tohoto druhu své místo. Konstrukčně vychází z Cavéova spirálního čerpacího kola, dopravuje však vodu do větších výšek. Nejčastěji bývá instalována přímo po straně vodního kola na spodní vodu.

schéma uspořádání čerpací spirály

Funkce:

Spirála je tvořena trubkou navinutou na vhodném držáku. Začátek trubky je na vnějším konci otevřený, druhý konec je veden do středu hřídele a přes ložisko vyveden prostřednictvím rotační ucpávky na výtlačné potrubí. Celek se pomalu otáčí. Pohon může být zajištěn vodní silou, ale i například větrným motorem. Celá spirála je částečně zanořena pod hladinu. Volný konec trubky se tak střídavě zanořuje pod hladinu a zase vynořuje. Tím se do spirály nabírá sloupec vody následovaný sloupcem vzduchu. Odpor nutný pro dopravu vody do výše způsobí vychýlení polohy sloupce vody v jednotlivých závitech spirály. Pokud nedojde k přelití vody do sousedního závitu, je voda tlačena do výtlačného potrubí součtem vodních sloupců v jednotlivých závitech. Výtlačná výška může být při větším počtu závitů podstatně vyšší než je průměr samotné čerpací spirály. S výhodou lze takto dopravovat i kalnou znečištěnou vodu s pískem, řasami, bahnem. Voda je při čerpání okysličována. Čerpání je šetrné k živým organismům.

Výpočet:

Následující řádky vycházejí z předpokladu, že spirálu lze zanořit pod hladinu asi do 30% jejího průměru (nebo více). Aby nedošlo k rozpadu a přetržení sloupců v závitech, uvažuje se za provozu rozdíl hladin stojících v jednom závitě asi jen 50% průměru spirály.

(Pokud zadáváte ve formuláři desetiny, použijte k jejich oddělení tečku, nikoliv desetinnou čárku.)

Průměr spirály (střední) [D]:  metrů a centimetrů.

Světlost použité trubky [DN]:  milimetrů.

Počet závitů spirály [Z]:  ks.



Dopravní výška [H 1 ]:   metrů   

Čerpané množství [q 1 ]:   ltr./24hod.

...při optim. otáčkách [n]:   ot./min...     

...a zanoření pod hladinu:   centimetrů.  

  ...předpokládá se hnací výkon:   W (velmi přibližně!)

Náročnost na hnací sílu je u malých strojů ovlivněná především odporem rotační ucpávky, přes kterou se voda ze spirály odebírá. U velkých strojů naopak zaleží na hmotnosti celého zařízeni. Samotné čerpání vody tvoří jen část z celkově dodávané energie.

Legenda:

Průměr spirály:

D [m] = 2 x H 1 [m] /  Z [ks]

Dopravované množství:

S [mm 2 ] = 0,785 x DN 2 [mm]
s [m] = 1,2 x D [m]
n [ot./min] = 5,7 /  D [m]
q [ltr./min] = s [m] x n [ot./min] x S [mm 2 ] / 1000

Konstrukční detaily:

Doporučení:

Praktické řešení:

schéma uspořádání čerpací spirály letmo uchycené na hřídeli kola

Obrázek většího závlahového zařízení s čerpací spirálou. Vodní kolo v tomto uspořádání pohání rychle proudící voda v mělkém šikmém žlabu. Příslušný spád vyvozuje jezovitý práh zřízený přes celou šířku toku vpravo od kola. Spirála, jako samostatný díl, letmo nasazená na hřídeli se otáčí ve své vlastní hluboké jímce s klidnou vodou, která je napájena vodou přes česle z prostoru na nátokové straně vodnío kola, kde je hladina výše. Jímka umožnujé hluboké zanoření spirály, které zvyšuje její objemovou účinnost a navíc slouží jako odkalovací nádrž a lapák písku. Výhodou tohoto řešení je možnost použití typizovaných ložiskových domků s valivými ložisky, čerpání vody bez nečistot a vysoká životnost ucpávky. Ta na rozdíl od výše popisovaného konstrukčního uspořádání nemá zástupnou funkci ložiska a není namáhána radiální silou. Pro zachování souososti je těsnící plocha nátrubku spirály obrobena současně nápojem, který bude upevněn na hřídeli kola, teprve dodatečně je navařena vlastní spirála. Drobné odchylky pomůže vypružit kompenzátor z pryžové hadice nebo nerezového vlnovce, který drží ucpávkové těleso na nátrubku a nechává ho, aby si přirozeně nalezlo optimální polohu.

Použití:

Použití tohoto čerpacího zařízejí je omezeno především na závlahy nebo pro dopravu vody do výše položených vodních nádrží jako např. bazénů, okrasných jezírek, rybníčků a rybích líhní. Naopak po odloučení vody přes sifon hned za spirálou může zařízení pracovat jako provzdušňovací kompresor pro domácí čistírny.


[ vodních motory obecně ] - [ jiné systémy ] - [ průvodce kutila ]