9. Kolvisääre klapikarbid, klapid .
Kolbpumba imi- ja surveklapid on enamasti paigutatud ühisesse karpi, mis soodustab nende kontrollimist ja remonti. Klapikarbid valatakse koos silindritega või eraldi ja kinnitatakse silindrite külge (joon. 1.15). Pumba imi- ja surveklapid koos klapisadulatega on pressitud hermeetiliselt, kasutades o-rõngaid, klapikarbi sisse. Pealt kaetakse klapikarp tihendatud klapikarbikaanega. Otsevooluga kolbpumpades (joon. 1.16), kus keskkond silindris oma suunda ei muuda, asuvad imi- ja surveklapid eraldi. Need pumbad on varustatud peale tavaliste imiklappide veel kolvi sees asuvate lisa-vaheklappidega. Seega saab pumbatav keskkond liikuda silindris ainult ühes suunas – imipoolelt läbi kolvi survepoolele ja sealt läbi surveklappide survetorusse. Selliseid kolbpumpasid kasutatakse niisuguste keskkondade pumpamiseks, kus on palju õhku või gaase. Keskkonna liikumissuund on alt üles, gaasid liiguvad silindrist esimesena välja, ei teki õhupatju, pumbal on parem imemisvõime ning väheneb kavitatsioonioht.
Joonis 1.15. Kolbpump (BBA Pumps)
A B
Joonis 1.16. Otsevoolu-kolbpump, A – imikäik; B – survekäik
Kolbpumba klapikarbis asuvate klappide ülesanne on avada ja sulgeda vedeliku sissevool silindrisse ja silindrist välja. Kolbpumpades kasutatakse nn automaatklappe, mis avanevad ja sulguvad rõhuvahe toimel (puudub avamise-sulgemise mehaaniline osa).
Klapid peavad:
avanema ja sulguma kiiresti
tõus ja sulgumine peavad toimuma löögivabalt
sulguma hermeetiliselt
avaldama voolavale keskkonnale väikest takistust (väike rõhukadu)
materjal peab olema korrosiooni- ja kulumiskindel
Klappide avamiseks ja sulgemiseks kasutatakse nõrga toimega korrosioonikindlast materjalist klapivedrusid. Klapi kiireks avamiseks ja sulgemiseks peab klapi mass olema väike. Väike mass kindlustab klapi löögivaba töö. Klapi löögivaba tõus ja sulgumine sõltuvad ka klapitõusu kõrgusest. Klapitõusu kõrgus oleneb pumba pöörete arvust ja määratakse ligilähedaselt valemiga
kus n on pumba pöörete arv p/min, hmax - klapi maksimaalne tõus.
Tavaliselt on kolbpumba klapitõus 4…10 mm. Kui üks klapp ei suuda sellise tõusu korral vajalikku kogust keskkonda läbi lasta, siis kasutatakse mitut imi- ja surveklappi. Klapitõusu piiramiseks kasutatakse tõusupiirajaid. Hea hermeetilisuse saamiseks klapid soveldatakse klapipesa (klapisadula) järgi. Mõnikord kinnitatakse klapisadula sisse või klapi peale tihendusrõngas (kumm), millega saavutatakse lisaks tihendusefektile ka klapi löögivaba töö. Ebatihe klapp põhjustab suuri mahukadusid, mis omakorda tingib pumba mahulise kasuteguri ηv vähenemise. Klapi hüdrauliline takistus oleneb klapi ja klapipesa voolujoonelisusest. Kolbpumpades enimkasutatavad klapitüübid on taldrikklapp, plaatklapp, liigendklapp ja kuulklapp.
Taldrikklapp on suhteliselt jäik ja raske, sellepärast peab tema tõus löökide vältimiseks olema võimalikult väike. Olenevalt klapi tööpinna kujust võivad taldrikklapid olla lameklapid või koonuspinnaga klapid (joon. 1.17). Klapi liikumise suunamiseks on konstrueeritud alumised ja ülemised juhtribid ning juhtpinnad.
Joonis 1.17. Koonuspinnaga taldrikklapp
Plaatklapi (joon. 1.18 A, B) tööelemendiks on rõngakujuline plaat. Plaadid on tavaliselt kerged ja õhukesed. Klapi hermeetilisus saadakse plaadi tööpinna ja klapipesa soveldamisega või plaadile kinnitatud tihendusmaterjaliga. Klapivedrudena kasutatakse spiraal- või plaatvedrusid. Plaatklappe kasutatakse laialdaselt kiirekäigulistel pumpadel (joon. 1.18 B) ja kolbkompressoritel (joon. 1.18 A). Eriliigid moodustavad liigend-plaatklapid, kus plaat liigub ümber liigendi.
A B
Joonis 1.18. A – rõngasplaatklapp, B - plaatklapp
Kuulklapi kuulid valmistatakse korrosioonikindlast terasest või tehismaterjalidest (plastmassid, kummisegud). Kuul peab kambris saama vabalt ülespoole liikuda (joon. 1.19). Sellega on tagatud imipoole klapi avanemine ning survepoole klapi sulgumine imikäigu ajal ja vastupidi. Kamber peab olema konstrueeritud nii, et kuul sinna kinni ei jääks ega kambrist ära ei kaoks. Kuulklappidel klapivedrusid enamasti ei kasutata.
Joonis 1.19. Kuulklappide kasutamine pumbas
Vanematel väga aeglase käiguga ning käsiajamiga kolbpumpadel on kasutusel liigendklapid (joon. 1.20). Liigendklapp kujutab endast imiava- või surveavasuurust plaati, mis on liigendiga (hingega) kinnitatud pumba korpuse külge. Rõhuvahede toimel pumba töökambris klapp avaneb ja sulgub. Klapi pinnale kinnitatakse kummist või nahast tihend, mis tihendab klapi pinda klapisadulaga ning tagab klapi löögivaba töö.
Joonis 1.20. Liigendklapp