Tilavuuspumput.

Tilavuuspumput, jotka nostavat tietyn tilavuuden jokaista käyttökertaa kohden, voidaan jakaa kahteen pääluokkaan, edestakaisiin ja pyöriviin. Mäntä-, mäntä- ja kalvopumppuja ovat mäntä-, mäntä- ja kalvopumput; pyöriviin pumppuihin kuuluvat hammaspyörä-, nokka-, ruuvi-, siipi- ja nokkapumput.

Mäntäpumppu on vanhin yleisesti käytössä oleva pumpputyyppi. Mäntä- ja mäntäpumput koostuvat sylinteristä, jossa mäntä tai mäntä liikkuu edestakaisin. Mäntäpumpuissa mäntä liikkuu paikallaan olevan pakatun tiivisteen läpi ja työnnetään nesteeseen, kun taas mäntäpumpuissa pakattu tiiviste on männän päällä, joka työntää nesteen ulos sylinteristä. Kun mäntä liikkuu ulospäin, sylinterin käytettävissä oleva tilavuus kasvaa, ja neste pääsee sisään yksisuuntaisen tuloventtiilin kautta. Kun mäntä liikkuu sisäänpäin, sylinterissä käytettävissä oleva tilavuus pienenee, nesteen paine kasvaa ja neste pakotetaan ulos poistoventtiilin kautta. Pumppausnopeus vaihtelee nollasta siinä vaiheessa, kun mäntä vaihtaa suuntaa, maksimiin, kun mäntä on noin puolessa välissä iskuaan. Pumppausnopeuden vaihtelua voidaan vähentää käyttämällä männän molempia puolia nesteen pumppaamiseen. Tämäntyyppisiä pumppuja kutsutaan kaksitoimisiksi. Pumppausnopeuden vaihtelua voidaan vähentää edelleen käyttämällä useampaa kuin yhtä sylinteriä.

Mäntäpumppujen kokonaispumppausnopeutta voidaan muuttaa muuttamalla joko männänvarren edestakaista nopeutta tai männän iskunpituutta. Mäntää voidaan liikuttaa suoraan höyryllä, paineilmalla tai hydrauliöljyllä tai mekaanisen kytkennän tai nokan avulla, joka muuttaa vetopyörän pyörimisliikkeen männänvarren edestakaiseksi liikkeeksi.

Mäntä- ja mäntäpumput ovat kalliita, mutta ne ovat erittäin luotettavia ja kestäviä. Mäntäpumppujen tiedetään toimineen ilman korjausta tai vaihtoa yli 100 vuotta.

Kalvopumpun toiminta on samanlainen kuin mäntäpumpun, jossa mäntä on korvattu sykkivällä joustavalla kalvolla. Tämä poistaa sen haittapuolen, että mäntäpakkaukset ovat kosketuksissa pumpattavan nesteen kanssa. Kuten mäntäpumpuissa, neste tulee ja poistuu pumpusta takaiskuventtiilien kautta. Kalvoa voidaan käyttää mekaanisesti suoraan kalvoon kiinnitetyllä männällä tai nesteellä, kuten paineilmalla tai öljyllä.

Kalvopumput tuottavat pulsoivasti nesteitä tai kaasuja tai niiden seoksia. Ne ovat käyttökelpoisia pumpattaessa nesteitä, jotka sisältävät kiinteitä hiukkasia, ja pumpattaessa kalliita, myrkyllisiä tai syövyttäviä kemikaaleja, joissa pakkauksen kautta tapahtuvia vuotoja ei voida sietää.

Kalvopumppuja voidaan käyttää kuivana pitkiä aikoja. Lisäksi useimpien tällaisten pumppujen pumppausnopeutta voidaan muuttaa käytön aikana.

Yleisin hammaspyöräpumpputyyppi on esitetty kuvassa 1. Toista hammaspyörää käytetään ja toinen pyörii vapaasti. Pyörivien hammaspyörien irtoamisesta syntyvä osittainen alipaine imee nestettä pumppuun. Tämän jälkeen neste siirtyy pumpun toiselle puolelle pyörivien hammaspyörien hampaiden ja kiinteän kotelon välistä. Kun pyörivät hammaspyörät tarttuvat toisiinsa, ne synnyttävät paineen nousun, joka pakottaa nesteen ulostulolinjaan. Hammaspyöräpumppu voi purkaa nestettä kumpaankin suuntaan riippuen hammaspyörän pyörimissuunnasta.

Kuvassa 2 on esitetty sisäpuolinen hammaspyöräpumppu. Vetävä hammaspyörä on roottori, jossa on sisäpuolelta leikatut hampaat, jotka kietoutuvat ulkopuolelta leikatun, roottorista epäkeskoon asetetun tyhjäkäyntipyörästön hampaisiin. Kiinteän kotelon puolikuun muotoinen osa jakaa nestevirran tyhjäkäyntipyörästön ja roottorin välillä. Hammaspyöräpumput voivat pumpata höyryjä tai kaasuja sisältäviä nesteitä. Koska ne ovat riippuvaisia siitä, että pumpattava neste voitelee sisäiset liikkuvat osat, ne eivät sovellu kaasujen pumppaamiseen. Ne tuottavat vakiotehon, jonka pulssit ovat vähäisiä tietyllä roottorin nopeudella. Eroosio ja korroosio lisäävät pumpun läpi takaisin liukuvan nesteen määrää. Koska hammaspyöräpumput voivat tukkeutua, ne eivät sovellu kiinteitä hiukkasia sisältävien nesteiden pumppaamiseen. Koska ne eivät kuitenkaan tarvitse takaiskuventtiilejä, niitä voidaan käyttää hyvin viskoosien nesteiden pumppaamiseen.

Kuplapumput muistuttavat ulkopuolisia hammaspyöräpumppuja, mutta niissä on hammaspyörien sijaan roottorit, joissa on kaksi-, kolmi- tai nelilohkoiset roottorit; molemmat roottorit ovat molemmilla käyttövoimalla. Nokkapumppujen teho on sykkivämpi kuin ulkoisten hammaspyöräpumppujen ja ne kuluvat vähemmän. Lobe-tyyppisiä kompressoreita käytetään myös kaasujen pumppaamiseen; kummassakin roottorissa on kaksi lohkoa.

Ruuvipumpussa kierukkamainen ruuviroottori pyörii kiinteässä kotelossa, joka on muotoiltu siten, että imukanavaan muodostuneet ontelot liikkuvat ruuvin pyöriessä kohti ulostuloa. Ontelon muodostuessa syntyy osittainen tyhjiö, joka vetää nestettä pumppuun. Tämä neste siirretään sitten pumpun toiselle puolelle etenevän ontelon sisällä. Kiinteän kotelon muoto on sellainen, että pumpun ulostulopäässä ontelo sulkeutuu, jolloin syntyy paineen nousu, joka pakottaa nesteen ulostulolinjaan.

Ruuvipumput voivat pumpata höyryjä tai kiinteitä hiukkasia sisältäviä nesteitä. Ne tuottavat tasaisen tuoton, jonka pulssit ovat vähäisiä tietyllä roottorin nopeudella. Koska ruuvipumput eivät tarvitse sisään- ja ulostuloventtiilejä, niitä voidaan käyttää hyvin viskoosien nesteiden pumppaamiseen. Vaikka ruuvipumput ovat tilaa vieviä, raskaita ja kalliita, ne ovat vankkoja, kuluvat hitaasti ja niiden käyttöikä on poikkeuksellisen pitkä.

Kuvassa 3 on esitetty liukusiipipumppu. Roottori on asennettu epäkeskisesti. Suorakulmaiset siivet on sijoitettu säännöllisin väliajoin roottorin kaarevalle pinnalle. Kukin siipi voi liikkua vapaasti urassa. Pyörimisestä aiheutuva keskipakovoima heittää siipiä ulospäin muodostaen tiivisteen kiinteää koteloa vasten. Kun roottori pyörii, pumpun imupuolelle syntyy osittainen tyhjiö, joka imee nestettä. Tämä neste siirtyy sitten pumpun toiselle puolelle roottorin ja kiinteän kotelon väliseen tilaan. Poistopuolella käytettävissä oleva tilavuus pienenee, ja tästä aiheutuva paineen nousu pakottaa nesteen poistoputkeen; pumppausnopeutta voidaan muuttaa muuttamalla roottorin epäkeskisyysastetta. Ne voivat pumpata höyryjä tai kaasuja sisältäviä nesteitä, mutta eivät sovellu kiinteitä hiukkasia sisältävien nesteiden pumppaamiseen. Vane-tyyppisiä kompressoreita käytetään kaasujen pumppaamiseen.

Vane-pumput tuottavat vakiotehon, jossa on häviävän vähän pulssitusta tietyllä roottorin nopeudella. Ne ovat kestäviä, ja niiden helposti vaihdettavat siivet kompensoivat itse kulumista. Pumppauskapasiteetti ei heikkene ennen kuin siivet ovat pahasti kuluneet.