離心幫浦的基礎知識

2021-07-25 09:04:01 字數 5042 閱讀 8138

化工裝置對操作人員的基本要求:

1、懂結構、懂原理、懂效能、懂用途

2、會使用、會維護保養、會排除故障

幫浦的定義

幫浦是把原動機的機械能轉換為所抽送液體能量的機器,用來輸送液體並提高液體的壓力。

幫浦的分類,按其工作原理和結構特徵可分為三類

1、容積式幫浦:它是利用幫浦內工作室容積的週期變化而提高液體壓力,達到輸送的目的。如:活塞幫浦、柱塞幫浦、隔膜幫浦、齒輪幫浦、螺桿幫浦、滑板幫浦

2、葉片式幫浦:它是一種依靠幫浦內作高速旋轉的葉輪把能量傳給液體,進行液體輸送的機械。如:離心幫浦、混流幫浦、軸流幫浦、旋渦幫浦

3、其他型別幫浦

噴射幫浦、空氣公升液器、水錘幫浦

一、離心幫浦的結構及主要零部件

一台離心幫浦主要由幫浦體(蝸殼)、葉輪、密封環、旋轉軸、軸封箱、吸液室等部件組成,有些離心幫浦還裝有導輪、誘導輪、平衡盤等。

1.幫浦體:即幫浦的殼體,包括吸入室和壓液室。

①吸入室:它的作用是使液體均勻地流進葉輪。

②壓液室:它的作用是收集液體,並把它送入下級葉輪或導向排出管,與此同時降低液體的速度,使動能進一步變成壓力能。壓液室有蝸殼和導葉兩種形式。

2.葉輪:它是離心幫浦內傳遞能量給液體的唯一元件,葉輪用鍵固定於軸上,隨軸由原動機帶動旋轉,通過葉片把原動機的能量傳給液體。

葉輪分類:

①按照液體流入分類:單吸葉輪(在葉輪的一側有乙個入口)和雙吸葉輪(液體從葉輪的兩側對稱地流到葉輪流道中)。

②按照液體相對於旋轉軸線的流動方向分類:徑流式葉輪、軸流式葉輪和混流式葉輪。

③按照葉輪的結構形式分類:閉式葉輪、開式葉輪和半開式葉輪。

3.軸:是傳遞機械能的重要零件,原動機的扭矩通過它傳給葉輪。幫浦軸是幫浦轉子的主要零件,軸上裝有葉輪、軸套、平衡盤等零件。

幫浦軸靠兩端軸承支承,在幫浦中作高速迴轉,因而幫浦軸要承載能力大、耐磨、耐腐蝕。幫浦軸的材料一般選用碳素鋼或合金鋼並經調質處理。

4.密封環:是安裝在轉動的葉輪和靜止的幫浦殼(中段和導葉的組合件)之間的密封裝置。其作用是通過控制二者之間間隙的方法,增加幫浦內高低壓腔之間液體流動的阻力,減少洩漏。

5. 軸套軸套是用來保護幫浦軸的,使之不受腐蝕和磨損。必要時,軸套可以更換。

6.軸封幫浦軸和前後端蓋間的填料函裝置簡稱為軸封,主要防止幫浦中的液體洩漏和空氣進入幫浦中,以達到密封和防止進氣引起幫浦氣蝕的目的。

軸封的形式:即帶有骨架的橡膠密封、填料密封和機械密封。

7.軸向力的平衡裝置.

二.離心幫浦的工作原理

驅動機通過幫浦軸帶動葉輪旋轉產生離心力,在離心力作用下,液體沿葉片流道被甩向葉輪出口,液體經蝸殼收集送入排出管。液體從葉輪獲得能量,使壓力能和速度能均增加,並依靠此能量將液體輸送到工作地點。

在液體被甩向葉輪出口的同時,葉輪入口中心處形成了低壓,在吸液罐和葉輪中心處的液體之間就產生了壓差,吸液罐中的液體在這個壓差作用下,不斷地經吸入管路及幫浦的吸入室進入葉輪中。

三.離心幫浦的主要工作引數

1.流量:即幫浦在單位時間內排出的液體量,通常用體積單位表示,符號q,單位有m3/h,m3/s,l/s等,

2.揚程:輸送單位重量的液體從幫浦入口處(幫浦進口法蘭)到幫浦出口處(幫浦出口法蘭),其能量的增值,用h表示,單位為kgf.m/kgf。

3.轉速:幫浦的轉速是幫浦每分鐘旋轉的次數,用n來表示。電機轉速n一般在2900轉/分左右。

4.汽蝕餘量:離心幫浦的汽蝕餘量是表示幫浦的效能的主要引數,用符號δhr表示,單位為公尺液柱。

5.功率與效率:幫浦的輸入功率為軸功率n,也就是電動機的輸出功率。幫浦的輸出功率為有效功率ne。

四、幫浦內能量損失

幫浦從原動機獲得的機械能,只有一部分轉換為液體的能量,而另一部分則由於幫浦內消耗而損失。幫浦內所有損失可分為以下幾項:

1·水力損失由液體在幫浦內的衝擊、渦流和表面摩擦造成的。衝擊和渦流損失是由於液流改變方向所產生的。液體流經所接觸的流道總會出現表面摩擦,由此而產生的能量損失主要取決於流道的長短、大小、形狀、表面粗糙度,以及液體的流速和特性。

2·容積損失容積損失是已經得到能量的液體有一部分在幫浦內竄流和向外漏失的結果。幫浦的容積效率容一般為0.93~0.98。改善密封環及密封結構,可降低漏失量,提高容積效率。

3·機械損失機械損失指葉輪蓋板側面與幫浦殼內液體間的摩擦損失,即圓盤損失,以及幫浦軸在盤根、軸承及平衡裝置等機械部件運動時的摩擦損失,一般以前者為主。

五、幫浦的變速--比例定律

1.離心幫浦的變速:

一台離心幫浦,當它的轉速改變時,其額定流量、揚程和軸功率都將按一定比例關係發生改變。目前,採用變頻調速電機來實現離心幫浦的變速,是一條新的重要的節能途徑。

2.比例定律的表示式:

q1/q2=n1/n2

h1/h2=(n1/n2)2

n1/n2=(n1/n2)3

式中,q、h、n表示幫浦的額定流量、揚程和軸功率

下標1,2分別表示不同的轉速

n表示轉速

六、離心幫浦葉輪的切割

1.切割的目的:

一台離心幫浦,在一定的轉速下僅有一條效能曲線,為擴大幫浦的工作範圍,常採用切割葉輪外徑的方法,使其工作範圍由一條線變成乙個面。當切割量較少時,可以認為切割前後葉片的出口安置角和通流面積基本不變,幫浦效率近似相等。

2.切割定律的表示式:

q'/q=d2'/d2

h'/h=(d2'/d2)2

n'/n=(d2'/d2)3

式中,q、h、n表示幫浦的額定流量、揚程和軸功率

角標'表示葉輪切割後的對應引數

d2表示葉輪的外直徑

七、 離心幫浦的比轉數

比轉數是由相似定律匯出的綜合性引數,它是工況的函式,對一台幫浦來說,不同的工況就有不同的比轉數,為了便於對不同型別幫浦的效能與結構進行比較,應用最佳工況(最高效率點)的比轉數來代表這台幫浦。

在選幫浦時,可根據工作需要的q、h和結合電機的轉速,計算出ns數,大致確定幫浦的型別。當ns<30時,一般採用容積式幫浦, 當ns>30時,則採用離心幫浦、混流幫浦、軸流幫浦等。

八、離心幫浦的汽蝕與吸入特性

1.汽蝕現象

根據離心幫浦的工作原理可知,液流是在吸入罐壓力pa和葉輪入口最低壓力pk間形成的壓差(pa-pk)作用下流入葉輪的,則葉輪入口處壓力pk越低,吸入能力就越大。但若pk降低到某極限值(目前多以液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pt為液體汽化壓力的臨界值)時,就會出現汽蝕現象。

2.汽蝕會引起的嚴重後果:

(1)產生振動和噪音。

(2)對幫浦的工作效能有影響:當汽蝕發展到一定程度時,汽泡大量產生,會堵塞流道,使幫浦的流量、揚程、效率等均明顯下降。

(3)對流道的材質會有破壞:主要是在葉片入口附近金屬的疲勞剝蝕。

3.離心幫浦的吸入特性:

1·幫浦發生汽蝕的基本條件是:葉片入口處的最低液流壓力pk≤該溫度下液體的飽和蒸汽壓pt。

2·有效汽蝕餘量:液體流自吸液罐,經吸入管路到達幫浦吸入口後,所富餘的高出汽化壓力的那部分能頭。用δha表示。

3·幫浦的必須汽蝕餘量:液流從幫浦入口到葉輪內最低壓力點k處的全部能量損失,用δhr表示。

4·δhr與δha的區別和聯絡:

δha>δhr 幫浦不汽蝕

δha=δhr 幫浦開始汽蝕

δha<δhr 幫浦嚴重汽蝕

5·對於一台幫浦,為了保證其安全執行而不發生汽蝕,對於幫浦的必須汽蝕餘量還應加乙個安全裕量,一般取0.5公尺液柱。於是,幫浦的允許汽蝕餘量為:[δhr]=δhr+0.5。

6·幫浦的允許幾何安裝高度表示式為:[hg1]=(pa-pt)/r-ha~s-[δhr]。

pa──吸入罐壓力

pt──液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓力

r──液體重度

ha~s──吸入管內流動損失

[δhr]──允許氣蝕餘量

7·提高離心幫浦抗汽蝕效能的方法有:

a.改進機幫浦結構,降低δhr,屬機幫浦設計問題。

b.提高裝置內的有效汽蝕餘量.最主要最常用的方法是採用灌注頭吸入裝置.

此外,儘量減少吸入管路阻力損失,降低液體的飽和蒸汽壓,即在設計吸入管路時盡可能選用管徑大些,長度短些,彎頭和閥門少些,輸送液體的溫度盡可能低些等措施,都可提高裝置的有效氣蝕餘量。

· 8.軸向力的平衡裝置

①軸向力的產生原因

a.葉輪前後兩側因流體壓力分布情況不同(輪蓋側壓力低,輪盤壓力高)引起的軸向力a1,其方向為自葉輪背側指向葉輪入口。

b.流體流入和流出葉輪的方向和速度不同而產生的動反力a2,其方向與a1相反,所以總軸向力a=a1-a2,方向一般與a1相同(一般a2較小)。

②軸向力的平衡

a.採用雙吸式葉輪:葉輪兩側對稱,流體從兩端吸入,軸向力自動抵消而達到平衡。

b.開平衡孔或裝平衡管:

a:在葉輪輪盤上相對於吸入口處開幾個平衡孔。

b:為避免開平衡孔後,因主流受擾動而增加水力損失,可設平衡管代替平衡孔,即採用一小管引入口壓力至輪盤背側。

c:採用平衡葉片:在葉輪盤背面鑄幾條徑向筋片,筋片帶動葉輪背面間隙內的流體加速旋轉,增大離心力,從而使葉輪背面壓力顯著降低。

d:利用止推軸承承受軸向力。一般小型的單吸幫浦中止推軸承可以承受全部的軸向力,防止幫浦軸竄動。

③多級離心幫浦軸向力的平衡:

a.同單級離心幫浦方法相同

b.對稱布置葉輪

c.採用平衡鼓,部分平衡軸向力

d.採用自動平衡盤,全部自動平衡軸向力。

離心幫浦檢修部分

第一章離心幫浦的檢修

一、單吸離心幫浦的拆裝

1、解體步驟

(1) 先將幫浦蓋和幫浦體上的緊固螺栓鬆開,將轉子元件從幫浦體中取出。

(2) 將葉輪前的葉輪螺母鬆開,即可取下葉輪(葉輪鍵應妥善保管好)。

(3) 取下幫浦蓋和軸套,並鬆開軸承壓蓋,即可將軸從懸架中抽出(注意在用銅棒敲打軸頭時,應戴上葉輪螺母以防損傷螺紋)。

2、裝配順序

(1) 檢查各零部件有無損傷,並清洗乾淨;

(2) 將各連線螺栓、絲堵等分別擰緊在相應的部件上;

(3) 將「o」形密封圈及紙墊分別放置在相應的位置;

(4) 將密封環、水封環及填料壓蓋等依次裝到幫浦蓋內;

(5) 將軸承裝到軸上後,裝入懸架內並合上壓蓋,將軸承壓緊,然後在軸上套好擋水圈;

(6) 將軸套在軸上裝好,再將幫浦蓋裝在懸架上,然後將葉輪、止動墊圈、葉輪螺母等依次裝入並擰緊,最後將上述元件裝到幫浦體內並擰緊幫浦體、幫浦蓋的連線螺栓。

在上述過程中,對平鍵、擋油環、擋水圈及軸套內的「o」形密封圈等小件易遺漏或錯裝,應特別引起注意。

離心幫浦的基礎知識

一 幫浦的分類 幫浦的分類方法有以下三種 一 按工作原理分類 1 容積式幫浦依靠幫浦內工作室容積大小作周期性地變化來輸送液體的幫浦 2 葉片式幫浦依靠幫浦內高速旋轉的葉輪把能量傳給液體,從而輸送液體的幫浦 3 其它型別幫浦依靠一種流體 液 氣或汽 的靜壓能或動能來輸送液體的幫浦。此類 幫浦又稱流體動...

離心幫浦的使用與維護基礎知識

目錄一離心幫浦的工作原理及相關引數 二離心幫浦的選型原則 三離心幫浦的正確使用 四離心幫浦的故障判斷與排除 一離心幫浦的工作原理及相關引數 離心幫浦是一種液體輸送機械,用於人們在日常生活中輸送各種液體。其基本結構是在乙個蝸殼形狀的幫浦殼內裝有乙個葉輪,葉輪在原動機 電動機 柴油機 汽輪機等 的帶動下...

離心幫浦的基礎知識 定義,原理,分類

一 離心幫浦的概述 離心幫浦引就是根據離心力原理設計的,高速旋轉的葉輪葉片帶動水轉動,將水甩出,從而達到輸送的目的。離心幫浦有好多種,從使用上可以分為民用與工業用幫浦 從輸送介質上可以分為清水幫浦 雜質幫浦 耐腐蝕幫浦等。二.離心幫浦的工作原理 驅動機通過幫浦軸帶動葉輪旋轉產生離心力,在離心力作用下...