7. Kolbpumpade raam, silindriplokk, kolvid.

Kolbpump koos tema juurde kuuluva mootoriga ning abimehhanismidega paigutatakse ühisele raamile (alusraamile). Lisaks mootorile ja pumbale võivad raamile olla paigutatud pumba juhtsüsteemid, reduktor, ülekanne jms. Väiksemate statsionaarsete pumpade raamid võivad olla valatud, painutatud (joon. 1.9 A), keevitatud kokku paksust lehtmetallist või karp- ja nurkraudadest (joon. 1.9 B). Suuremate ja raskemate pumpade puhul kasutatakse tugevamat I- ja T-tala profiili mis on omavahel kokku keevitatud. Väiksematele teisaldatavatele mootorpumpadele valmistatakse raamid enamasti torukonstruktsioonist või karprauast. Raamile paigaldatakse tugipostid, mis lihtsustavad pumba ja abiseadmete paigutamist.

A B

Joonis 1.9. Kolbpumpade alusraamid

Kolbpumba silindriploki (silinder) sisse on pressitud silindrihülss 10

Hülsid võivad olla valmistatud eraldi ja pressitud ploki sisse või valatud koos silindriplokiga. Kui silindriplokis on kanalid näiteks jahutusveele või mõnele muule jahutavale keskkonnale, siis on tegemist silindrisärgiga.

Hülsi materjal võib olla malm või pronks, eriotstarbeliste pumpade korral kasutatakse ka tehismaterjale (erinevad plastid).

Silindrisärgid valatakse reeglina malmist v.a mõningad eriotstarbelised pumbad. Silinder suletakse pealt silindrikaanega, mis on valatud silindrisärgiga samast materjalist. Silindri ja kaane vahel on kaanetihend, mis veepumpadel võib olla rasvanöör.

Kolbpumba kolvi ülesanne on tekitada imemisefekti s.t mootorilt saadava liikumise mõjul tekitada pumba silindris hõrendus ja survekäigu ajal suruda keskkonda survetorusse. Kolbpumpade kolvid võib ehituse järgi jagada kahte suuremasse rühma:

• ketaskolvid ja

• plunžer- ehk varbkolvid.

Ketaskolvid koosnevad ühest või mitmest omavahel kokkuühendatud kettast. Kettad valmistatakse enamasti malmist või pronksist. Ketas kinnitatakse kolvisääre koonuselisele faasile ning pingutatakse. Kolvisääre otsas võib olla ka keere kolviketta kinnitamiseks. Kolvikettas ehk kolvi kehas on sooned kolvirõngaste jaoks. Kolvi surverõngad on ette nähtud kolvi ja silindri omavaheliseks tihendamiseks.

Kolvirõngad valmistatakse kas malmist, pronksist, tekstoliidist vms tehismaterjalist. Mõnikord kasutatakse kolvi tihendamiseks ka mansette. Mansett on on nahast, kummist või muust materjalist U- või V-kujulise ristlõikega rõngas, mille silinderpinnad surutakse pingutatud kolviketaste kaudu silindrihülsi vastu.

Kolvirõngaste või kolvi tihendusmanseti materjal peab vastama pumbatava keskkonna füüsikalis-keemilistele omadustele. Suures osas sõltub kolvi tihendi materjal pumbatava keskkonna temperatuurist ja rõhust.

Joonis 1.10. Ketaskolb mansett-tihendiga

Kui on vaja tagada kolvi suur tugevus ja/või suur töösurve, siis kasutatakse plunžer- ehk varbkolbe. Plunžerkolvil puudub liikuv keps, kolvi otsas olev jäik vars saab liikumise otse ajamilt (tõukurilt või nukalt). Plunžerkolvid ja nende silindrid on ülitäpse töötlusega ning neid nimetatakse plunžerpaarideks (joon. 1.11).

Plunžerpaari korral on pumba silinder ehk hülss valmistatud täpselt kolvi ehk plunžeri järgi. Nendevaheline lõtk on vahemikus 0,001...0,002 mm ning nad ei vaja täiendavaid tihendeid tiheduse saavutamiseks. Plunžerpumba silindrid ja hülsid omavahel vahetatavad ei ole ning kulumise korral vahetatakse mõlemad korraga välja. Selliseid plunžerkolviga pumpasid kasutatakse tänapäeva diiselmootorite kütuse toitesüsteemi kõrgrõhupumpadena, kus rõhud võivad ulatuda üle 250 MPa.

Pumpades, kus puudub ristpea, kasutatakse tugeva konstruktsiooniga kolbe, mis ühendatakse jõuajamiga kepsu abil (joon. 1.12). Kolvi keha on tehtud pikk, et väntvõllilt saadud jõud üle kanda hülsi seintele. Kolvi kehal sooned kolvirõngaste jaoks puuduvad. Silindri ja hülsi vahelist lõtku tihendatakse topendrõngastega. Tihendamiseks on silindrihülsi alumises osas silindri läbimõõdust suurema diameetriga topendtihendikarp. Tihendikarpi paigutatakse vastava mõõduga rasvanöörrõngad, mis surutakse vastu tihenduspindasid surveäärikuga.

Joonis 1.11. Plunžerpaar

Joonis 1.12. Ristpeata kolbpumba kolb

Ristpeata kolbpumba kolvid valmistatakse terasest, malmist või pronksist. Mõnikord võivad need seest õõnsad olla. Kolbide otsmised tööpinnad võivad olla ümarad või tasapinnalised. Kolvi alumine osa siseneb pumba ajami karterisse. Selleks on plokki paigutatud kummist kaelustihend, mis takistab õli väljumist pumba karterist ning sattumist väliskeskkonda või pumbatava keskkonna hulka.

8. Kolbpumba kolvisäär ja tihendid.

Vedeliku väljavoolamise tõkestamiseks kolvisääre väljumisel silindrist kasutatakse kolvisääre tihendit (joon. 1.13). Kolvisääre tihendamiseks kasutatakse pehmeid rasvanöörtihendeid ehk topendtihendeid.

Joonis 1.13. Topendtihendi karp veejaotusrõngata A, veejaotusrõngaga B

Pehmed rasvanöörtihendid on valmistatud õli ja grafiidiga/tehnilise vaseliiniga immutatud kanepikiust või peenvillast. Topendi rõngad lõigatakse 45 kraadise nurga all ning asetatakse tihendikarpi selliselt, et rõngalukud ei satuks kohakuti. Selliseid tihendeid kasutatakse madalatel rõhkudel ja töötemperatuuridel kuni 45 ºC. Mõnikord on topendrõnga sees kummirõngas või jäikuse suurendamiseks tinatraat. Topend- ehk pehmetihendi puuduseks on kiire kulumine ja tihendikarbi suur pikkus. Suurematel kiirustel töötavad pikemad topendtihendid ning kiirekäiguliste pumpade pöörlevate võllide topendtihendid jaotatakse mõnikord veejaotusrõngaga kaheks osaks. Veejaotusrõngad (joon. 1.13 B) valmistatakse kahest või kolmest osast, mille sees on veejaotuskanalid. Pumba survepoolelt juhitakse rõngasse pidevalt vett. Vesi määrib ja jahutab tihendit.

Joonis 1.14. Kolbpumba kolvisääre tihendamine

Kolbpumba (joon. 1.14) kolvisäär 4 ja keps 1 ühendatakse omavahel enamasti ristepea 2 kaudu. Ristpea muudab väntvõllilt 9 läbi kepsu saadava liikumise kolvi edasi-tagasi liikumiseks. Kolbpumba laagritena kasutatakse tavaliselt veerelaagreid, harvem ka liugelaagreid. Karteri (reduktori) õlitusena on enamasti kasutusel paiskõlitus, harvem tsentraalõlitus. Ristpea ning väntvõlli raam- ja kepsulaagrid võivad olla määritavad nii lokaalsete määrdetoosidega kui ka tsentraalõlitusega.

Kolbpumba (joon. 1.14) kolvisäärt 4 tihendatakse nii silindripoolsest kui ka ristpeapoolsest osast. Tihendikarbi 6, 7 sisemine läbimõõt on topendi võrra kolvisääre diameetrist suurem. Tihendikarbi põhjas on ava kolvisääre jaoks. Väljaspoolt on tihendikarp suletud surveäärikuga 5 või väiksema diameetriga kolvisääre korral survemutriga. Surveääriku pingutamiseks on pingutustikkpoldid, mis ääriku kiiremaks lahtivõtmiseks võivad olla ka liigendpoldid. Topendi materjal valitakse lähtuvalt pumba tööparameetritest ja pumbatavast keskkonnast.

Pehme rasvanöörtihendi kulumiskindlust saab suurendada, kui ümbritseda rasvanöör pehme metallkestaga (alumiinium,vask). Kestas asuvatest ja kolvisääre poole suunatud piludest väljub ääriku pingutamisel määrdeainet. Määrdeaine suurendab tihendusefekti ja määrib. Metallkestaga topendi kasutamine lubab pumbatava keskkonna parameetrid tõsta. Kõrgeimate parameetritega keskkondade puhul valmistatakse tihendusrõngas õhukestest alumiiniumi-, babiidi- või vaselehtedest. Lehtede vahed täidetakse kokkukeeratud klaaskiuga ning rõngas immutatakse grafiitmäärde või muu määrdeainega. Niisuguseid tihendeid nimetatakse metalltopenditeks ning nad taluvad temperatuure kuni 230 ºC ja rõhku kuni 1,7 MPa. Sellised tihendusrõngad leiavad kasutust harva ning vaid eriotstarbeliste kolbpumpade korral. Eelkõige kasutatakse neid laevades erinevate auruventiilide spindlite tihendamiseks või klapisisude tihenduspakettide valmistamiseks.

Mansetid leiavad kasutust kolvisääre tihendamisel ristpea- ehk karteripoolses otsas. Nende ülesanne on takistada kolbpumba karteris oleva määrdeaine välisskeskkonda lekkimist. Võrreldes topendiga on nende eluiga pikem ning nad vajavad vähem järelevalvet. Samas on nende vahetamine tülikam, sest tihendatav sõlm tuleb täielikult demonteerida. Mansett paigutatakse tihendikarpi mansetipuksi (mansetikujuline rakis) ja kolvisääre vahele. Mansetid võivad olla valmistatud kummist, plastikust või nahast ja omada erinevaid kujusid nagu V, U jne). Mansettide tihendusvõime suureneb rõhu suurenemisel (joon. 1.10).