Μέρος πέμπτο: Αντλίες πτερυγίων και κυκλοειδείς αντλίες: δομικά χαρακτηριστικά, συντελεστές απόδοσης και κατάλληλες συνθήκες λειτουργίας
Μεταξύ των βασικών τύπων υδραυλικών αντλιών, αν και οι αντλίες πτερυγίων και οι κυκλοειδείς αντλίες δεν χρησιμοποιούνται τόσο ευρέως όσο οι αντλίες με γρανάζια και οι αντλίες εμβόλου, τα μοναδικά δομικά τους χαρακτηριστικά προσφέρουν αναντικατάστατα πλεονεκτήματα σε συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας. Και οι δύο ανήκουν στην κατηγορία των αντλιών θετικού εκτοπίσματος, ωστόσο οι αρχές λειτουργίας τους, τα δομικά τους σχέδια και οι κατάλληλες εφαρμογές διαφέρουν σημαντικά. Η ακριβής κατανόηση των χαρακτηριστικών τους μπορεί να προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη βάση για την επιλογή των υδραυλικών συστημάτων.
Η δομή του πυρήνα μιας αντλίας πτερυγίων αποτελείται από έναν ρότορα, ορθογώνια πτερύγια και ένα περίβλημα και είναι διαθέσιμη τόσο σε διαμορφώσεις σταθερής-μετατόπισης και μεταβλητής-μετατόπισης. Η αρχή λειτουργίας του βασίζεται στην παλινδρομική ολισθαίνουσα κίνηση των πτερυγίων μέσα στις σχισμές του ρότορα: ο ρότορας περιστρέφεται μέσα στο περίβλημα, με τα κέντρα του ρότορα και του περιβλήματος να αποκλίνουν το ένα από το άλλο για να σχηματίσουν μια έκκεντρη δομή. τα πτερύγια μπορούν να ολισθαίνουν ελεύθερα μέσα στις σχισμές του ρότορα, σχηματίζοντας σφραγίδες σε όλες τις άκρες και έτσι δημιουργώντας σφραγισμένους θαλάμους πτερυγίων. Όταν τα πτερύγια κινούνται προς την είσοδο, ο όγκος του θαλάμου πτερυγίων διαστέλλεται, δημιουργώντας ένα κενό που έλκει το ρευστό. Καθώς ο ρότορας περιστρέφεται, ο όγκος του θαλάμου πτερυγίων συστέλλεται, αποβάλλοντας το ρευστό μέσω της εξόδου, ολοκληρώνοντας έτσι τον κύκλο άντλησης.
Η απόδοση λειτουργίας των αντλιών πτερυγίων επηρεάζεται σημαντικά από το ιξώδες του ρευστού: υπό συνθήκες που περιλαμβάνουν ρευστά χαμηλού-ιξώδους (όπως νερό ή βενζίνη), τα πτερύγια μπορούν να γλιστρήσουν ομαλά εντός των υποδοχών, επιτυγχάνοντας βέλτιστη απόδοση. ενώ υπό συνθήκες που περιλαμβάνουν υγρά υψηλού-ιξώδους, η αντίσταση του υγρού εμποδίζει την ολίσθηση των πτερυγίων, οδηγώντας σε μείωση της απόδοσης και ενδεχομένως επηρεάζοντας την κανονική λειτουργία της αντλίας. Δεδομένου αυτού του χαρακτηριστικού, οι αντλίες πτερυγίων χρησιμοποιούνται κυρίως σε εφαρμογές μεταφοράς καυσίμου, όπως σε σταθμούς φόρτωσης και εκφόρτωσης καυσίμων και σε οχήματα μεταφοράς καυσίμων, όπου είναι κατάλληλες για τις απαιτήσεις ρευστών χαμηλού-ιξώδους.
Η ονομασία «επικυκλοειδής αντλία» προέρχεται από τη δομή «γεννήτριας ρότορα», ο πυρήνας της οποίας αποτελείται από έναν εσωτερικό ρότορα και έναν εξωτερικό ρότορα. Ο σχεδιασμός του βασίζεται σε ακριβείς μαθηματικούς υπολογισμούς: ο εσωτερικός ρότορας έχει N δόντια (N > 2), ενώ ο εξωτερικός ρότορας πρέπει να έχει N + 1 δόντια (ένα περισσότερο από τον εσωτερικό ρότορα). Αυτό το προφίλ δοντιού εξασφαλίζει ακεραιότητα στεγανοποίησης και σταθερή ογκομετρική διακύμανση όταν οι ρότορες πλένονται. Οι κυκλοειδείς αντλίες είναι αντλίες θετικής μετατόπισης που βασίζονται στην περιστροφή πλέγματος του εσωτερικού και του εξωτερικού ρότορα για να δημιουργήσουν τη διαστολή και τη συστολή των θαλάμων μετατόπισης, επιτυγχάνοντας έτσι την πρόσληψη και εκκένωση υγρού.
Τα βασικά πλεονεκτήματα των κυκλοειδών αντλιών είναι η συμπαγής δομή, η ομαλή λειτουργία, τα χαμηλά επίπεδα θορύβου και το μικρό αποτύπωμα, που τις καθιστούν κατάλληλες για εγκατάσταση σε υδραυλικά συστήματα με περιορισμένο χώρο. Είναι κατά κύριο λόγο κατάλληλα για υδραυλικά συστήματα μικρής και μεσαίας ισχύος-, ιδιαίτερα για εξοπλισμό όπου απαιτείται υψηλή σταθερότητα ροής και ο χώρος είναι περιορισμένος. Παρέχουν σταθερή ροή ροής στο σύστημα, ενώ μειώνουν τον θόρυβο λειτουργίας και ενισχύουν τη λειτουργική εμπειρία του εξοπλισμού.
Το κλειδί για την επιλογή μεταξύ αντλιών πτερυγίων και κυκλοειδών αντλιών έγκειται στην αντιστοίχιση του ιξώδους του ρευστού με τις λειτουργικές απαιτήσεις: για τη μεταφορά-ρευστών χαμηλού ιξώδους και σχετικών με καυσίμων- εφαρμογών, οι αντλίες πτερυγίων είναι η προτιμώμενη επιλογή. για εφαρμογές μεσαίας-έως-χαμηλής ισχύος, όπου ο χώρος είναι περιορισμένος και απαιτείται υψηλή σταθερότητα, μπορούν να επιλεγούν κυκλοειδείς αντλίες. Η κατάλληλη εφαρμογή και των δύο τύπων μπορεί να βελτιστοποιήσει περαιτέρω την απόδοση των υδραυλικών συστημάτων και να μειώσει το λειτουργικό κόστος.
