Izvorni kod stranice Klipna sisaljka

[[Datoteka:Piston pump.jpg|mini|300px|Stapna sisaljka (lijevo) i klipna  sisaljka (desno)]]

'''Stapne i klipne sisaljke''' su [[sisaljka|sisaljke]] s linearno pokretnim dijelovima. Sastoje se od radnog [[cilindar motora|cilindra]] u kome se nalazi stap ili [[klip]] kao radni element , te pogonskog dijela, najčešće ostatka klipnog mehanizma s [[zamašnjak]]om i [[osovina|osovinom]] koju pogoni [[elektromotor]]. Prebacivanje tekućine kod ovih sisaljki vrši klip ili stap svojim linearnim gibanjem u cilindru. 

Osnovna razlika stapnih i klipnih sisaljki prikazana je na slici desno.

Ove sisaljke rade tako što periodično premještaju određeni obujam s usisne k tlačnoj strani. Kako upotrebljavaju isti prostor za [[usis]] i [[tlačenje|tlak]], moraju zbog toga imati određene dodatne elemente koji će to omogućiti. To je omogućeno [[ventil]]ima koji pri gibanju stapa od njih propuštaju medij u cilindar iz usisnog [[cjevovod]]a, a pri gibanju stapa prema njima propuštaju tekućinu pod tlakom u tlačni cjevovod. Otvaranje i zatvaranje ventila se vrši [[podtlak]]om, odnosno [[nadtlakom]], koji se dobiva gibanjem stapa u cilindru. [[Rad (fizika)|Rad]] pumpe u velike ovisi o pravilnom izboru [[ventil]]a, čija je funkcija da na vrijeme otvara i zatvara prolaz [[tekućina|tekućini]]. Otvaranje ventila trebalo bi biti u trenutku kada stap kreće iz mrtve točke, a zatvaranje u trenutku kada on dođe u mrtvu točku. U stvarnost to nije izvedivo zbog [[tromost]]i tekućine.

[[Brzina]] gibanja stapa je definirana gibanjem klipnog mehanizma i kako se klip približava [[GMT (mehanika)|mrtvim točkama]] je sve manja. Dobava tekućine je isprekidana zbog naizmjeničnog djelovanja stapa. Broj radnih ciklusa stapnih pumpi je ograničen ,a kreće se od 100- 300 ciklusa u minuti.

Stapne i klipne sisaljke se upotrebljavaju za manje dobavne količine, male [[brzina|strujanja|brzine strujanja]], kada je potrebna znatna [[usisna visina]] ili velika [[dobavna visina]]. 
[[Datoteka:Piston.gif|desno|200px]]


= Podjela stapnih sisaljki =

Stapne sisaljke se dijele na više slijesećih načina:

== Prema principu rada sisaljke ==

:jednoradne
:dvoradne
:diferencijalne

=== Jednoradne stapne sisaljke ===
[[Datoteka:Double acting piston pump.jpg|mini|300px|Prikaz dvoradne stapne '''CRVENO''' - usisni cjevovod   '''ZELENO''' - tlačni cjevovod   '''ŽUTO''' - tekućina u cilindru]]

Na gornjoj slici su prikazane jednoradne sisaljke. Sisaljke se sastoje od pogonskog mehanizma, prijenosa, cilindra, stapa (klipa) te usisnog i tlačnog [[ventil]]a. Stap se pokreće pravocrtno, naizmjence se giba od [[GMT (mehanika)|jedne]] do [[DMT (mehanika)|druge]] mrtve točke. 
Gibanjem stapa prema gore u cilindru nastaje [[podtlak]], te zbog [[atmosferski tlak|atmosferskog tlaka]] koji djeluje van cilindra uzrokuje [[usis]] [[tekućina|tekućine]] u usisnu cijev. Tekućina u gibanju otvara usisni ventil puni cilindar. Pri povratu stapa iz mrtve točke, tlači tekućinu stvarajući u njoj [[tlak]] koji otvara tlačni ventil i propušta tekućinu u tlačnu cijev.

'''[[Dobava]]''' jednoradne sisaljke je:

<math>Q = h\times\frac{d^2\times\pi}{4}\times n</math> gdje je
:Q - volumenska dobava
:h - [[stapaj]] stapne sisaljke
:d - [[promjer cilindra]] sisaljke
:n - broj ciklusa sisaljke (radnih taktova)

Ova formula je ispravna za jedan cilindar, kada sisaljka ima više cilindara, tada volumensku dobavu pomnožimo s brojem cilindara.

=== Dvoradne stapne sisaljke ===

Dvoradne sisaljke su u principu rada jednake jednoradnim sisaljkama, osim što upotrebljavaju obje strane [[stap]]a za izvođenje radnog ciklusa. Shodno tomu, moraju imati dodatni par [[ventil]]a spojen na drugu stranu stapa i sustav brtvljenja stapajice koji spriječava prolaz tekućine prema vani. Treba napomenuti da klipne sisaljke ne mogu biti izvedene kao dvoradne.

'''[[Dobava]]''' dvoradnih stapnih sisaljki teoretski je dvostruko veća od jednoradnih:

<math>Q = h\times\frac{d^2\times\pi}{4}\times 2 n</math> gdje je
:Q - volumenska dobava
:h - [[stapaj]] stapne sisaljke
:d - [[promjer cilindra]] sisaljke
:n - broj ciklusa sisaljke (radnih taktova)

što nije u stvarnosti, jer na jednoj strani imamo stapajicu, pa je dobava manja za taj dio:

<math>Q = nh\times\left(2\frac{d^2\times\pi}{4} - \frac{d_1^2\times\pi}{4}\right)=nh\times\frac{\pi}{4}\left(2d^2-d_1^2\right)</math> 

gdje je:
:<math>d_1</math> - promjer stapajice

=== Diferencijalne sisaljke ===
 
To su dvoradne sisaljke koje na račun smanjenja ukupne dobave postižu bolje uravnoteženje dobave i manje oscilacije u tlačnoj cijevi. Kako nisu naročito ekonomične, ne sreću se često u upotrebi.

== Podjela klipnih sisaljki po stupnjevima ==
[[Datoteka:Two stage piston pump.jpg|mini|300px|Dvostepena stapna sisaljka]]

Prema broju stupnjeva stapne sisaljke se dijele na:
:jednostepene
:višestepene


Na gornjim crtežima  sve prikazane sisaljke su jednostepene. Većina klipnih sisaljki jest jednosterpena, premda ponekad može biti i višestepena. Kada trebamo postići veći tlak, tada koristimo stapne sisaljke s više stupnjeva, kao što je prikazano na slici desno. Kako su tekućine nestlačive, ovaj princip se uglavnom ne primjenjuje na tekućine već samo na plinovite medije.

'''Objašnjenje slike'''
:1 - usisna cijev
:2 - klip s dva promjera
:3 - komora prvog stupnja
:4 - cijev koja spaja dva stupnja
:5 - komora drugog stupnja
:6 - izlazna cijev iz sisaljke

Kod višestepenih sisaljki, kao na slici, medij iz jednog stupnja ide u drugi. 

'''Ovaj princip višestepene klipne sisaljke se vrlo često primjenjuje na izradi kompresora zraka srednjeg tlaka (25-30 bara)'''

== Prema mehanizmu za pokretanje klipa ==

:stapne sisaljke bez križne glave
:stapne sisaljke s [[križna glava|križnom glavom]]

Kao i kod [[motor]]a, manje sisaljke se rade bez [[križna glava|križne glave]], dok se veće sisaljke zbog [[sile u stapnom mehanizmu|sila u stapnom mehanizmu]] rade s križnom glavom.

=Dobava stapnih sisaljki =
[[Datoteka:Piston pump delivery.jpg|mini|350px|Prikaz dobave jednoradne stapne sisaljke (lijevo) i dvoradne stapne sisaljke (desno) u odnosu na gibanje koljeničaste osovine]]

Stapne i klipne sisaljke imaju promjenjivu [[brzina|brzinu]] gibanja [[stap]]a (klipa) u [[cilindar|cilindru]] što uzrokuje da imaju promjenjivu, periodičku [[dobava|dobavu]]. Tijekom usisa, kod jednoradne pumpe, dobava je jednaka nuli, a za vrijeme tlačenja se mijenja sukladno brzini gibanja stapa. Na dijagramu je prikazan usporedni prikaz dobave jednoradne i dvoradne stapne sisaljke, a također i pravac koji prikazuje prosječnu dobavu sisaljke. Da bi se ujednačila dobava, primjenjuje se više rješenja, od povećanja broja cilindara, pomicanja kuta među cilindrima,...

Najčešći način ujednačavanja dobave je ugradnjom [[Heron]]ovih boca ili [[zračna boca|zračnih boca]] na tlačnom cjevovodu. Šrafirane površine prikazuju količinu tekućine koju zračna boca treba preuzeti, da bi ujednačila dobavu. U stvarnosti, ta je količina manja, tako da se dobija puno blaža [[sinusoida]].

Kod principa rada jednoradnih i dvoradnih sisaljki prikazana je formula za teoretsku dobavu. Stvarna dobava stapnih sisaljki je:
:<math>Q_s =Q \times \lambda</math>

gdje je:
:<math>Q_s</math> - stvarna dobava
:<math>\lambda</math> - koeficijent gubitaka sisaljke

== Vrste pogona ==
[[datoteka:Wassersaugpumpe.png|mini|150px|desno|[[Ručna stapna sisaljka|Ručna klipna sisaljka]].]]

Stapne pumpe možemo pogoniti ručno, [[elektromotor|elektromotorom]], [[parni stroj|parnim stapnim strojem]] a mogu biti pogonjene i [[motor s unutarnjim izgaranjem|motorom s unutarnjim izgaranjem]].

== Vidi članke ==

*[[Sisaljka]]
*[[Centrifugalna sisaljka]]
*[[Zupčasta sisaljka]]
*[[Vijčana sisaljka]]
*[[Zračna boca]]

[[Kategorija:Pumpe]]