Zasada działania pompy turbo

Jan 14, 2021

Zasada działania turbopompy polega na tym, aby cząsteczki gazu poruszały się w określonym kierunku poprzez zderzenie z poruszającą się stałą powierzchnią. Szybko obracający się wirnik wentylatora uderza w cząsteczki gazu i przedmuchuje je od wlotu pompy do wylotu, tworząc w ten sposób i utrzymując stan podciśnienia. Poniżej wyjaśniono zasadę działania pompy turbo.

Większość pomp turbo wykorzystuje pompy wielostopniowe. Każdy stopień ma szybko obracające się łopaty wirnika i łopaty stojana. Pompa działa jak kompresor, który zamiast wydalać gaz, oddaje energię.

Kiedy cząsteczki gazu wchodzą do wlotu pompy, uderzają w nie łopatki wirnika, a energia mechaniczna łopatek jest przekazywana cząsteczkom gazu, dając im w ten sposób energię kinetyczną.

Cząsteczki gazu wykorzystują tę energię kinetyczną, aby wejść do otworów przesyłowych gazu w stojanie. Cząsteczki gazu ponownie zderzają się z powierzchnią wirnika, a następnie przemieszczają się na zewnątrz do wylotu.

Podczas instalowania wału wirnika pompy turbosprężarki przez dwa łożyska kulkowe, ze względu na obecność oleju smarującego w łożyskach, oba łożyska należy umieścić po stronie podciśnienia pierwszego stopnia. Wirnik ma dużą masę i może być podparty z jednej strony.

Z punktu widzenia dynamiki wirnika korzystniejsze jest zastosowanie łożyska hybrydowego. Łożyska hybrydowe wymagają zastosowania koncepcji łożyska podwójnego.

Zamontować łożysko kulkowe smarowane olejem na końcu wału po stronie podciśnienia. Na drugim końcu strony próżniowej, bezobsługowe, niezużywające się łożysko z magnesem trwałym jest zainstalowane w celu promieniowego centrowania wirnika.

Bezszczotkowy silnik prądu stałego, który może obsługiwać częstotliwość obrotową do 1500 Hz, jest idealny do napędzania wirnika. Ta częstotliwość umożliwia łopatkom osiągnięcie prędkości wymaganej do pompowania gazu.

Sterownik jest bezpośrednio podłączony do pompy i powinien używać prądu stałego 24V, 48V lub 72V. Można zastosować zasilacz zewnętrzny lub zasilacz zintegrowany z elektroniką pompy.

Turbopompa może generować czyste podciśnienie w granicach 10 hPa. Ze względu na wysoki stopień sprężania zapobiega przedostawaniu się oleju do obszaru wlotowego.

Pokrywy ze stali nierdzewnej można użyć, aby pompy te były bardziej odpowiednie do zastosowań R&i D. Pompy turbo mogą być również używane do odkurzania dużych zbiorników, a pompy łopatkowe mogą być używane jako pompy zapasowe.

Jeśli w grę wchodzi pompa z turbodoładowaniem, należy zastosować dwustopniową pompę membranową jako pompę rezerwową. Jednak ze względu na niską prędkość pompowania opróżnienie dużego pojemnika zajmuje dużo czasu.