1
CRPKE (SISALJKE)
(engl.
pump
; njem.
pumpe
)
Definicija
Crpke
su hidrauli
č
ni strojevi kojima se fluid dobavlja na višu razinu ili podru
č
je višeg tlaka a
to postižu prijenosom energije na teku
ć
ine, koriste
ć
i mehani
č
ki rad pogonskog stroja.
Povijest
Prve crpke su vjerojatno nastale u Mezopotamiji i starom Egiptu za potrebe navodnjavanja.
Kota
č
i s vjedrima ili tzv. Norie bili su prvi oblici jednostavnih naprava za podizanje vode s
niže na višu razinu. Pokretane su ljudskom ili životinjskom snagom ili snagom vodotoka.
Sl. 1 Perzijski kota
č
s vjedrima i sa
č
uvana noria iz Hame u Siriji
Kao najstarije rješenje crpke
č
esto se spominje Arhimedov vijak iz III. st. pr.Kr. Osnovni
element crpke primjenjuje se i danas u razli
č
itim konstrukcijama tzv. pužnih crpki.
Kineska lan
č
ana crpka s pravo-
kutnim plo
č
icama sastoji se od
beskona
č
nog lanca na koji su
pri
č
vrš
ć
ene pravokutne plo
č
ice
koje zadržavaju vodu, zemlju
ili pijesak. Dobavna visina
takve crpke je do pet metara
ovisno o tome koliko dobro su
plo
č
ice prilago
đ
ene podlozi po
kojoj kližu i koliko je cijela
konstrukcija robusna. Pošto se
je konstrukcija crpke naglo
proširila Kinom teško je bilo
odrediti njenog autora. Prema
nekim povijesnim pisanim
tragovima izumljena je negdje oko I. stolje
ć
a pr.Kr.
Sl. 2 Arhimedov vijak (Philadelphia: J. B. Lippincott Company, 1875.)
2
Prva uspješna crpka na parni pogon bila je ona Engleza Tomasa Savery-a iz 1698. godine,
koja je korištena za crpljenje vode iz rudarskih bušotina. Kako se vidi na slici ure
đ
aj je imao
dva bojlera D i L povezana s cijevi E. Zasuni r i M su oba zatvoreni. Posuda P punila se je
parom kroz cijev O. Zasun izme
đ
u bojlera i posude je zatvoren polugom Z. Voda se je
raspršivala na posudu iz spremnika X, hlade
ć
i je, kondenziraju
ć
i paru, stvaraju
ć
i vakuum, a
zasun M bi se otvorio da bi se usisala voda niže položena. Tada bi se zasun M zatvorio, a
zasun r otvorio. Poluga Z se je vratila u otvoreni položaj i voda je potjerana prema gore kroz
cijev uz pomo
ć
pritiska pare. Dok je voda iz
spremnika P tjerana prema gore kroz cijev s,
posuda P
p
je usisavala vodu. Svi zasuni su tada
promijenili položaj i ciklus bi se ponavljao.
Crpka je vodu tla
č
ila tlakom pare. Sam autor je
naveo da njegov stroj s lako
ć
om diže vodu iz
bušotine na 18, 20 pa i do 24m. Zbog tada slabih
konstrukcija posuda pod tlakom (bojlera) ove su
visine dobave bile najve
ć
e uz u
č
estale eksplozije
zbog prevelikog tlaka. Potlak proizveden Savery-
ovom crpkom bio je ograni
č
en na 6-7,5m. Može se
pretpostaviti koje su poteško
ć
e bile sa spuštanjem
crpke u kojoj je gorjela vatra u duboke rudarske
bušotine.
Izum parnog stroja kao prvog kontinuiranog
pogona velike snage bio je po
č
etak modernog
razvoja crpki. Nakon toga uslijedio je izum
elektri
č
ne energije i elektromotora
č
ime su se
dimenzije crpki bitno smanjile, a relativno
jednostavni transport i dostupnost energije, u
č
inila
je jednostavnom primjenu crpki na razli
č
itim
mjestima.
Klju
č
nim se može smatrati i ovladavanje
proizvodnjom potopljenih crpki,
č
ime su crpne
Sl. 3 Kineska lan
č
ana crpka s pravokutnim lopaticama, model i slika na drvorezu iz 1673. god.
Sl. 4 Parna crpka Tomasa Sawery-a prema
gravuri Stuart-a iz 1824 god.
4
U difuzorskom ku
ć
ištu radno kolo tjera vodu u kanali
ć
e ome
đ
ene usmjeravaju
ć
im statorskim
lopaticama gdje se doga
đ
a pretvorba brzine u tlak. Ovakve se crpke nazivaju i turbinskim.
Rijetko se koriste za crpljenje sirove otpadne vode, ali se
č
esto koriste za pitku vodu kad su
potrebni visoki tlakovi, ili pro
č
iš
ć
enu otpadnu vodu.
Oblik radnog kola i ku
ć
išta centrifugalnih crpki razlikuje se ovisno o tipu. Kod crpki s
radijalnim tokom voda ulazi na radno kolo aksijalno, a izlazi u ku
ć
ište radijalno. Radna kola
crpki s radijalnim tokom jednoulazna ili dvoulazna (voda ulazi aksijalno s oba kraja) vide se
na Sl. 6 .
Otvoreno radno kolo
Zbog otvorenih krilaca ovaj impeler mora imati minimalni zazor izme
đ
u lica i ku
ć
išta da bi se
izbjeglo propuštanje ili recirkulacija teku
ć
ine unutar crpke. Slobodan pristup krilcima radnog
kola prednost je u održavanju i zamijeni. Koristi se za
č
iste i muljevite vode.
Zatvoreno radno kolo
Kroz zatvoreno radno kolo teku
ć
ina se provodi unutar površina koje ga zatvaraju, tako da ista
nema direktni kontakt s ku
ć
ištem crpke. Recirkulacija je minimalna zbog malog zazora
izme
đ
u prednje zaštitne površine impelera i zida ku
ć
išta na mjestu usisa. Zatvoreno radno
kolo koristi se u principu za
č
iste teku
ć
ine bez abraziva.
Dobavna visina radnog kola je ograni
č
ena pa se za ve
ć
e dobavne visine kola moraju spojiti u
seriju, tako da teku
ć
ina iz jednog prelazi u slijede
ć
e, pa se porast tlaka ostvaruje u nekoliko
stupnjeva. Shodno re
č
enom postoje jednostepene i višestepene centrifugalne crpke.
Voda u crpku može ulaziti kroz jedan ili više ulaza (najviše
č
etiri) pa tako postoje jednoulazne
i višeulazne centrifugalne crpke. Obzirom na položaj vratila, centrifugalne crpke mogu biti
horizontalne ili vertikalne izvedbe.
Pogonski elektromotor može biti izveden s crpkom u jedinstvenu vodonepropusnu cjelinu što
omogu
ć
ava potpunu potopljenost crpke, ili mora biti u suhoj sredini. Sama crpka, može u
vodu koju crpi, biti potpuno uronjena s pogonskim motorom na suhom ili mora biti na suhom
zajedno s pogonom.
Sl. 6 Radna kola centrifugalnih crpki: a) jednoulazno otvoreno, b) poluzatvoreno i c) zatvoreno, d)
aksijalno, e) dvoulazno dijagonalno i f) dijagonalno.
a
b
c
d
e
f
