水幫浦的型別簡介

2022-12-17 09:00:04 字數 3595 閱讀 8135

水幫浦是借動力裝置和傳動裝置或利用自然能源將水由低處公升至高處的水力機械。廣泛應用於農田灌溉、排水以及農牧業、工礦企業、城鎮供水、排水等方面。用於農田排灌、農牧業生產過程中的水幫浦稱農用水幫浦,是農田排灌機械的主要組成部分之一。

水幫浦型別

根據不同的工作原理可分為容積水幫浦、葉片幫浦等型別。

容積幫浦是利用其工作室容積的變化來傳遞能量,主要有活塞幫浦、柱塞幫浦、齒輪幫浦、隔膜幫浦、螺桿幫浦等型別。

葉片幫浦是利用迴轉葉片與水的相互作用來傳遞能量,有離心幫浦、軸流幫浦和混流幫浦等型別。潛水電幫浦的幫浦體部分是葉片幫浦。其他型別的水幫浦有射流幫浦、水錘幫浦、內燃水幫浦等,分別利用射流水錘和燃料爆燃的原理進行工作。

水輪幫浦則是水輪機與葉片幫浦的結合。上述各類水幫浦中以下列各式較具代表性。

離心幫浦是利用離心力的作用增加水體壓力並使之流動的一種幫浦。由幫浦殼、葉輪、轉軸等組成。動力機帶動轉軸,轉軸帶動葉輪在幫浦殼內高速旋轉,幫浦內水體被迫隨葉輪轉動而產生離心力。

離心力迫使液體自葉輪周邊丟擲,匯成高速高壓水流經幫浦殼排出幫浦外,葉輪中心處形成低壓,從而吸入新的水流,構成不斷的水流輸送作用。葉輪具有逆旋轉方向彎曲的葉片,其結構型式有封閉式、半封閉式和敞開式3種,農用的多為封閉式葉輪,葉片兩側由圓盤封閉。幫浦體沿出水管方向逐漸擴張成蝸殼形。

水流自葉輪一面吸入的稱單吸離心幫浦,自葉輪兩面吸入稱雙吸離心幫浦。為增加揚程,可將多個葉輪裝在同一軸上成為多級離心幫浦。由前一葉輪排出的水進入後一葉輪的進水口,增壓後再從後一葉輪排出,因而葉輪數愈多,壓力愈高。

有的離心幫浦帶有能自動排除吸水管和幫浦體內空氣的裝置,在起動前無需向幫浦體灌水,稱自吸離心幫浦,但其效率常低於一般離心幫浦。離心幫浦在農田排灌和農牧業供水中應用最廣。多用於揚程高而流量小的場合。

單級離心幫浦的揚程為5~125公尺,排出的流量均勻,一般為6.3~400公尺3/小時,效率約可達86~94%。軸流幫浦

由幫浦殼、葉輪和轉軸等機件構成。也稱螺槳幫浦。葉輪上有螺旋槳狀的葉片若干,當葉輪隨轉軸一起被動力機械驅動旋轉時,各葉片將水推向一端,同時又在另一端從水源吸取水,使水產生沿著平行於轉軸方向的連續流動,達到不斷輸送水流的目的。

水流壓力因葉輪轉動作用而提高。由葉輪出來的旋轉水流通過固定導葉後,消除了旋轉分速度,並由於擴散作用而使其部分動能轉換成壓力能,推動幫浦殼內的水流沿軸向上公升,由出水管流出。軸流幫浦多用於揚程低而流量大的場合,揚程範圍1~25公尺左右;流量2.

7~60.0公尺3/秒,效率可達8

5~90.5%。安裝方式有立式、臥式和斜式3種,其中以立式軸流幫浦應用較多(圖2)。

大型軸流幫浦葉輪輪轂上的旋槳葉片的安裝角度可以調節,或借液壓傳動的轉軸在執行中隨時間調節,以適應揚程及流量變化的要求,獲得較高的生產率,故稱可調式軸流幫浦。

貫流幫浦是臥式軸流幫浦的一種。由電動機、減速裝置和水幫浦組成一整體,裝設在水下堤壩內部的機坑內,其進出水流道位於一條直線上,近似直圓筒形,水力損失少,提水效率高,且結構緊湊,安裝、檢修方便,幫浦站工程簡單

圬工幫浦是一種低揚程軸流幫浦,除葉輪及其外圍的幫浦殼用金屬材料製成以外,進水流道和出水流道均採用磚石或混凝土結構,其揚程在2公尺以下,流量大、結構簡單、造價低、效率高。適用於低窪地區的排澇和灌溉。混流幫浦

構造和工作原理兼有離心幫浦和軸流幫浦兩種型別的特點的一種水幫浦。葉輪被動力機械帶動旋轉時,葉片一方面推動著水體,同時又驅使水體旋轉產生離心作用。水體在葉片的推力和離心力的作用下產生流動和提高壓力。

水流由軸向流入葉輪後沿葉片斜向流出,常用於輸送排量較大而壓力中等的場合。通常有蝸殼式和導葉式兩種型別。蝸殼式混流幫浦的結構同離心幫浦相似,利用蝸殼形流道將水流通過葉輪後獲得的動能轉換為壓力能,一般中、小型混流幫浦多採用蝸殼式結構。

導葉式混流幫浦也稱斜流幫浦,其結構與軸流幫浦相似,具有徑向尺寸較小,結構簡單輕便等特點。大型混流幫浦以導葉式居多,其葉片的安裝角度一般也能調節。混流幫浦的揚程範圍一般為3~10.

5公尺,起動功率較低,能適應水位的變化,流量為0.1~50公尺3/秒;效率可達64~86%。20世紀70年代以來,大型混流幫浦的發展速度較快,在許多場合有取代大型軸流幫浦的趨勢。

長軸深井幫浦

多數是乙個立式單吸離心幫浦,其葉輪裝在井中動水位以下,動力機設定在井上,通過傳動長軸驅動葉輪在導流殼內旋轉,水流沿導流殼與葉輪之間的流道,經輸水管向上提公升到地面。揚程高時可採用多個葉輪串聯的多級離心幫浦。由於傳動長軸的製造和安裝精度要求較高,效率隨井深的增加而顯著降低,因而一般只用於不超過100公尺的深井。

潛水電幫浦

幫浦體葉輪和驅動葉輪的電機都潛入水中工作的一種水幫浦,有深井用和作業面用兩種。深井用潛水電幫浦通過伸入井中的電纜向電機供電,免去了傳動長軸,因而結構緊湊,重量輕,安裝、使用和轉移方便,在有電源地區有取代長軸深井幫浦的趨勢,但對含沙量大的水井和無電源地區不適用。潛水電幫浦用的電動機有乾式(電機全部密封)、半乾式(電機的定子密封,而轉子在水中運轉)、充油式(電機內部充油以防水分侵入繞組)和濕式(電機內部充水,定子和轉子都在水中運轉)等型別。

前3種都需要密封且製造安裝精度要求較高,因而農用深井潛水電幫浦通常採用濕式電動機,其定子繞組採用耐水絕緣導線或在定子繞組端部及槽內澆注合成樹脂,水進入電

機內部影響不大,密封結構可大大簡化,只要求防砂。有的深井潛水電幫浦揚程高達1400公尺,最大流量達1.4公尺3/秒。

射流式深井幫浦容積水幫浦幾種工作型別

通常是由射流幫浦和離心幫浦配以相應套管組成。用於從30公尺以內的深井中提水。射流幫浦的工作原理是使壓力通過噴嘴噴射到喉管的入口處,由於射流的橫向紊動擴散作用,帶走吸水管內的空氣,使管內形成真空,井水被吸入並與射流水在喉管內混合,進行能量交換。

在喉管的出口處二者的流速趨近一致,再通過擴散管將大部分動能轉換為壓力能,使水壓進一步提高,最後從排水管排出。

射流式深井幫浦有兩種組合型別:①將射流幫浦同離心幫浦併聯,離心幫浦通過管路將壓力水送入射流幫浦,射流幫浦將這部分水與被吸水一同向上提公升,從而使小流量的高壓水轉換成大流量的低壓水,主要用於地面灌溉和渠道清淤等;②將射流幫浦和離心幫浦串並聯,使射流幫浦給離心幫浦加壓,提高其吸程,而將離心幫浦的出水量分出一部分提供給射流幫浦,其餘部分送入壓水池或壓力管路,其出水壓力較高,主要用於噴灌裝置和農牧業供水。同潛水電幫浦和長軸深井幫浦相比,射流式深井幫浦具有結構簡單、工作可靠、製造方便、成本低等特點;但效率較低,相同工況下的電耗較高。

螺桿幫浦依靠螺桿轉動時幫浦腔容積的變化吸入和輸送水體的一種容積幫浦。有單螺桿、雙螺桿和多螺桿等型別。在農業中使用的是單螺桿幫浦,其幫浦腔由鋼製螺桿和固定安裝在幫浦殼內的橡膠套管組成。

具有單螺距的螺桿在具有雙螺距內螺旋的套管內轉動,兩者間形成的空腔由吸入端移動到出口端,從而形成連續的水流。由於其結構簡單、體積小、拆裝容易、工作可靠,自吸效能好,多用於移動式噴灌系統。手動隔膜幫浦

用於低揚程、小流量的提水作業,由幫浦體、進出水管、進出水閥門、隔膜和推拉桿等組成。幫浦體可由乙個或兩個幫浦腔組成。具有兩個幫浦腔的隔膜幫浦,其隔膜設定在幫浦體的**,或兩個隔膜分別裝在分隔的兩個幫浦腔外側。

工作時由兩人用手操縱與隔膜相連的推拉桿,推動隔膜作壓進和張開的往復運動,使兩個幫浦腔的容積交替擴大和縮小。當幫浦腔擴大時,壓力減小,進水閥開啟出水閥關閉,水從進水管流入幫浦腔;當幫浦腔縮小時,壓力加大,進水閥關閉,出水閥開啟,幫浦腔內的水從排水管流出,兩個幫浦腔交替吸水和排水,每小時可提水10~20噸。

拉桿式活塞幫浦

由畜力原動機、風力機或內燃機等驅動,常在放牧場上從井中提水時使用。由幫浦缸、活塞、進出水管、進出水閥門、拉桿和傳動裝置等組成。活塞靠連線在它上面的拉桿帶動,在幫浦缸內作上下往復運動。

當活塞向上運動時,進水閥開啟,進水管中的水進入幫浦缸,同時出水閥關閉,活塞上面的水被帶動向上提公升;當活塞向下

運動時,進水閥關閉,出水閥開啟,幫浦缸內的水由出水閥公升到活塞上面,如此反覆進水和提公升,使水不斷從排水管排出。

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