Dælur

Þessi síða fjallar um ýmsar gerðir af dælum.

Inngangur

Archimedesar snigill

Á þessari síðu verður fjallað um ýmsar gerðir af dælum sem notaðar eru í iðnaði. Fyrstu dælur sem sögur fara af eru svokallaðir Archimedesar sniglar, það er að segja ef við teljum það að draga fötu með vatni upp úr brunni ekki vera dælingu. Það er ekki talið að Archimedes hafi fundið upp dæluna heldur lýsti hann henni eftir ferð til Egyptalands á 3. öld f. kr.

Grunngerðir.

Það má skipta öllum dælum í tvær megin gerðir, miðflóttaaflsdælur og rúmmálsdælur e. positive displacement pumps. Munurinn á þessum tveimur grunngerðum er að rúmmálsdælur taka inn ákveðið magn af þeim miðli sem er verið að dæla og skila út í þrýstilögnina, þessar dælur dæla fræðilega séð alltaf sama magni burtséð frá mótþrýstingi, í raunveruleikanum breytist magnið lítillega vegna þess að dælan er aldrei algerlega þétt og lekar aukast lítillega með auknum þrýstingi. Ef lokað er fyrir streymi frá rúmmálsdælu gerist annað hvort að dælan brotnar eða þrýstilögnin rofnar. Það er því algerlega nauðsynlegt að hafa öryggisloka á eftir þessum dælum. Ef lokað er fyrir þrýstilögn miðflóttaflsdælu í skamma stund gerist ekkert annað en streymið stöðvast, þær þurfa hinsvegar ákveðið lágmarksstreymi til kælingar, þannig að ef streymið stöðvast í lengri tíma án þess að dælan sé stöðvuð þá ofhitnar hún.

Miðflóttaaflsdælur

Loftblásari með afturbeygðum skóflum

Miðflóttadæla. 1a. Dæluhús 2. Dæluhjól 3. Dæluhús 4. Ásþétti 5. Mótor 6. Dæluöxull

Miðflóttaaflsdælur geta ýmist dælt vökva eða lofttegundum, ef dælan er ætluð til að dæla lofttegund þá er venja að tala frekar um blásara en dælu, til dæmis loftblásara ef um loft er að ræða. Miðflóttaaflsdælur vinna þannig að dæluhjólið snýst á miklum hraða og vökvinn eða lofttegundin sem dæla á þeytist út undan miðflóttaktaftinum og út í þrýstilögnina frá dælunni. Þegar miðillinn þeytist út frá miðju hjólsins myndast þar undirþrýstingur og miðillinn í soglögninni sogast inn í dæluna.

Miðflóttaaflsdælur dæla ekki föstu rúmtaki eins og t.d. stimpildælur, heldur fer flæðið eftir mótþrýstingi. Ef um vökvadælur er að ræða þarf að vera vökvi í dæluhúsinu til að dæling komist af stað, þess vegna er oft við þær búnaður til að fylla þær af vökva, „snafsa“, ef þær tæmast. Dæluhjólið getur ýmist verið lokað eða opið og reyndar er til útfærsla sem er hálfopin. Lokað dæluhjól hentar vel ef dæla á hreinum vökva og dælur með lokuðum hjólum ná hærri þrýstingi og hafa betri nýtni en dælur með opnum hjólum. Dælur með opnum hjólum henta hinsvegar betur ef óhreinindi eru í vökvanum og má sem dæmi nefna slógdælur í skipum sem geta dælt heilum fiskum í gegn um sig. Algeng notkunn á miðflóttaaflsdælum eru kælivatnsdælur í brunavélum.

Fimm þrepa miðflóttaaflsdæla

Fjölþrepadælur

Lyftihæð miðflóttaaflsdælu fer eftir snúningshraða og þvermáli dæluhjóls, þær henta ekki þar sem þörf er á mikilli lyftihæð en þá er oft notuð sú lausn að setja tvö eða fleiri dæluhjól í sömu dælu þar sem hvert hjól fæðir það næsta, þannig má ná háum þrýstingi en halda kostum miðflóttaaflsdælunnar, þessar dælur eru oft kallaðar þrepadælur í daglegu tali. Dæmigerð notkunn á fjölþrepadælum er fæðivatndælur fyrir gufukatla sem þurfa að yfirvinna gufuþrýstinginn í katlinum.

Stimpildælur

Axial piston pump

Handknúin brunndæla

Stimpildælur eru dælur þar sem stimpill eða bulla færist fram og aftur og sogar miðilinn sem dæla á inn á sogslaginu, þegar rúmmálið er að stækka og þrýstir honum út á þjappslaginu, til að stimpildælur virki þurfa þær að hafa bæði sog- og þrýstiloka. Stimpildælur geta bæði dælt vökva og lofttegundum, til dæmis eru flestar litlar og meðalstórar loftþjöppur á verkstæðum stimpilþjöppur. Annað vel þekkt dæmi um stimpildælu er reiðhjólapumpa. Einnig má nefna dælur sem enn eru notaðar víða í heiminum en það eru handknúnar brunndælur. Stimpildælur eru viðkvæmar fyrir óhreinindum þar sem þau geta skemmt eða truflað virkni lokanna. Stimpildælur eru mikið notaðar í vökvakerfum, sérstaklega í háþrýstum kerfum og þær dælur eru oftast með marga stimpla og oft er hægt að magnstýra dælunum með því að breyta slaglengd stimplanna eins og sjá má á þessu myndbandi. Öll olíuverk á díselvélum önnur en common rail verk eru með stimpildælur.

Tannhjóladælur

Tannhjóladæla (útvend)

Tannhjóladæla (innvend)

Kefladæla

Tannhjóladælur eru rúmmálsdælur og dæla þar af leiðandi sama magni af vökva í hverjum hring óháð þrýstingi. Þær eru góðar sogdælur og vegna þess hversu sterkbyggðar þær eru geta þær náð mjög háum þrýstingi, þær eru algengar dælur í ýmiskonar vélbúnaði til dæmis sem smurolídælur í brunavélum og sem vökvadælur í vökvakerfum í vinnuvélum. Tannhjóladælur eru til í tveimur útfærslum, annarsvegar innvendar þar sem annað tannhjólið er með útvendum tannhjólum en hitt innvendum og hinsvegar útvendar þar sem bæði tannhjól eru með útvendum tönnum. Einnig eru svokallaðar kefladælur og keflablásarar flokkaðar sem tannhjóladælur, þeir eru algengir sem skolloftsdælur á tvígengis díselvélar.

Spjaldadælur

Spjaldadæla

Spjaldadæla með gúmmíhjóli

Spjaldadælur eru að mörgu leiti sambærilegar við tannhjóladælur, þær eru rúmmálsdælur og dæla þar af leiðandi sama magni af vökva í hverjum hring óháð þrýstingi. Þær eru byggðar þannig að snúðurinn er ekki í miðju húsinu og spjöldin eru gormlestuð og fylgja innra byrði hússins þegar þær snúast. Þær eru góðar sogdælur og þegar tvær spjaldadælur eru raðtengdar geta þær náð vel niður fyrir 10−6 bar og þær geta einnig náð mjög háum þrýstingi. Þær eru algengar dælur í ýmiskonar vélbúnaði til dæmis í vökvakerfum í vinnuvélum. Þær eru einnig algengar í bílaframleiðslu svo sem í loftkælingum, sem stýrisdælur og í sjálfskiptingum. Einnig eru þær algengar sem sogdælur fyrir bremsur í díselbílum.

Ein útfærsla af spjaldadælum hefur hjól úr sveigjanlegu efni t.d. gúmmí eða neopren. Þessar dælur eru mun einfaldari í smíði og viðhaldi en aðrar spjaldadælur og eru til dæmis notaðar sem kælivatns og austursdælur í minni báta, kostur við þessar dælur er að þær eru self priming þ.e. það þarf ekki að snafsa þær þótt þær séu þurrar þegar þær eru gangsettar.

Snigildælur

Skrúfuloftþjappa

Ens og kemur fram í inngangi þá eru elstu dælur sem áreiðanlegar sögur fara af snigildælur. Þetta er fjölskrúðugt safn af dælum, alveg frá einföldum sniglum og upp í vandaðar skrúfuþjöppur. Snigildælur geta dælt eða flutt allt frá efnum eins og möl og sandi, korni, áburði og mykju upp í vökva og lofttegundir. Fyrir utan einfalda snigla eru afkastamiklar loftþjöppur líklega þær snigildælur sem við þekkjum best.

Vatnshrútar

Vatnshrútur. 1. Vatnsinntak 2. Afrennslisloki 3. Þrýstipípa 4. Lóð 5. Einstefnuloki 6. Þrýstikútur

Vatnshrúturinner dæla sem þarf ekki rafmagn eða aðra utanaðkomandi orkugjafa en er knúin af rennandi vatni, hún getur nýtt mikið magn af rennandi vatni með lítilli fallhæð til að dæla mun minna magni upp í umtalsverða hæð. Þessar dælur voru algengar víða um land en eru nú orðnar sjaldgæfar, þær eru þó ennþá í notkunn þar sem aðstæður eru þannig að nóg er af rennandi vatni neðan við notkunnarstað en skortur á rafmagni, t.d. í sumarbústöðum eða fjallakofum. Svona eru dælur ennþá í framleiðslu td. í Noregi.

Hrúturinn vinnur þannig að þegar er lokað snöggt fyrir rennslið í gegn um hann þá myndast þrýstihögg sem þjappar saman lofti í þrýstihylki dælunnar, samanþjappaða loftir þrýstir síðan litlu magni af vatni út í þrýstileiðsluna. Þegar vatnsrennslið í stöðvast opnast aðallokinn aftur og nýr vinnuhringur hefst.

Krossapróf

Heimildir og ítarefni

Vélar og vélbúnaður eftir Guðmund Einarsson, Iðnú 2013.

Wikipediasíður sem krækjur eru á í textanum

Miðflóttaaflsdælur myndband: https://www.youtube.com/watch?v=BaEHVpKc-1Q

Vatnshrútur myndband: https://www.youtube.com/watch?v=aUTjVovpKvA

	Miðflóttaaflsdæla
	Stimpildæla.
	Dæla með gúmmíhjóli.
	Kefladæla

	Stimpildæla.
	Tannhjóldæla.
	Vatnshrútur.
	Snigildæla

	Spjaldadælur
	Þrepadælur
	Kefladælur
	Snigildælur

	Rangt
	Rétt