离心式抽水机的工作原理,讲明白点
叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量,即流体通过叶轮后,压能和动能都得到提高,从而能够被输送到高处或远处.叶轮装在一个螺旋形的外壳内,当叶轮旋转时,流体轴向流入,然后转90度进入叶轮流道并径向流出.叶轮连续旋转,在叶轮入口处不断形成真空,从而使流体连续不断地被泵吸入和排出.
离心其实是物体惯性的表现,比如雨伞上的水滴,当雨伞缓慢转动时,水滴会跟随雨伞转动,这是因为雨伞与水滴的摩擦力做为给水滴的向心力使然。
但是如果雨伞转动加快,这个摩擦力不足以使水滴在做圆周运动,那么水滴将脱离雨伞向外缘运动,就像用一根绳子拉着石块做圆周运动,如果速度太快,绳子将会断开,石块将会飞出.这个就是所谓的离心。
主要工作原理:
(1)叶轮被泵轴带动旋转,对位于叶片间的流体做功,流体受离心作用,由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时,流速非常高。
(2)泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体,这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动,使流体的动能转化为静压能,减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体,它更是一个能量转换装置。
(3)液体吸上原理:依靠叶轮高速旋转,迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开,从而在叶轮中心形成低压,低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。
气缚现象:如果离心泵在启动前壳内充满的是气体,则启动后叶轮中心气体被抛时不能在该处形成足够大的真空度,这样槽内液体便不能被吸上。这一现象称为气缚。
为防止气缚现象的发生,离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内,在泵吸入管路的入口处装有止逆阀(底阀);如果泵的位置低于槽内液面,则启动时无需灌泵。
(4)叶轮外周安装导轮,使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。这些叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反,其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应,引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,使能量损耗最小,动压能转换为静压能的效率高。
(5)后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高,有一部分会渗到叶轮后盖板后侧,而叶轮前侧液体入口处为低压,因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损,严重时还会产生振动。
平衡孔使一部分高压液体泄露到低压区,减轻叶轮前后的压力差。但由此也会引起泵效率的降低。
(6)轴封装置保证离心泵正常、高效运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动,其间的环隙如果不加以密封或密封不好,则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区,使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常,可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。
扩展资料
离心泵的汽蚀:
离心泵发生汽蚀是由于液道入口附近某些局部低压区处的压力降低到液体饱和蒸汽压,导致部分液体汽化所致。所以,凡能使局部压力降低到液体汽化压力的因素都可能是诱发汽蚀的原因。产生汽蚀的条件应从吸入装置的特性,泵本身的结构以及所输送的液体性质三方面加以考虑。
1)结构措施:采用双吸叶轮,以减小经过叶轮的流速,从而减小泵的汽蚀余量;在大型高扬程泵前装设增压前置泵,以提高进液压力;叶轮特殊设计,以改善叶片入口处的液流状况;在离心叶轮前面增设诱导轮,以提高进入叶轮的液流压力。
2)泵的安装高度,泵的安装高度越高,泵的入口压力越低,降低泵的安装高度可以提高泵的入口压力。因此,合理的确定泵的安装高度可以避免泵产生汽蚀。
3)吸液管路的阻力,在吸液管路中设置的弯头、阀门等管件越多,管路阻力越大,泵的入口压力越低。因此,尽量减少一些不必要的管件或尽可能的增大吸液管直径,减少管路阻力,可以防止泵产生汽蚀。
4)泵的几何尺寸,由于液体在泵入口处具有的动能和静压能可以相互转换,其值保持不变。入口液体流速高时,压力低,流速低时,压力高,因此,增大泵入口的通流面积,降低叶轮的入口速度.可以防止泵产生汽蚀。
5)液体的密度。输送密度越大的液体时泵的吸上高度就越小,当用已安装好的输送密度较小液体的泵改送密度较大的液体时,泵就可能产生汽蚀,但用输送密度较大液体的泵改送密度较小的液体时,泵的入口压力较高,不会产生汽蚀。
6)输送液体的温度。温度升高时液体的饱和蒸气压升高。在泵的入口压力不变的情况下,输送液体的温度升高时,液体的饱和蒸气压可能升高至等于或高于泵的入口压力,泵就会产生汽蚀。
7)吸液池液面压力。吸液池液面压力较高时,泵的入口压力也随之升高,反之,泵的入口压力则较低,泵就容易产生汽蚀。
8)输送液体的易挥发性在相同的温度下较易挥发的液体其饱和蒸汽压较高,因此,输送易挥发液体时的泵容易产生汽蚀。
9)其他措施:采用耐汽蚀破坏的材料制造泵的过流部分元件;降低泵的转速。
参考资料:离心泵的百度百科
1.卧式高压筒形泵
它为多级离心泵,在一般情况下当驱动功率超过160kW时,采用卧式结构。
2.部分流泵
这是一种开式径向叶片式离心泵,多为立式结构,驱动功率一般为7.5-132kW www.pumpbest.com ,泵的叶轮悬臂装在泵轴上,泵轴与增速箱高速轴直接连接。部分流泵的压液室为圆形空间,锥形扩压管通过喷嘴与环形压液室连通,接近切线布置。当泵工作时,液体经过吸人管沿轴向进人叶轮,在离心力作用下,液体甩向圆环形压液室,部分经喷嘴和扩压管流出泵外,其余部分液体继续随叶轮旋转。
(1)泵体、叶轮 这种泵的泵体和一般离心泵的泵体不相同,它的压液室为圆形空间,不是蜗壳形。叶轮是开式叶轮,没有前后盖板,叶片呈直线放射状,在叶轮前面,一般带有诱导轮。叶轮和泵体之间没有密封环,泵内部的间隙较大。叶轮片与泵体后盖板和扩散锥管之间的间隙一般为2-3mm,如果达3-4mm还可应用且不影响效率。
(2)增速箱 增速箱主要由齿轮构成,有一级增速和两级增速两种基本类型。为了避免产生轴向力,增速箱齿轮一般采用模数较小的渐开线直齿轮。由于转速高,因此对齿轮加工精度要求很高,节距误差一般为2-3微米,同时齿轮的材料是用特殊钢经渗氮或渗碳处理的。增速箱壳体分成上下两半,一般用定位销定位。增速箱外壳用散热性能好的铝合金制造。高速轴上的轴承对小功率泵采用巴氏合金轴承,功率在150kW以上用分块式滑动轴承与端面止推轴承组合。增速箱的润滑是由自带油泵把油经油过滤器和油冷器送入壳体各个油喷嘴,通过喷嘴将油喷成雾状,用油雾来润滑齿轮和轴承。
3高速离心泵的特点
一.优点
(1)泵和增速箱一般为封闭结构,可以露天安装使用。
(2)结构紧凑、体积小、质量小、维修方便。
(3)采用开式叶轮,在运转中不产生轴向力,因此泵内没有轴向力平衡装置。
(4)泵内设有旋风分离器,使泵抽送的液体得以净化,引向机械密封以延长密封的寿命。
二.缺点
加工精度辜求高,制造比较困难。
1.高速离心泵的检修
1.1高速离心泵的解体检查与组装
1.2拆卸顺序
1.3驱动装置拆卸
1.4拆开电动机的电源线或汽轮机的进出口接管。
拆卸联轴器
1.1拆卸驱动机与齿轮箱的连接螺栓,然后吊出驱动机。
1.2泵体拆卸
1.2.1拆卸与泵连接的油路、封液、冷却系统等管线。
1.2.2拆卸泵盖螺帽,吊出增速箱、泵端盖及叶轮等组件。
1.2.3用百分表测量叶轮径向圆跳动值。
1.2.4拆卸叶轮锁紧螺帽,依次卸开诱导轮、叶轮、机械密封动环和轴套。
1.2.5拆卸机械密封静环组件。
1.2.6拆卸端盖螺栓,取出端盖。
三、增速箱拆卸
(1)先测量高速轴的轴向窜动量并作记录。
(2)拆卸增速箱上、下箱体的连接螺栓,取出定位销钉,用吊具提住上箱体,并用木锤轻轻敲打下箱体使上、下箱体脱离,取出上箱体。
(3)测量上、下箱体中分面的调整垫片厚度并作记录。
(4)依次取出低速轴组件、油泵及限位弹簧、中速轴组和高速轴组件。
2.零部件配合间隙的检查及组装调整
高速离心泵在解体过程中或零部件拆卸下来经清洗干净后,应按泵使用维护说明书要求进行检查、测量、组装。无要求情况下,对LMV/BMP-311型、LMV-311型及LMV-322型高速泵可按SHS 03044-2004《高速离心泵维护检修规程》的标准进行检查、测量、组装。其检修主要包括如下几方面内容。
1)泵
(1)叶轮、诱导轮在组装前应确认叶轮、诱导轮无损伤和变形,在组装后要确保叶轮径向圆跳动小于或等于0.38mm,端面圆跳动小于或等于0.15mm。
(2)传动键应无损伤和变形。
(3)在组装时,泵盖螺栓、叶轮与诱导轮连螺栓、密封组件固定螺栓均采用力矩扳手拧紧,其力矩值应符合要求。
2)增速箱
(1)高速轴轴瓦应无烧蚀、粘连、磨伤等缺陷,组装后轴瓦间隙值要符合使用说明书要求。
(2)推力瓦磨损严重或出现缺陷应更换。
(3)轴承外径与衬套采用H7/h6配合,磨损后衬套内径应不大于0. 068mm;滚动轴承组装前应确认无点蚀、疤坑、毛刺等缺陷,且应转动自如,组装后其径向间隙应不大于0.06mm。
(4)低速轴或中间轴上的深槽球轴承必须安装到位。
(5)组装轴、齿轮、球轴承时,齿轮、轴承均热装,轴颈应预冷,其温度应控制在表6-17规定范围内。
多级离心泵的原理
多级离心泵的原理与地面离心泵一样,当电机带动轴上的叶轮高速旋转时,充满在叶轮内的液体在离心力的作用下,从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周,由于液体受到叶片的作用,使压力和速度同时增加,经过导壳的流道而被引向次一级的叶轮,就是这样原理,逐次地流过所有的叶轮和导壳,进一步使液体的压力能量增加。将每个叶轮逐级叠加之后,就获得一定扬程,将井下液体举升到地面。
1、开车前先向泵内注水或用真空泵引水。
2、关闭吐出管上的阀及压力表旋塞。
3、启动电机,打开压力表旋塞。
4、当水泵以正常转速运转时,压力表显示适当压力,然后打开真空表旋塞并逐渐打开排水管路上的闸阀,直至达到规定的雨衣力及真空度。
5、水泵停用时先要慢慢关闭排水管路上的闸阀、关闭真空表旋塞,并停止电机,然后关闭压力表旋塞。
6、如长期停用水泵,应拆卸泵体将泵零件的水擦拭干,并在滑动面上涂上以防锈油妥善保存。
7、水泵运转时应经常检查水泵及电机轴承温度,不得超过外界温度35℃,其极限温度不得大于75℃。
8、在轴承体内时常驻要注意加油。
9、随时调整填料压盖的松紧程度,正常漏水以点滴为宜。
10、运转过程中如发生噪音或异常的声音时,应立即停车检查。
多级离心泵的结构
离心泵的基本构造是由六部分组成的分别是叶轮,泵体,泵轴,轴承,密封环,填料函。
1、叶轮是离心泵的核心部分,它转速高出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验。叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。
2、泵体也称泵壳,它是水泵的主体。起到支撑固定作用,并与安装轴承的托架相连接。
3、泵轴的作用是借联轴器和电动机相连接,将电动机的转矩传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件。
4、滑动轴承使用的是透明油作润滑剂的,加油到油位线。太多油要沿泵轴渗出,太少轴承又要过热烧坏造成事故!在水泵运行过程中轴承的温度最高在85度,一般运行在60度左右。
5、密封环又称减漏环。
6、填料函主要由填料、水封环、填料筒、填料压盖、水封管组成。填料函的作用主要是为了封闭泵壳与泵轴之间的空隙,不让泵内的水流流到外面来也不让外面的空气进入到泵内。始终保持水泵内的真空!当泵轴与填料摩擦产生热量就要靠水封管住水到水封圈内使填料冷却!保持水泵的正常运行。所以在水泵的运行巡回检查过程中对填料函的检查是特别要注意!在运行600个小时左右就要对填料进行更换。
由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。 起动前应先往泵里灌满水,起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转,水作离心运动,向外甩出并被压入出水管。水被甩出后,叶轮附近的压强减小,在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多,外面的水就在大气压的作用下,冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源不断地从低处被抽到高处。
泵的总扬程=吸水扬程+压水扬程,其中吸水扬程由大气压决定。
离心式水泵的抽水高度称为扬程。它是采用“吸进来”、“甩出去”,的方法来抽水的。
第一级扬程称为“吸水扬程”,靠叶片旋转形成一个低压区,靠大气压把水压入低压区,而1标准大气压能支持10.336米高的水柱,所以吸水扬程的极限值是10.336米;
第二级扬程称为“压水扬程”,靠叶片旋转把水甩出去,水甩出去的速度越大,这一级扬程也越大。
因此,离心式水泵的扬程是两级扬程之和,也就是它的抽水高度远远超过了10.336米。 离心式水泵使用中的误区
高扬程水泵用于低扬程抽水
很多机手认为抽水扬程越低,电机负荷越小。在这种错误认识的误导下,选购水泵时,常将水泵的扬程选得很高。其实对于离心式水泵而言,当水泵型号确定后,其消耗功率的大小是与水泵的实际流量成正比的。而水泵的流量会随扬程的增加而减小,因而扬程越高,流量越小,消耗功率也就越小。反之,扬程越低,流量越大,消耗的功率也就越大。因此,为了防止电机过载,一般要求水泵的实际抽水使用扬程不得低于标定扬程的60%。所以当高扬程用于过低扬程抽水时,电机容易过载而发热,严重时可烧毁电机。若应急使用,则必须在出水管上装一个用于调节出水量的闸阀(或用木头等物堵小出水口),以减小流量,防止电机过载。注意电机温升,若发现电机过热,应及时关小出水口流量或关机。这一点也容易产生误解,有些机手认为堵塞出水口,强制减少流量,会增加电机负荷。其实正好相反,正规的大功率离心泵排灌机组的出水管上都装有闸阀,为了减小机组启动时的电机负荷,应先关闭闸阀,待电机启动后再逐渐开启闸阀就是这个道理。
大口径水泵配小水管抽水
很多机手认为这样可以提高实际扬程,其实水泵的实际扬程=总扬程~损失扬程。当水泵型号确定后,总扬程是一定的;损失扬程主要来自于管路阻力,管径越小显然阻力越大,因而损失扬程越大,所以减小管径后,水泵的实际扬程非但不能增加,反而会降低,导致水泵效率下降。同理,当小管径水泵用大水管抽水时,也不会降低水泵的实际扬程,反而会因管路的阻力减小而减小了损失扬程,使实际扬程有所提高。也有机手认为小管径水泵用大水管抽水时,必然会大大增加电机负荷,他们认为管径增大后,出水管里的水对水泵叶轮的压力就大,因而会大大增加电机负荷。殊不知,液体压强的大小只与扬程高低有关,而与水管截面积大小无关。只要扬程一定,水泵的叶轮尺寸不变,无论管径多大,作用在叶轮上的压力都是一定的。只是管径增大后,水流阻力会减小,而使流量有所增加,动力消耗也有适当增加。但只要在额定扬程范围内,无论管径如何增加水泵都是可以正常工作的,并且还可以减小管路损耗,提高水泵效率。
安装进水管路时,水平段水平或向上翘
这样做会使进水管内聚集空气,降低水管和水泵的真空度,使水泵吸水扬程降低,出水量减少。正确的做法是:其水平段应向水源方向稍有倾斜,不应水平,更不得向上翘起。
进水管路上用的弯头多
如果在进水管路上用的弯头多,会增加局部水流阻力。并且弯头应在垂直方向转弯,不允许在水平方向转弯,以免聚集空气。
水泵进水口与弯头直接相连
这样会使水流经过弯头进入叶轮时分布不均。当进水管直径大于水泵进水口时,应安装偏心变径管。偏心变径管平面部分要装在上面,斜面部分装在下面。否则聚集空气,出水量减少或抽不上水,并有撞击声等。若进水管与水泵进水口直径相等时,应在水泵进水口和弯头之间加一直管,直管长度不得小于水管直径的2~3倍。
装有底阀的进水管最下一节不是垂直的
如这样安装,阀门不能自行关闭,造成漏水。正确安装方法是:装有底阀的进水管,最下一节最好是垂直的。如因地形条件限制不能垂直安装,则水管轴线与水平面夹角应在60°以上。
进水管的进水口位置不对
(1)进水管的进水口离进水池底和池壁距离小于进水口直径。如果池底有泥沙等污物时,进水口离池底的距离小于直径的1.5倍时,会造成抽水时进水不畅或吸进泥沙杂物,堵塞进水口。
(2)进水管的进水口入水深度不够时,这样会引起进水管周围水面产生漩涡,影响进水,减少出水量。正确的安装方法是:中小型水泵入水深度不得小于300~600mm,大型水泵不得小于600~1000mm。
出水管口在出水池正常水位以上
如果出水口在出水池正常水位以上,虽增加了水泵扬程,但减少了流量。如因地形条件所限,出水口必须高出出水池水位,则应在管口加装弯头和短管,使水管成为虹吸式,降低出水口高度。