Konstruksjon og arbeidsprinsipp for sentrifugalpumpe
I følge fysikken utsettes et objekt som gjennomgår sirkulær bevegelse for sentrifugalkraft. Hvis sentripetalkraften er utilstrekkelig eller tapt, vil objektet fly ut langs omkretsens tangentretning på grunn av treghet, og danne en såkalt sentrifugalbevegelse. Sentrifugalpumper fungerer ved å utnytte denne treghetssentrifugalbevegelsen.
Skjematisk diagram av den grunnleggende strukturen til en-trinns sentrifugalpumper som vanligvis brukes i vannforsyning og avløpsteknikk. De viktigste arbeidskomponentene er impeller 1, spiralpumpehus 2 og pumpeaksel 3 som driver pumpehjulet til å rotere. Sugeporten til det snegleformede pumpehuset er koblet til sugerøret 4 til vannpumpen, og utløpet er koblet til trykkrøret 7 til vannpumpen. Løftehjulet med buede blad er installert i et fast pumpehus, og innløpet til løpehjulet er koblet til vannpumpens sugerør. Før du starter pumping, fyll pumpen og sugerøret med vann. Når kraftmaskinen driver pumpehjulet til å rotere med høy hastighet gjennom pumpeakselen,
Vannet i løpehjulet roterer med høy hastighet sammen med løpehjulet. På grunn av utilstrekkelig kohesjon av vannet og friksjonskraften mellom bladene og vannet for å danne en sentripetalkraft som opprettholder rotasjonsbevegelsen til vannstrømmen, strømmer vannstrømmen i pumpehjulet gradvis mot den ytre kanten av pumpehjulet, er kastes ut av pumpehjulet og går inn i pumpehuset, og strømmer deretter inn i trykkrøret til vannpumpen gjennom diffusjonskjeglerøret. Det transporteres til ledningsnettet gjennom trykkrøret. Samtidig dannes det et vakuum i midten av løpehjulet på grunn av at vannet kastes ut, og atmosfærisk trykk virker på overflaten av sugebassenget. Vannet i sugerøret strømmer kontinuerlig inn i pumpehjulet langs sugerøret under denne trykkforskjellen. Den kontinuerlige rotasjonen av pumpehjulet fører til at vann hele tiden kastes ut og suges inn, og danner den kontinuerlige vanntilførselen til sentrifugalpumpen.
Som nevnt ovenfor, er arbeidsprosessen til en sentrifugalpumpe faktisk en prosess med energioverføring og konvertering. Den konverterer den mekaniske energien til kraftmaskinen til den kinetiske energien og trykkenergien til væsken som transporteres. I prosessen med energioverføring og -konvertering er det uunngåelig mange energitap, og jo større tap, jo lavere er arbeidseffektiviteten og jo dårligere ytelse til pumpen.
Hovedkomponenter i sentrifugalpumpe
En sentrifugalpumpe er sammensatt av mange komponenter. Med en enkelt-trinns sentrifugalpumpe med enkelt sug som eksempel, vil vi diskutere funksjonene, materialene og sammensetningen til hver hovedkomponent.
1, Impeller
Løftehjulet, også kjent som arbeidshjulet eller rotasjonshjulet, brukes til å overføre den mekaniske energien til kraftmaskinen til væsken som pumpes, og øker energien til væsken som strømmer gjennom løpehjulet. Ved valg av impellermaterialer, i tillegg til å vurdere den mekaniske styrken under sentrifugalkraften, bør slitestyrken og korrosjonsmotstanden til materialet også tas i betraktning. For tiden er pumpehjul for det meste laget av støpejern, støpt stål og bronse.
Løftehjulet er delt inn i to typer i henhold til strukturen: enkelt sug og dobbel sug. Den absorberer vann på den ene siden, og dekselplatene foran og bak på pumpehjulet er asymmetriske. Enkeltsugehjul brukes til sentrifugalpumper med enkeltsug. Dobbel sugehjul, det absorberer vann på begge sider, og impellerdekselet er symmetrisk. Sentrifugalpumper med dobbel sug bruker doble sugehjul, som har stor strømningshastighet og kan automatisk balansere aksiale krefter.
Impelleren er delt inn i tre former basert på dekkplaten: lukket, åpen og halvåpen. Et løpehjul med to dekkplater kalles et lukket løpehjul. Mellom dekkplatene er det 6-12 blader som bøyer seg bakover. Denne typen impeller har høy effektivitet og er mye brukt. Et løpehjul med kun en bakre dekkplate og ingen frontdekselplate kalles en halvåpen impeller. Et løpehjul med kun blader og uten dekkplate kalles et åpent løpehjul. Halvåpne og åpne impellere har færre blader, vanligvis bare 2? 5 stykker, disse to typene impellere har lavere effektivitet sammenlignet med lukkede impellere og er egnet for 6
Slipp ut væsker som er forurenset eller inneholder store mengder faste partikler.
2, Pumpeaksel
Pumpeakselens funksjon er å støtte og drive pumpehjulet til å rotere, og overføre energien til kraftmaskinen til pumpehjulet. Det kreves at akselenden på den horisontale sentrifugalpumpen er rett og har tilstrekkelig styrke og stivhet for å unngå impellersving forårsaket av akselbøyning under pumpedrift, noe som kan forårsake skade på impelleren og pumpehuset på grunn av slitasje. Pumpeakselen er vanligvis laget av karbonstål eller rustfritt stål. Den ene enden av pumpeakselen er festet til pumpehjulet med en flat nøkkel og en reversert mutter, noe som sikrer at pumpehjulet strammes under rotasjon; I store og mellomstore vannpumper er den aksiale posisjonen til løpehjulet plassert ved hjelp av akselhylser og muttere som strammer akselhylsene. Installer en kobling på den andre enden av pumpeakselen.
3, Pumpehus
Pumpehuset til en sentrifugalpumpe er i form av et sneglehus som inneholder og transporterer væsker. Den består av et pumpedeksel og en sneglekropp. Pumpedekselet er sugekammeret til pumpen, som fungerer for å jevnt lede vannet i sugerøret mot impelleren med minimalt tap. I henhold til strukturen kan sugekamre deles inn i rette koniske sugekamre, ringformede sugekamre og semispiralsugekamre. Sneglekroppen er sammensatt av et sneglekammer og en diffusorkjegle. Hovedfunksjonen til sneglekammeret er å samle opp vannstrømmen som kastes ut av løpehjulet og opprettholde en konstant vannstrømningshastighet i sneglekammeret ved kontinuerlig å øke strømningstverrsnittet, for å redusere falltap. Etter å ha blitt sluppet ut fra sneglekammeret, strømmer vannet inn i trykkrøret gjennom diffusjonskjeglerøret. Funksjonen til diffusjonskjeglerøret er å redusere hastigheten til vannstrømmen og konvertere noe av den kinetiske energien til vannstrømmen til trykkenergi.
Det er to borede hull ved innløps- og utløpsflensene til pumpehuset, som brukes til å installere vakuummålere og trykkmålere for å måle innløps- og utløpstrykket til pumpen. Toppen av pumpehuset er utstyrt med et vannpåfyllings- (eller luftavtrekk) hull, som brukes til å fylle vann eller trekke ut luft fra pumpehuset før vannpumpen startes. Bunnen av pumpehuset er utstyrt med et dreneringshull for tømming av oppsamlet vann inne i pumpen etter stopp, for å forhindre frysing om vinteren. Bunnen av pumpehuset er utstyrt med boltehull for feste til fundamentet. Bortsett fra boltehullene som fester vannpumpen, må andre skruehull plugges med gjengeplugger når vannpumpen ikke er i bruk midlertidig.
Blant de ovennevnte komponentene er pumpehjulet og pumpeakselen de roterende delene av en vertikal sentrifugalpumpe, mens pumpehuset er en fast komponent. Det er tre koblinger mellom disse to: akseltetningsanordningen mellom pumpeakselen og pumpehuset, den lekkasjereduserende ringen ved skjøten mellom pumpehjulet og den indre veggen av pumpehuset, og lageret ved rotasjonsforbindelsen mellom pumpen aksel og pumpesete.