離心幫浦的基礎知識 定義,原理,分類

2022-05-05 16:15:03 字數 5003 閱讀 8643

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,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。

離心幫浦的工作原理是:離心幫浦之所以能把水送出去是由於離心力的作用。水幫浦在工作前,幫浦體和進水管必須罐滿水形成真空狀態,當葉輪快速轉動時,葉片促使水快速旋轉,旋轉著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去,幫浦內的水被丟擲後,葉輪的中心部分形成真空區域。

水源的水在大氣壓力(或水壓)的作用下通過管網壓到了進水管內。這樣迴圈不已,就可以實現連續抽水。在此值得一提的是:

離心幫浦啟動前一定要向幫浦殼內充滿水以後,方可啟動,否則幫浦體將不能完成吸液,造成幫浦體發熱,震動,不出水,產生「空轉」,對水幫浦造成損壞(簡稱「氣縛」)造成裝置事故。

離心幫浦的種類很多,分類方法常見的有以下幾種方式1按葉輪吸入方式分:單吸式離心幫浦雙吸式離心幫浦。2按葉輪數目分:

單級離心幫浦多級離心幫浦。3按葉輪結構分:敞開式葉輪離心幫浦半開式葉輪離心幫浦封閉式葉輪離心幫浦。

4按工作壓力分:低壓離心幫浦中壓離心幫浦高壓離心幫浦邊立式離心幫浦。

葉輪安裝在幫浦殼2內,並緊固在幫浦軸3上,幫浦軸由電機直接帶動。幫浦殼**有一液體吸入4與吸入管5連線。液體經底閥6和吸入管進入幫浦內。

幫浦殼上的液體排出口8與排出管9連線。在離心幫浦啟動前,幫浦殼內灌滿被輸送的液體;啟動後,葉輪由軸帶動高速轉動,葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下,液體從葉輪中心被拋向外緣並獲得能量,以高速離開葉輪外緣進入蝸形幫浦殼。

在蝸殼中,液體由於流道的逐漸擴大而減速,又將部分動能轉變為靜壓能,最後以較高的壓力流入排出管道,送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時,在葉輪中心形成了一定的真空,由於貯槽液面上方的壓力大於幫浦入口處的壓力,液體便被連續壓入葉輪中。可見,只要葉輪不斷地轉動,液體便會不斷地被吸入和排出。

三、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、葉輪、密封環、旋轉軸、軸封箱等部件組成,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。

軸承是套在幫浦軸上支撐幫浦軸的構件,有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當一般為2/3~3/4的體積太多會發熱,太少又有響聲並發熱!滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。

太多油要沿幫浦軸滲出並且漂*,太少軸承又要過熱燒壞造成事故!在水幫浦執行過程中軸承的溫度最高在85℃一般執行在60度左右,如果高了就要查詢原因(是否有雜質,油質是否發黑,是否進水)並及時處理!

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。

密封環又稱減漏環。葉輪進口與幫浦殼間的間隙過大會造成幫浦內高壓區的水經此間隙流向低壓區,影響幫浦的出水量,效率降低!間隙過小會造成葉輪與幫浦殼摩擦產生磨損。

為了增加回流阻力減少內漏,延緩葉輪和幫浦殼的所使用壽命,在幫浦殼內緣和葉輪外援結合處裝有密封環,密封的間隙保持在0.25~1.10mm之間為宜。

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。

填料函主要由填料,水封環,填料筒,填料壓蓋,水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉幫浦殼與幫浦軸之間的空隙,不讓幫浦內的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到幫浦內。始終保持水幫浦內的真空!

當幫浦軸與填料摩擦產生熱量就要靠水封管住水到水封圈內使填料冷卻!保持水幫浦的正常執行。所以在水幫浦的執行巡迴檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意!

在執行600個小時左右就要對填料進行更換。

7.軸向力的平衡裝置.在離心幫浦執行過程中,由於液體是在低壓下進入葉輪,而在高壓下流出,使葉輪兩側所受壓力不等,產生了指向入口方向的軸向推力,會引起轉子發生軸向竄動,產生磨損和振動,因此應設定軸向推力軸承,以便平衡軸向力。

四.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

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。

五、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。

六、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

七、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

八、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。

九、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。

4δhr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.

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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...