משאבה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

משאבה (pump) היא מכונה, המשמשת להעברת זורם (fluid, נוזל או גז) ממקום אחד למקום שני וכן להגברת לחצו או מהירותו. המונח "משאבה" מתייחס בדרך כלל למכונה השואבת נוזלים, בעוד מכונות השואבות גזים נקראות מדחסים, מפוחים או משאבות ריק (ואקום). משאבות מונעות בדרך כלל על ידי מנוע חשמלי, אך לפעמים גם על ידי מנוע דיזל, מנוע בנזין או ידנית.

תוכן עניינים 1 סוגי משאבות 1.1 משאבות דינמיות 1.2 משאבות שינוי נפח 2 כיצד משאבה יונקת נוזל 3 משאבות בוכנאיות 3.1 משאבת קיטור בוכנאית בעלת פעולה כפולה 4 משאבות גלגלי שיניים 5 משאבות בורגיות 6 שימושי המשאבה 7 ראו גם 8 קישורים חיצוניים

[עריכה] סוגי משאבות

משאבות נחלקות לשתי קבוצות עיקריות על פי עיקרון פעולתן: משאבות דינמיות (או קינטיות) ומשאבות שינוי נפח.

[עריכה] משאבות דינמיות

משאבות מסוג זה מעניקות לנוזל אנרגיה קינטית ועל ידי כך גורמות לזרימתו.

• משאבות צנטריפוגליות
• אג'קטורים

[עריכה] משאבות שינוי נפח

במשאבות אלה מושגת פעולת השאיבה על ידי הקטנה והגדלה של נפח חלל השאיבה, והמשאבה דוחקת הלכה למעשה את הנוזל ועל ידי כך גורמת לזרימתו.

• משאבות בתנועה קווית
  • משאבות בוכנאיות
  • משאבות דיאפרגמה
• משאבות רוטוריות
  • משאבות בוכנאיות סובבות
  • משאבות בעלות כנפיים גמישות (ג'בסקו)
  • משאבות שבשבים
  • משאבות בורגיות
  • משאבות טבעת מים
  • משאבות גלגלי שיניים
  • משאבת אונות

[עריכה] כיצד משאבה יונקת נוזל

• כאשר מכל המקור פתוח לאטמוספרה ומורכב מעל המשאבה, יזרום הנוזל אל המשאבה בגלל משקל עמוד הנוזל והשפעת הלחץ האטמוספרי או הברומטרי על פני הנוזל.
• כאשר מכל המקור מצוי מתחת למשאבה, האנרגיה הדרושה להבאת הנוזל אל המשאבה מסופקת על ידי הלחץ האטמוספרי הפועל על פני הנוזל, אך התנאי הוא כי המשאבה תיצור לחץ נמוך יותר בצינור היניקה. כתוצאה מהפרש הלחצים יזרום הנוזל במעלה צינור היניקה אל המשאבה. הלחץ האטמוספרי הוא אשר דוחף – הלכה למעשה – את הנוזל במעלה צינור היניקה אל המשאבה; היא אינה מושכת אותו, אלא יוצרת את התנאים לשאיבה (הגדלת נפח וכתוצאה מכך הקטנת הלחץ).

כדי ליצור ביניקת המשאבה לחץ נמוך יותר מהלחץ האטמוספרי, צריך לסלק את האוויר מצינור היניקה. קיימות משאבות המסוגלות לשאוב בעצמן את האוויר מצינור היניקה, והן נקראות משאבות בעלות תיחול עצמי (self-priming). משאבות אחרות אינן מסוגלות לעשות זאת, ויש לרוקן אותן ואת צינור היניקה מאוויר ולמלאם בנוזל לפני הפעלת המשאבה.

[עריכה] משאבות בוכנאיות

משאבות בוכנאיות שייכות לקבוצת משאבות שינוי-נפח. חלקיה היסודיים של משאבה בוכנאית הם: בוכנה, צילינדר ושסתומי יניקה וסניקה חד-כיווניים. פעולת השאיבה במשאבות מסוג זה מושגת על ידי הקטנה והגדלה של חלל השאיבה (נפח הצילינדר) באמצעים מכניים (הבוכנה). תנועת הבוכנה מעלה גורמת להגדלת חלל השאיבה מתחתיה, ועקב כך לירידת הלחץ בצילינדר מתחת ללחץ האטמוספרי. כתוצאה מהפרש לחצים זה נפתח שסתום היניקה והנוזל נינק לתוך הצילינדר. עם תנועת הבוכנה מטה קטן נפח חלל השאיבה, הנוזל הנדחק על ידי הבוכנה סוגר את שסתום היניקה, פותח את שסתום הסניקה ונסנק החוצה מן הצילינדר. שני השסתומים מצוידים בקפיצים, שתפקידם לשכך את כוחות האינרציה הפועלים על דיסקת השסתום כשהוא נפתח, וכדי להבטיח שהשסתום נסגר על תושבתו. גובתת מילוא מונעת דליפת נוזל מן הצילינדר סביב מוט הבוכנה.

במשאבה בוכנאית פשוטה מתבצעת יניקה משך מהלך אחד וסניקה משך המהלך השני. חסרונה הוא לחץ סניקה מתנודד ובלתי קבוע. משאבה בוכנאית, כמו כל משאבות שינוי-הנפח, היא בעלת פריימינג עצמי, כלומר מסוגלת לשאוב אוויר ונוזל ואין צורך למלאה בנוזל לפני ההפעלה.

השימוש: משאבות בוכנאיות קטנות, המונעות על ידי פיקה, משמשות כמשאבות אספקת דלק וכמשאבות שמן סיכה במנועי דיזל קטנים. משאבות בוכנאיות ידניות משמשות לריקון אגן השמן במנועים קטנים ולשימושים דומים אחרים.

[עריכה] משאבת קיטור בוכנאית בעלת פעולה כפולה

משאבות בוכנאיות, המונעות ישירות על ידי קיטור (direct acting steam pumps), היו המשאבות הסטנדרטיות באוניות וגם בתעשייה עד לאחר מלחמת העולם השנייה. המשאבות פועלות בלחץ קיטור נמוך (עד 10 bar), ובעבר שימשו לשירות כללי (אספקת מי-קירור, כיבוי אש ושאיבת שיפוליים) ולהעברת מי-הזנה לדודי הקיטור. עם פיתוחן של משאבות צנטריפוגליות גדולות נדחקו הצדה המשאבות הבוכנאיות, אך הן עדיין משמשות לריקון מכלים במכליות דלק (stripping pumps), כמשאבות מי הזנה לדוד ולשאיבת מי-שיפוליים. קיימות בתעשייה משאבות בוכנאיות כפולות, המופעלות על ידי אוויר דחוס.

למשאבה שתי בוכנות נגדיות, המחוברות למוט בוכנה משותף – בוכנת קיטור ובוכנת שאיבה. בוכנת הקיטור מונעת על ידי לחץ קיטור, המסופק לסירוגין לאחד משני צדדיה על ידי שסתום חלוקה מחליק (shuttle valve), כשבו זמנית מנוקז הקיטור מצדה השני. שסתום החלוקה מופעל באמצעות מערכת של מנופים ממוט הבוכנה המשותף. משאבות קיטור כפולות מצוידות בשני זוגות של בוכנות, הפועלות בהפרש של 180 מעלות אחת מהשניה, בארבעה זוגות של שסתומי יניקה וסניקה ובשני שסתומי חלוקת קיטור.

ספיקת משאבות קיטור בוכנאיות מוגבלת על ידי ממדי הצילינדרים ומשקל החלקים הנעים, ושיעורה במשאבות גדולות הוא 200-350 מטרים מעוקבים בשעה, אם כי נבנו משאבות בעלות ספיקה של 750 מטר מעוקב בשעה. את לחץ סניקת המים קובעים לפי היחס בין שטח בוכנת הקיטור לשטח בוכנת המים; כאשר קוטר בוכנת הקיטור גדול מקוטר בוכנת המים, המשאבה היא ללחץ גבוה ולהפך. המשאבות מסווגות על פי שלוש מידות: קוטר בוכנת הקיטור, קוטר בוכנת המים ואורך המהלך (לדוגמה 8x5x10 inch).

[עריכה] משאבות גלגלי שיניים

המשאבה בנויה משני גלגלי שיניים, כאשר אחד מהם מחובר לגל הינע ונקרא הגלגל המניע, ואילו השני משולב בו ומסתובב באמצעותו. שני גלגלי השיניים נתונים בתוך בית המשאבה, אשר מצדו האחד יש פתח דרכו נכנס הנוזל אותו שואבים ומצדו השני פתח דרכו הוא יוצא. פעולת השאיבה נוצרת כתוצאה מהיווצרות תת-לחץ במקום בו השיניים המשתלבות מתרחקות זו מזו והנפח ביניהן גדל. תת הלחץ גורם לנוזל להישאב פנימה לתוך המשאבה. הנוזל ממלא את החללים בין השיניים ונדחף-מוסע על ידן אל פתח הסניקה. במקום זה משתלבות השיניים מחדש, הנפח ביניהן קטן, לחץ הנוזל גדל והוא נסנק החוצה מבית המשאבה. חשוב להדגיש, כי הנוזל הנשאב אינו עובר בין הגלגלים דרך מרכז בית המשאבה.

משאבות גלגלי שיניים משמשות כמשאבות הידראוליות לאספקת שמן בלחץ גבוה (למשל להנעת בוכנות הידראוליות) וכמשאבות אספקת דלק ואספקת שמן במנועי דיזל ובנזין.

[עריכה] משאבות בורגיות

בנויות מרוטור בעל תבריג חיצוני דמוי בורג. הבורג מסתובב ועל ידי כך נדחף החומר שאותו יש לשאוב. בצורה דומה פועלת מטחנת בשר ידנית. בורג ארכימדס הוא דוגמה למשאבת בורג.

[עריכה] שימושי המשאבה

משאבות שונות נמצאות במכשירים רבים:

• משאבות הידראוליות - משמשות להפעלת מכונות הידראוליות כגון בוכנות הידראוליות. משאבות אלו הן משאבות בוכנאיות ומשאבות גלגלי שיניים.
• משאבות מים - משמשות לשאיבת מים לצורכי שתיה, השקיה וכדומה. משאבה קדומה להשקיה הייתה משאבת בורג - בורג ארכימדס. ישנן גם משאבות ידניות לשאיבת מים מבורות עמוקים. משאבות אלו פועלות בעזרת בוכנה. משאבות אלו, היו בשימוש בעבר ונמצאות גם במדינות נחשלות. כיום שואבים מים במשאבות ממונעות. רוב המשאבות פועלות באמצעות שסתומים, בדומה "למשאבת" הלב.
• משאבות דלק - מזינות את מנוע המכונית בדלק. משאבה המשמשת לכך היא משאבת דיאפרגמה.

[עריכה] ראו גם

• תחנת שאיבה
• משאבת בטון
• צינור לחץ

[עריכה] קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
תמונות ומדיה בוויקישיתוף: משאבות