Bár egy szivattyú sokkal egyszerűbb konstrukció, mint az áramfejlesztő, kiválasztása legalább olyan gondosságot és figyelmet igényel. Ha még csak egy munkagödörből kell felszínre hozni a vizet, akkor az még nem nagy cucc. De ha a szivattyútól 100 m-re lévő paprikaföldön telepített szórófejeket akarjuk ellátni… Nos, az már belekavar kicsit a képletbe. Azért is célszerű ezt jól megismerni, mert egy tévesen kiválasztott termék, vagy a kereskedő által rosszul ajánlott szivattyú esetén nagyon meg tudja szívatni a partnert. Ilyenkor el kell dönteni, ki nyeli le a békát, vagyis az amúgy jól működő készülék kinek a nyakán marad. Bár ez egy olyan témakör, mellyel egy több kötetes könyvet is meg lehetne tölteni, megpróbálom a lényeget összefoglalva leírni a lényeget.
Lássuk akkor az elejétől! A benzinmotoros szivattyúk többsége centrifugális elven működik. Ez magyarán annyit tesz, hogy a tengelyirányból beáramló vizet, a motor által hajtott lapátkerék felgyorsítja, így a víz a centrifugális erő hatására a szivattyú külső házába áramlik, onnan pedig a kiömli csonkon keresztül távozik. Ebből adódóan a szívócsonk mindig a motor tengelyével megegyezi síkban található, vízszintesen. Hogy képes legyen a csőben lévő levegő “kidolgozására” a szívócsonk közvetlen közelébe beépítettek egy visszacsapó szelepet. Ennek feladata megakadályozni, hogy a szivattyúház feltöltésekor a víz ne folyjék vissza a szívócsibe.
Figyelem! A HERON szivattyúk önfelszívóak. Ha a szivattyúházat feltöltjük vízzel, pár perc üresjárat után képes felszívni a vizet. DE. Mindig fel kell tölteni előtte a szivattyúházat! Ha ezt elmulasztják, az a tömítés károsodásához vezethet. Az is elő szokott fordulni, hogy pár másodperces szárazon futás után a felhasználó a homlokára csap és gyorsan feltölti vízzel. Így (bár nem tudatosan) tönkretéve a tengelytömítést. A tömítőfelület egyik fele kerámiából készül, ami a súrlódástól felhevül. Mivel elég rideg anyagról van szó, ha ilyen esetben nyakon öntik hideg vízzel, elpattan.
Mint említettem, az önfelszíváshoz szükség van néhány percre. Ez függ a szivattyú típusától a szívócső átmérőjétől, és hosszától. Hosszabb szívócső esetén szükség lehet a szivattyú leállítására, újbóli feltöltésére, mert ilyenkor a benne lévő víz egy részét kinyomja magából. Ezt a folyamatot 2-3 -szor ismételve már képes a víz felszívására. Ha 5-6 perc után sem hajlandó a víz megjelenni a kiömli csonknál, elkezdhetünk gyanakodni a csatlakozásoknál lévő tömítésekre, esetleg a szívócső sérülésére.
A HERON szivattyú nem hülye. Ha talál egy kicsiny rést, ahol a könnyebb levegőt is be tudja szívni, akkor nem fog erőlködni a sokkal nehezebb víz felszívásával. Itt van jelentősége azoknak a speciális bilincseknek, melyeket a gyártó a készülékhez csomagol. A hagyományos szalagos (AWAB) csőbilincs nem alkalmas ilyen célra, mivel nem tudja kelli képen összeszorítani a szívótömlőt. Amúgy a HERON szivattyúk szívóképességére jellemzi, hogy képesek teljesen belapítani azt a spirálmerevítéssel ellátott szívócsövet, ami egy 80 kg -os ember súlya alatt sem lapul össze. Brutális! Fontos szempont még az emelési magasság. Katalógusokban a teljes emelési magasságot adják meg (az ábrán “A”-val jelölve). Ez két értékből tevődik össze. A szívómélységből és a nyomó oldali magasságból (“B” és “C”).
Vegyük például az EPH 50-es szivattyút, mely max. 28 m magasságba képes eljuttatni a folyadékot. Ez azt jelenti, hogy ha 2 m mélységből kell felszívnia, akkor maximum 26 m magasságba képes felemelni a lét. A nyomómagasságot H-val jelöljük.
Vannak gyártók, melyek nem az emelőmagasságot adják meg, hanem a maximális nyomást. Ezt könnyen át lehet számolni nyomómagassággá, hisz 1 bar nyomás megfelel 10 m emelőmagasságnak. Bár a szabvány szerint a nyomás mértékegysége a Pascal (Pa), a gyakorlatban még mindig a megszokott bar-t használjuk. Átváltása: 1 bar ~ 100 kPa =0,1 MPa.
Szivattyúk fontos jellemzője még a szállítási mennyiség. Q-val szokták jelölni. Ez a mérőszám mutatja meg valójában mire is képes a szerkezet; vagyis percenként hány liter vizet képes szállítani. Liter/perc vagy m3/óra mértékegységben szokták megadni. Átváltása: 1 m3/óra = 16,666.. liter/perc. Vagyis a fenti szivattyú 600 l/p szállítási mennyiségét úgy is mondhatjuk, hogy 36 m3/óra.
Az egész tudomány pikantériája itt kezdődik. A nyomómagasság és a szállítási mennyiség szoros összefüggésben van egymással. Minél magasabbra kell szállítani a folyadékot, annál kisebb a szállítási mennyiség. E kettő egymáshoz való viszonyát a gyártók egy úgynevezett Q-H diagramban szokták feltüntetni.
Szivattyú kiválasztásakor sok szempontot figyelembe kell venni. Szívómélység, emelési magasság és távolság, áramlási veszteségek, nyomásigény, volumenigény, folyadék szennyezettsége, stb.
Egy példán keresztül próbálom bemutatni ezeket.
Paprikatermesztő szeretne szivattyút vásárolni öntözésre. Első körben elmondja, hogy Tisza-II. típusú billenőkaros szórófejeket szeretne használni, melyben 8,6 mm átmérőjű fúvóka van. Van-e olyan szivattyú, ami erre való és hány db szórófejet lehet rákötni?
1. lépés Igény pontos felmérése
Ez még így nem elég a pontos kiválasztáshoz, ezért ki kell kérdezni: honnan szeretne szivattyúzni, milyen mélyről, milyen messzire és milyen magasra kell szállítani a vizet? Kiderül, hogy a patak partjáról melyben 2 mélyen van a víz; onnan 80 méter tömlő szükséges az öntözéshez, ráadásul a paprikaföld 6 m magas domb tetején van. Tehát olyan szivattyút kell választani, mely a 2 m mélységből, szűrőn keresztül felszívott vizet képes a 80 m távolságra lévő szórófejekhez elszállítani, de a szórófejek 6 m-rel magasabban vannak.
2. lépés Szükséges nyomás meghatározása.
Nyomás meghatározásánál először is célszerű kiszámolni a nyomásveszteségeket. A folyadék áramlás irányában haladva:
- Kb. 0,5 bar a szűrőkosárnál. Mivel a szórófej fúvókája nem tömődhet el, csak tiszta vizet szabad felszívni.
- 0,2 bar szívóoldali veszteség. Mivel 2 méter mélyről kell szivattyúzni, és 10 m vízoszlop az 1 bar -nak felel meg, ezért 2/10 bar veszteség van ezen az oldalon. Itt kell megjegyeznem, hogy az elméleti szívómélység 10 m. A gyakorlatban a szivattyúk 7-8 méternél többre nem képesek a veszteségek miatt. Sőt, minél mélyebbről kell szivattyúzni, annál rosszabb a hatásfok. Tehát, ha valaki úgy állít be, hogy volt neki egy szivattyúja, mely a 45 m-es kútból felszívta a vizet…Nos, az vetítés. A fizika törvényeit az i készüléke sem képes módosítani. Ha nagy mélységből kell szivattyúzni, búvárszivattyút kell ajánlani.
- 0,8 bar tömlőveszteség a nyomóoldalon. A csöveknek, tömlőknek van egy belső súrlódása, ráadásul minden hajlat, ív, csatlakozó növeli ezt a súrlódást. Az általunk ajánlott nyomótömlőnek – a gyártó szerint – 10 méterenként kb. 0,1 bar nyomásesése van. Jelen esetben 80 m tömlő szükséges, tehát ez összesen 0,8 bar. Még egy gyakorlati tanács: a szívótömlőt nem szabad leszőkíteni. Ez nagyon lerontja a szivattyú hatásfokát, és rendellenes működést okozhat. Nyomó oldalon is lehetőleg csak a végén szőkítsük le a keresztmetszetet, hogy csökkentsük az áramlási veszteséget.
- 0,6 bar domborzati veszteség. Nem elég, hogy 80 méter távolságra, de ráadásul a lejtón felfelé kell nyomni a vizet 6 m magasra. Ez a szívóoldalnál levezetettek szerint 6/10 bar.
- Kb. 0,4 bar a szórófejek előtti csatlakozóknál, elosztóknál, szűkítőknél, stb.
Ez összesen 2,5 bar nyomásveszteséget jelent. Vagyis olyan szivattyúra van szükség, mely ennél azért nagyobb nyomásra képes, hogy üzemeltetni tudja a szórófejet. Ha elárasztó öntözésről lenne szó vagy nem kellene ilyen messzire és magasra szállítani, elegendő lenne az átemelőszivattyú is. Így viszont csak az EPPH 38-25 típusú HERON nyomószivattyú jöhet számításba (60 m=6 bar). Most már csak azt kell meghatározni, hány db szórófejet tud egyszerre üzemeltetni.
3. lépés Szállítási mennyiség meghatározása.
Azt már tudjuk, hogy 2,5 bar nyomásveszteséggel számolhatunk. Az említett szórófej 2-4,5 bar nyomástartományon belül használható. Ha 2,5 bar nyomáson üzemeltetjük akkor összesen 5 bar nyomásra lesz szükség. A szórófej gyártója táblázatban megadja, hogy a 8,6-es fúvókával szerelt, Tisza -II. szórófej 2,5 bar nyomáson, 72 l vizet képes kidolgozni percenként, kb. 19 m sugarú körben. A HERON katalógusban minden szivattyú fotója alatt megtalálható a termék Q-H diagramja is. Ennek feladata, hogy ilyen esetben segítse a kiválasztást. Az EPPH 38-25-ös típusnál jelöljük ki a függőleges tengelyen a nyomásértéket. (Figyelem! Itt nem nyomás van megadva, hanem szállítási magasság. Ezt át kell számolni, vagyis megszorozni 10-zel. Az 5 bar 50 méternek felel meg.) A diagram adott pontján olvassuk le a nyomáshoz tartozó szállítási mennyiséget. Tehát a szivattyú 5 bar nyomáson 150 l víz szállítására képes percenként. Ebből következik, hogy 2 db szórófejet is használhat, mert egy szórófej 72 l/perc teljesítményű.
Maga a pontos méretezés ennél bonyolultabb, de a szivattyútípus meghatározásához elegendő a fenti példa alapján számolni. Az adott szivattyú akkor alkalmas a feladatra, ha a nyíllal jelzett munkapont a jelleggörbe alatt vagy azon helyezkedik el. A hatásfok és élettartam szempontjából is optimális sávot a zöld mezivel próbáltam jelölni.
A szórófejek és csövek adatait a gyártó által rendelkezésre bocsátott táblázatból lehet kikeresni.
A rossz méretezés nem csak működésképtelen öntözőrendszert vagy rossz hatásfokú üzemelést jelenthet, hanem felléphetnek olyan káros jelenségek is, mint a kavitáció ill. a vízkalapács hatás.
A kavitációs jelenség konyhanyelven: Bizonyára Ön is látott már forrni vizet. Ugye a víz 100 fokon forr a közhiedelem szerint. Ez egy féligazság, mert egy atmoszféra nyomáson (légköri nyomáson) forr 100 fokon. Ha csökken a nyomás, a forráspont úgy kerül egyre alacsonyabb hőmérsékletre. A Mount Everesten már kb. 60-70 °C- on felforrna a víz, mivel kisebb a légköri nyomás. Egy szivattyú rendkívüli üzemállapotában pedig előfordulhat, hogy olyan helyi nyomásviszonyok alakulnak ki, ahol a folyadék egy kis része felforr. A jelenség rendkívül rövid ideig tart és a kis gőzbuborékok rögtön, robbanásszerűen visszaalakulnak folyadékká. Ezek a robbanásszerű halmazállapot változások rendkívüli módon erodálják a szivattyút és a többi szerelvényt.
A vízkalapács hatás akkor alakul ki, ha a csőben áramló folyadék útját hirtelen elzárjuk. Ekkor egy nyomáshullám alakul ki, melynek nagysága többszöröse lehet az üzemi nyomásnak. A jelenség bekövetkeztekor a csőhálózat megremeg és jellegzetes hangot ad ki. Gyors elzárású szelepek (pl. golyóscsap) használatakor is előfordulhat, de a túl kicsi cső keresztmetszet, ill. a túl nagy áramlási sebesség is okozhatja. Ilyen esetben a tömítések kifordulhatnak a helyükről, de cső is szétrepedhet.
A fenti példánál maradva egy működő szivattyú összeállításához az alábbi tartozékok szükségesek (az áramlás irányában haladva):
- Szívókosár. a gyári tartozék, de a szórófejes alkalmazásnál célszerű a sűrűbb szövésű XB388117-at használni
- Tömlőcsatlakozó a szűrőkosárhoz (225012) és a hozzá való tömítés (275125).
- Csőbilincs. A szívó oldalon mindenképen célszerű a gyártó által adott bilincseket használni, mivel ezek képesek megfeleli mértékben összeszorítani a tömlőt.
- Szívótömlő. Általában az 5 m-es hossz elegendő szokott lenni (900490).
- Csőbilincs. Javasolt a gyári használata.
- Gyártó ad hozzá tömlőadaptert szárnyas anyával, de könnyebb kezelhetőség végett célszerű a szabványos – tűzoltók által is használt – kapcsos rendszert használni. A tömlőkapocs cikkszáma: 867004.
- Csonkkapocs. Cikkszáma: 867007
- EPPH 38-25 szivattyú
- Csonkkapocs. Cikkszáma: 867007
- Nyomótömlő kapoccsal. 20 m-es kiszerelésben kapható, cikkszáma: 867010.
- Kapocskulcs. Mivel a tömlő toldásakor ellen kell tartani, 2 darabra van szükség. Cikkszáma: 867019
- Hasznos kiegészíti lehet még a 10 l-es fém üzemanyagkanna (7263) a hozzá való kiöntőcsővel (7261)
Ehhez hasonlóan össze lehet állítani az átemeli- vagy zagyszivattyúk tartozékait is. A kapoccsal ellátott nagyobb szűrőkosaraknál, található egy kampó, melyre kötelet kötve könnyen kiemelheti akár a mélyebb kutakból is.
Erősen szennyezett víz szállítására, esetleg iszapos vízre, csak a szennyvízszivattyú ajánlható. Ez a készülék már képes akár 30mm ármérőjű, szilárd szennyeződések szállítására is. Számomra is ismeretlen okból kifolyólag a HERON EMPH 80 W zagyszivattyú 3″-os csonkmenete nem egyezik meg a szintén 3″-os EPH 80 átemelőszivattyúéval. Ezért a katalógusban két fajta csonkkapcsot is talál azonos méretből.
Csőkutakból, történi szivattyúzás esetén különös tekintettel kel lenni a kút vízhozamára. Hiába magas a nyugalmi vízszint, a nagy teljesítményű HERON szivattyúk perceken belül képesek akár teljesen kiszívni a vizet. Ezért fontos, hogy kútból történi szivattyúzás esetén ismerje a kút vízhozamát és az üzemi vízszintjét.
Nagy figyelmet kell fordítani arra, hogy a szivattyú szívókosara minimálisan 1 m-rel legyen a kút talppontja felett. Így megakadályozható, hogy az alján lévő kavicsot, iszapot vagy más szennyeződést fel tudjon szívni.
Sokan nem veszik figyelembe a használati útmutatóban leírtakat, miszerint, ha a készüléket 1 hónapnál tovább nem üzemeltetjük, le kell ereszteni a benne lévő üzemanyagot. Erre azért van szükség, mert sajnos a kutak többségénél kapható 95-ös, ólommentes benzinből egy idő után kiválnak a szennyeződések és dugulást okoznak az üzemanyagrendszerben. Ez áramfejlesztőkre is vonatkozik.
Fontos még megemlíteni, hogy téli leállás előtt célszerű a szivattyúház legalsó részén lévő csavar kiszedésével leengedni a vizet a fagyveszély miatt.
Heron szivattyúk, áramfejlesztők
Szivattyú kiegészítők
Önfelszívó szivattyúk
Szerző: Ring Tamás
