Centrifugalna sisaljka
<s>Centrifugalne sisaljke su sisaljke kroz koje tekućina protječe od smjera crpljenja prema tlačnoj strani djelovanjem centrifugalne sile, s radijalnim tokom strujanja, koja potiskuje tekućinu između lopatica jednog ili više rotora.</s><s>Centrifugalne sisaljke prikladne su za svaku namjenu osim za male količine i male brzine, te za tekućine koje imaju veliku viskoznost.</s><s>Koriste se najviše za male i srednje dobavne visine i za velike dobavne količine pri povečanim brzinama strujanja.</s><s>Ove sisaljke nisu samousisne tj. nisu u mogućnosti iscrpsti zrak iz usisnog cjevovoda.</s><s>Centrifugalne sisaljke mogu biti jednostupanjske i višestupanjske.</s><s>Uglavnom imaju kućište od lijevanog željeza, rotor od bronce i vratilo od nehrđajućeg čelika.</s><s>Često se na vratilo navlači košuljica od bronce ili istog materijala kao i vratilo da bi se vratilo zaštitilo od trošenja i time izbjeglo često mijenjanje.</s><s>Odlikuju se konstantnom dobavom i dobavnom visinom, zauzimaju malo prostora, neposredno se spajaju na pogonski stroj uz pogodnu brzinu vrtnje.</s><s>U usporedbi sa sisaljkama istih podataka, ove su relativno jeftinije, nemaju ventila, a izrada i održavanje je jeftinije.</s><s>Centrifugalne sisaljke, zbog kapaciteta i specifične energije imaju veliku zastupljenost, te su u velikoj mjeri istisnule stapne/klipne sisaljke.</s>

<s>Centrifugalna sisaljka se sastoji od spiralnog kućišta i rotora pričvršćenog na vratilu koji se vrti velikom brzinom.</s><s>Kada se rotor vrti potiskuje tekućinu koja se nalazi između lopatica, djelovanjem centrifugalne sile tekućina povečava brzinu koja se dobrim dijelom pretvara u tlak.</s>

<s>Podijela centrifugalnih sisaljki</s>

<s>Prema kapacitetu</s>

<s>malog kapaciteta do 0,3 m3/s
srednjeg kapaciteta od 0,3 m3/s do 1 m3/s
velikog kapaciteta iznad 1 m3/s</s>

<s>Prema specifičnoj energiji</s>

<s>male specifične energije (49 J/kg) ; dobavne visine do 5 m VS
srednje specifične energije (49-490 J/kg) ; dobavne visine od 5-50 m VS
velike specifične energije (490 J/kg i više); dobavne visine iznad 50 m VS</s>

<s>Prema brzini vrtnje i specifičnom broju okretaja</s>

<s>sporookretne,  ns = 60 - 100
normalne, ns = 100 – 300
brzookretne, ns = 400 - 1000</s>

<s>Prema broju kućišta</s>

<s>s jednim kućištem
s dva kućišta ( na istom vratilu )</s>

<s>Prema položaju vratila rotora</s>

<s>vertikalne 
horizontalne</s>

<s>Prema sposobnosti usisa</s>

<s>bez sposobnosti samousisa
samousisne</s>

<s>Prema načinu pogona</s>

<s>turbo sisaljke 
elektromotorne
motorne sisaljke</s>

<s>Konstrukcijski dijelovi centrifugalnih sisaljki</s>

<s>Svaka centrifugalna sisaljka ima sljedeće osnovne dijelove:</s>

<s>kućište (stator) u kojemu je smješteno radno kolo s lopaticama (rotor)
vratilo radnog kola spojeno s pogonskim strojem
ležaj vratila s tlačnom brtvenicom, koja spriječava da tekućina izlazi iz kućišta sisaljke
brtveni prstenovi između radnog kola i kućišta koji spriječavaju da tekućina prestrujava s tlačne na usisnu stranu radnog kola</s>

<s>Kućište sisaljke ili statora vezano je na ulazni i izlazni cjevovod sisaljke.</s><s>Oblik kanala unutar kućišta može biti tako izveden da pridonosi promjeni tlaka i brzine strujanja tekućine kroz sisaljku.</s><s>Postoje dvije osnovne izvedbe kućišta i to spiralno i difuzorsko s ugrađenim statorskim lopaticama.</s>

<s>Radno kolo s lopaticama ili rotor radni je dio centrifugalne sisaljke koji svojom vrtnjom povećava tlak i kinetičku energiju tekućine.</s><s>S obzirom na strujanje u rotoru mogu biti radijalne, poluradijalne i aksijalne.</s>

<s>Dobavna visina radnog kola je ograničena pa se kod većih dobavnih visina radna kola spajaju u seriju.</s><s>Tom izvedbom tekućina prolazi redom iz jednog kola u sljedeći, pa se ukupni porast tlaka tekućine ostvaruje u nekoliko stupnjeva.</s><s>Prema broju stupnjeva postoje jednostupanjske i višestupanjske centrifugalne sisaljke.</s><s>Tekućina može ulaziti u sisaljku kroz jedan ili više ulaza (najviše 4) te prema broju ulaza imamo jednoulazne i više ulazne centrifugalne sisaljke.</s>

<s>Princip rada centrifugalne sisaljke osigirava kontinuiran protok takućine kroz kućište, s konstantnim tlakom i zapremninom, sve dotle dok brzina i otpori ostaju u dopuštenim granicama.</s><s>Uz ispunjenje navedenih uvjeta moguće je postići veliku dobavu uz relativno male dimenzije sisaljke.</s>

<s>Za normalan rad sisaljke potrebno je da tlak takućine ispred rotora bude nešto viši od parcijalnog tlaka isparavanja tekućine, tj. da postoji zaliha tlaka zbog opasnosti od pojave kavitacije.</s>

<s>Prema smjeru u kojemu tekućina prostrujava kroz stupnjeve višestupanjske sisaljke, razlikuju se jednosmjerne, protusmjerne i poprečne centrifugalne sisaljke.</s>

<s>Puštanje u rad</s>

<s>Centrifugalne sisaljke ne mogu same crpiti vodu osim ako su postavljene ispod razine vode, što znači ispod razine u tanku ili ispod razine mora ili rijeke.</s><s>Zbog toga se usisna cijev i sisaljka moraju napuniti vodom ili pak mora postojati samousisni uređaj.</s><s>Ako je izvedbom predviđeno , usisna cijev  se može puniti s pomoću hidrofora ili preko tlačnog cjevovoda druge sisaljke.</s><s>Punjenje usisne cijevi i sisaljke tekućinom mora biti popraćeno izvlačenjm zraka iz usisne cijevi i sisaljke.</s><s>U toj fazi rada ventil na tlačnoj strani sisaljke treba biti zatvoren, i lagano se otvara nakon uključenja pogonskog stroja kada se na manometru pokaže da sisaljka stvara tlak.</s><s>U radu treba provjeravati zagrijavanje brtvi, ako se zagrijavaju treba pomalo popuštati brtvenicu a ako se radi o tekućini iznad 40°C treba osigurati hlađenje brtvenica.</s><s>Treba kontrolirati i zagrijavanje ležajeva odnosno njihovo podmazivanje.</s>

<s>Pri zaustavljanju sisaljke treba postupno zatvarati ventil na tlačnoj cijevi, i čim protok prestane treba isključiti pogonski motor.</s><s>Motor se treba zaustavljati lagano, u protivnom znači da je on neispravan.</s><s>Ako sisaljka tlači u cjevovod koji se nalazi izložen hladnoći gdje može doći do zamrzavanja vode, obavezno treba ispustiti vodu iz cjevovoda, jer može doći do razaranja sisaljke i cjevovoda.</s><s>Pri ponovnom upućivanju, kada je tlačna cijev puna vode, treba malo otvoriti ventil u tlačnoj cijevi da se napuni vodom usisna cijev i sisaljka.</s><s>Tom prilikom treba ispustiti zrak na mjestima koje je za to predviđeno.</s><s>Ovaj postupak vrijedi za sisaljke bez samousisnog uređaja.</s><s>Ako sisaljka nije dugo radila, potrebno je nekoliko puta rukom okrenuti vratilo jer se može dogoditi da je vratilo negdje korodiralo, što zahtijeva veliku snagu za pokretanje pa može izazvati i zaustavljanje elektromotora.</s><s>Sisaljku je potrebno pri radu nadzirati preko njenih kontrolno-mjernih instrumenata, te povremeno provjeravati podmazivanje ležajeva i povremeno ispuštati zrak.</s>

<s>Neispravnosti u radu centrifugalnih sisaljki</s>

<s>Za vrijeme upućivanja i u radu , na sisaljci se mogu pojaviti određene neispravnosti koje mogu biti posljedica loše montaže , izvedbenih pogrešaka i nepravilnog posluživanja.</s><s>Te neispravnosti su uglavnom sljedeće:</s>

<s>ako sisaljka ne dobavlja vodu u tlačnu cijev</s>

<s>sisaljka je postavljena previše visoko u odnosu na mjesto odakle crpi vodu
zaporni ventil u tlačnoj cijevi je zatvoren ili nedovoljno otvoren
u usisnoj cijevi ili tanku voda se zamrzla
usisna košara je onečišćena
nepovratni ventil na usisnom košu pušta
preveliki su otpori u usisnom i tlačnom cjevovodu
previsoka je temperatura tekućine koju sisaljka prebacuje
nedovoljna brzina vrtnje pogonskog stroja
kraj usisne cijevi je previše visoko postavljen od dna tanka
rotor se okreće u suprotnom smijeru
karakteristika sisaljke ne odgovara karakteristici cjevovoda</s>

<s>ako sisaljka ne daje puni kapacitet</s>

<s>u usisnu cijev kroz brtvenice prodire zrak
usisni koš i usisna cijev su onečišćeni
usisni koš je nedovoljno uronjen u takućinu
usisna ili tlačna geodetska visina je veća od dopuštene
nedovoljna brzina vrtnje sisaljke</s>

<s>ako pogonski motor sisaljke radi s preopterećenjem</s>

<s>protočni dijelovi sisaljke su onečišćeni
previše je pritegnuta brtvenica
istrošeni su ležajevi i brtve u brtvenicama
povišen je aksijalni tlak
tlak je niži od predviđenog, pa sisaljka šalje u tlačnu cijev veću količinu tekućine
prevelika brzina vrtnje motora
oštećen je rotor ili je iskrivljeno vratilo</s>

<s>ako sisaljka ne daje potreban tlak</s>

<s>mala je brzina vrtnje motora
u sisaljku ulazi zrak
oštećen je rotor
premalen je vanjski promjer rotora</s>

<s>ako vibrira kućište sisaljke</s>

<s>popustili su temeljni vijci
vratilo motora i sisaljke nisu centrični
nedovoljno je izbalansiran rotor
prevelik je progib vratila sisaljke ili motora
nedovoljno je čvrst temelj sisaljke
istrošeni su ležajevi i brtve rotora
brzina vrtnje je blizu kritične brzine
sisaljka radi s kavitacijom
u tekućini ima krutih tvari</s>

<s>ako se zagrijava kućište</s>

<s>dulji rad pri zatvorenom zapornom ventilu u tlačnoj cijevi
previsoka je temperatura tekućine koja se prebacuje</s>

<s>ako se zagrijava vratilo sisaljke</s>

<s>prejako je pritegnuta očnica brtvenice
iskrivljeno je vratilo
otvrdnuo je brtveni materijal
premala je zračnost između vratila i očnice brtvenice</s>

<s>ako se zagrijavaju ležajevi sisaljke</s>

<s>ležajevi su istrošeni ili su previše pritegnuti 
iskrivljeno je vratilo
nedovoljno podmazivanje
mazivo ne dolazi do ležaja
ulje nije odgovarajuće kakvoće
ulje je onečišćeno</s>

<s>Pojava kavitacije kod centrifugalnih sisaljki</s>

<s>Početkom kavitacije se smatra kada u nekoj točki sustava sisaljke kroz koji ili oko kojeg struji tekućina, minimalni apsolutni tlak pmin padne na vrijednost tlaka isparavanja tekućine pva u toj točki počinje isparavanje i stvaraju se mjehurići pare.</s><s>Ako se apsolutni tlak i dalje smanjuje , proširuje se dodručje pojave kavitacije.</s><s>U uvjetima razvijene kavitacije narušava se homogenost toka, strujanje postaje dvofazno i mijenjaju se hidrodinamički odnosi.</s><s>Tlak isparavanja pva ovisan je o vrsti tekućine i njenoj tamperaturi, tako voda pri tlaku   pva = 1,013 bara isparuje na temperaturi 100°C , a pri tlaku  pva = 0,023 bara na pri temperaturi od 20°C.</s>

<s>Smanjenje tlaka p do kritičnog iznosa, može se pojaviti lokalno ili zahvatiti čitava područja, uzrokovano je režimom rada sisaljke ili njezinim konstruktivnim svojstvima.</s><s>Uzroci lokalnog pada tlaka mogu biti: velika brzina takućine na ulazu u rotor, hrapavost površina, položaj sisaljke, začepljenost usisnog cjevovoda, povišena temperatura tekućine.</s>

<s>Lopatice rotora centrifugalnih sisaljki imaju relativno veliku obodnu brzinu, tako da tekućina koju zahvaćaju dobiva također veliku brzinu strujanja, posebno oni slojevi tekućine koji su uz same lopatice.</s><s>Slojevi tekućine uz lopatice imaju najveću brzinu strujanja, a time i najniži tlak.</s><s>Budući da za svaki tlak odgovara određena temperatura isparavanja, u slojevima koji se nalaze uz same lopatice, pri određenoj brzini strujanja i niskom tlaku, nastat će isparavanje i oslobađanje para.</s><s>Također, u susjednom slojevima vlada viši tlak, te će se tekućina iz tih slojeva velikom brzinom usmjeriti u slojeve nižeg tlaka, koji se nalazi uz same lopatice.</s><s>Tekućina na taj način stvara udarac na lopaticama, a kao posljedicu izaziva povišenje tlaka i razaranje lopatice i drugih dijelova rotora.</s><s>Ako se u pari nalazi i kisik, pored erozije dolazi i do nastajanja korozije.</s><s>Pojava kavitacije praćena je karakterističnim šumom i vibracijama, a rad sisaljke postaje nemiran i nejednoličan, smanjuje se visina dobave, protok i iskoristivost.</s><s>Kao posljedica je nepovoljna ekonomičnost, nesigurnost u radu i smanjenje trajnosti sisaljke.</s>

<s>Radi zaštite od štetnog djelovanja kavitacije, unutarnji se dijelovi sisaljke presvlače drugim metalima otpornim na koroziju i eroziju ili presvlače plastičnim masama.</s>

<s>Mjesta izložena kavitaciji u centrifugalnoj sisaljci</s>

<s>zadnja površina lopatica o predjelu ulaza tekućine 
mjesta izložena promjeni smjera kretanja tekućine 
suženja presjeka strujanja</s>

<s>Spriječavanje pojave kavitacije 
 
smanjenjem visine crpljenja
crpljenje hladne tekućine (vode) ako je moguće
dobrim brtvljenjem usisnih cijevi
finom i pažljivom obradom površina lopatica</s>

<s>Djelovanje aksijalne sile kod centrifugalnih sisaljki</s>

<s>U centrifugalnim sisaljkama za vrijeme rada pojavljuje se djelovanje aksijalne sile u pravcu vratila.</s><s>Ta sila nastaje zbog prodiranja tekućine kroz raspor između kućišta i rotora i zbog skretanja mlaza tekućine iz aksijalnog u radijalni smjer.</s><s>Pored pojave aksijalne sile, kroz raspor između kućišta i rotora gubi se određena količina tekućine, što se iskazuje zapreminskim stupnjem djelovanja.</s><s>Aksijalna sila kod jednostupanjskih i niskotlačnih sisaljki može bit zanemariva, a kod visokotlačnih-višestupanjskih velika i značajna.</s><s>U ovom drugom slučaju treba tražiti praktična rješenja za njeno otklanjanje kao što su:
izvedba rotora s kliznim izdancima
ugradnja tanjura za rasterečenje
ugradmja koluta za rasterečenje 
ugradnja stapa za rasterećenje
izvedba sisaljki s posebnim rasporedom rotora
primjena rotora s dvostrukim ulazom tekućine</s>

<s>Ležajevi i brtvenice centrifugalnih sisaljki</s>

<s>Ležajevi mogu biti: 
klizni
kuglični : radijalni i radijalno-aksijalni</s>

<s>Klizni ležajevi se primjenjuju općenito na sporookretnim sisaljkama, a posebno na vertikalnim, gdje služe kao donji ležaj vratila.</s><s>Kuglični ležajevi se primjenjuju u centrifugalnim sisaljkama kao radijalni ili radijalno-aksijalni , u svrhu preuzimanja aksijalne sile.</s><s>Vratilo koje nosi treba biti na ležajevima pomno izbalansirano.</s>

<s>Vrlo važan konstrukcijski dio sisaljke je brtvenica.</s><s>Ona spriječava izlaz tekućine ili ulaz zraka u usisni dio rotora.</s><s>Poželjno je da brtvenica uzduž vratila propušta samo malo tekućine , što pokazuje da zrak ne ulazi u kućište.</s><s>Propuštanjem brtvenice i ulazom zraka u usisni dio kućišta smanjuje se vakuum u usisnoj cijevi.</s><s>Na mjestima gdje brtvenica propušta tekućinu sisaljke imaju otvor za potrebe odvodnje.</s>

<s>Postoje tri standardne izvedbe brtvenica, a one su:
A – brtvenica s brtvom od pletenice
B – brtvenica s brtvom od pletenice i brtvenim prstenom (a)
C – brtvenica s mehaničkom brtvom</s>

<s>Izvedba A je uobičajena izvedba gdje se brtvena pletenica priteže vijkom na prirubnici brtvenice.</s><s>Takva izvedba se primjenjuje na sisaljkama za hladne tekućine.</s>

<s>Izvedba B se primjenjuje za samousisne sisaljke.</s><s>Da se sprijeći ulaz zraka, ugrađuje se klizni brtveni prsten.</s><s>On se normalno postavlja u sredini pletenice.</s><s>Na prsten se dovodi tekućina pod tlakom iz spiralnog kućišta sisaljke u brtvenicu posebnom cijevi.</s><s>Na taj naćin kroz brtvenicu u sisaljku može ulaziti samo tekućina a ne zrak.</s><s>Brtvenice izvedbe A i B treba stalno održavati, nadzirati, pritezati ili popuštati.</s>

<s>Izvedba C prikazuje mehaničku brtvu na kojoj se brtvljenje vrši gumenim,grafitnim i željeznim prstenovima, posebnom maticom, protumaticom i oprugom postavljenom na vratilu.</s><s>Brtvu nije potrebno nadzirati i pritezati jer tu ulogu preuzima opruga.</s><s>Na samousisnim sisaljkama spiralno kućište i brtvenica spajaju se s cijevi da se sprijeći ulazak zraka u usisni dio sisaljke.</s>

<s>Vidi članke</s>

<s>Sisaljka
Klipna sisaljka
Zupčasta sisaljka
Vijčana sisaljka</s>

<s>Pumpe</s>

