Obežné koleso a tlaková komora kalových čerpadiel sú dva základné prvky kalových čerpadiel. Výhody a nevýhody jeho výkonu predstavujú vynikajúci výkon čerpadla. Výkon proti upchávaniu, účinnosť a kavitačný výkon vypúšťacieho čerpadla odpadových vôd sú zaručené dvoma hlavnými komponentmi: lopatkovým čerpadlom a tlakovou komorou.
Princíp činnosti a vlastnosti kalových čerpadiel patria k typu voľných čerpadiel, ktoré sa používajú hlavne na prepravu komunálnych odpadových vôd, fekálií alebo kvapalín obsahujúcich vlákna. Médium obsahujúce pevné častice sa zvyčajne prepravuje pri teplote nepresahujúcej 80 stupňov. Vďaka prítomnosti vlákien, ktoré sú náchylné na zamotanie alebo zhlukovanie v dopravovanom médiu. Preto je ľahké zablokovať prietokový kanál čerpadla. Akonáhle je čerpadlo zablokované, nebude fungovať správne a dokonca vyhorí motor, čo má za následok zlé odvádzanie vody. Má vážny vplyv na mestský život a vypúšťanie znečistenia životného prostredia. Preto je dôležitým faktorom proti upchávaniu a spoľahlivosti kvalita kalového čerpadla.
Z hľadiska výkonu majú kalové čerpadlá strmú krivku výtlaku a relatívne plochú krivku výkonu.
Bežným typom tlakovej komory používanej v čerpadlách na odpadovú vodu je špirála a radiálne vodiace lopatky alebo vodiace lopatky prietokového kanála sa často používajú v zabudovaných ponorných čerpadlách. Existujú tri typy ulít slimákov: špirálové, prstencové a stredné. Špirálové špirály sa v kalových čerpadlách v zásade nepoužívajú. Kruhové tlakové vodné komory sa bežne používajú v malých kalových čerpadlách kvôli ich jednoduchej konštrukcii a ľahkej výrobe. Avšak v dôsledku objavenia sa stredno-špirálových tlakových komôr sa rozsah použitia prstencových tlakových komôr postupne zmenšuje. Vďaka vysokej účinnosti špirály a vysokej priepustnosti prstencových tlakových vodných komôr priťahujú stredné tlakové vodné komory čoraz väčšiu pozornosť výrobcov.
Nižšie sú uvedené typy obežných kolies pre čerpadlá odpadových vôd:
1. Typ konštrukcie obežného kolesa:
Štruktúru obežných kolies možno rozdeliť do štyroch kategórií: lopatkový typ (otvorený, uzavretý), vírivý typ, kanálový typ a (vrátane jednokanálového a dvojkanálového) špirálový odstredivý typ. Otvorené polootvorené obežné kolesá sa ľahko vyrábajú a dajú sa ľahko vyčistiť a opraviť, keď dôjde k upchatiu obežného kolesa. Pri dlhodobej-prevádzke sa však vôľa medzi lopatkami a bočnou stenou tlakovej vodnej komory zväčší v dôsledku oderu častíc, čo vedie k zníženiu účinnosti. A zväčšenie medzery naruší rozloženie tlaku na lopatky. Nielenže generuje veľkú stratu víru, ale tiež zvyšuje axiálnu silu čerpadla. Zároveň je v dôsledku zväčšenej medzery narušená stabilita prietoku kvapaliny v kanáli, čo spôsobuje vibrácie čerpadla. Tento typ obežného kolesa nie je jednoduchý na prepravu médií obsahujúcich veľké častice a dlhé vlákna. Z hľadiska výkonu má tento typ obežného kolesa nízku účinnosť, s vysokou účinnosťou asi 92 % účinnosti bežných uzavretých obežných kolies a relatívne plochou krivkou hlavy.
2. Rotujúce obežné koleso:
Čerpadlá používajúce tento typ obežného kolesa majú časť alebo celé obežné koleso zatiahnuté z prietokového kanála tlakovej komory. Takže neupchávajúci výkon je dobrý a schopnosť prechádzať časticami a dlhými vláknami je silná. Častice prúdia vo vodnej tlakovej komore a sú poháňané vírom generovaným rotáciou obežného kolesa. Suspenzné častice samotné nevytvárajú energiu, ale vymieňajú si energiu s kvapalinou v prietokovom kanáli. Počas procesu prúdenia sa suspendované častice alebo dlhé vlákna nedostanú do kontaktu s opotrebovanými čepeľami. Situácia nadmerného opotrebovania čepele je relatívne mierna a nedochádza k zvýšeniu vôle v dôsledku oderu. Nespôsobí to vážne zníženie účinnosti počas-dlhodobej prevádzky. Čerpadlá využívajúce tento typ obežného kolesa sú vhodné na čerpanie médií obsahujúcich veľké častice a dlhé vlákna. Pokiaľ ide o výkon, účinnosť tohto obežného kolesa je relatívne nízka, len asi 70% účinnosti bežného uzavretého obežného kolesa a krivka hlavy je relatívne plochá.
3. Špirálové odstredivé obežné koleso:
Lopatky tohto typu obežného kolesa sú skrútené špirálové lopatky, ktoré vychádzajú axiálne zo sacieho otvoru na kužeľovom telese náboja. Tento typ čerpadla s obežným kolesom má funkcie objemového čerpadla aj odstredivého čerpadla. Keď rozptýlené častice pretekajú lopatkami, nenarážajú na žiadnu časť čerpadla, takže má dobré ne-deštruktívne vlastnosti. Menej deštruktívne pre dopravovaný materiál.
Vďaka hnaciemu efektu špirály majú suspendované častice silnú priechodnosť, takže čerpadlá využívajúce tento typ obežného kolesa sú vhodné na čerpanie médií obsahujúcich veľké častice a dlhé vlákna, ako aj médií s vysokou koncentráciou. Má zrejmé vlastnosti v situáciách, kde sú prísne požiadavky na zničenie prepravného média.
4. Obežné koleso s prietokovým kanálom:
Tento typ obežného kolesa patrí k bezlopatkovým obežným kolesám a kanál obežného kolesa je zakrivený kanál od vstupu k výstupu. Je teda vhodný na čerpanie médií obsahujúcich veľké častice a dlhé vlákna. Dobrý výkon proti blokovaniu. Výkonovo má tento typ obežného kolesa vysokú účinnosť a veľmi sa nelíši od bežných uzavretých obežných kolies, avšak krivka hlavy čerpadla s týmto typom obežného kolesa prudko klesá. Výkonová krivka je relatívne stabilná a nie je náchylná na problémy s nadmerným výkonom, ale kavitačný výkon tohto typu obežného kolesa nie je taký dobrý ako výkon bežných uzavretých obežných kolies, zvlášť vhodný na použitie v čerpadlách s tlakovými vstupmi.
5. Uzavreté obežné koleso:
Tento typ obežného kolesa má normálne vysokú účinnosť. Pri dlhodobej-stabilnej prevádzke majú čerpadlá používajúce tento typ obežného kolesa menšiu axiálnu silu a pomocné lopatky je možné nainštalovať na prednú a zadnú kryciu dosku. Pomocné lopatky na prednej krycej doske môžu znížiť stratu víru na vstupe obežného kolesa a opotrebenie častíc na tesniacom krúžku. Sekundárne lopatky na zadnej krycej doske slúžia nielen na vyrovnávanie axiálnych síl, ale tiež zabraňujú vniknutiu suspendovaných častíc do komory mechanickej upchávky a poskytujú mechanickému tesneniu ochranu.
Tento typ obežného kolesa má však slabé neupchávacie vlastnosti, ľahko sa zamotáva a nie je vhodný na čerpanie neupravených splaškových médií obsahujúcich veľké množstvo častíc (dlhé vlákna).
Stručne povedané, bez ohľadu na sériu obežných kolies kalových čerpadiel ide len o kombináciu rôznych typov obežných kolies a rôznych typov tlakových komôr podľa požiadaviek dopravného média a inštalácie, pokiaľ obežné kolesá a tlakové komory dokážu dosiahnuť optimalizovanú konfiguráciu. Rôzny výkon čerpadla bude zaručený.
