1. Keskipakopumpun toimintaperiaate
Kun keskipakopumppu toimii, se luottaa nopeasti pyörivään juoksupyörään nesteen paineenergian lisäämiseksi inertiaalisen keskipakovoiman vaikutuksesta. Ennen kuin keskipakopumppu alkaa toimia, pumpun runko ja imuputki on täytettävä nestemäisellä väliaineella kavitaation estämiseksi.
Kun juoksupyörä pyörii nopeasti, siivet edistävät väliaineen nopeaa pyörimistä. Pyörivä väliaine lentää ulos juoksupyörästä keskipakovoiman vaikutuksesta ja pumpun sisällä oleva vesi sinkoutuu ulos muodostaen tyhjiöalueen juoksupyörän keskelle. Jatkuvasti nesteen hengittäminen samalla, kun annetaan jatkuvasti tietty määrä energiaa sisäänhengitetylle nesteelle sen poistamiseksi. Keskipakopumppu toimii jatkuvasti näin.
2. Keskipakopumpun rakenne
Keskipakopumppuja on monia erilaisia, ja vaikka kunkin pumpputyypin rakenteet ovat erilaisia, pääkomponentit ovat periaatteessa samat.
Keskipakopumpun pääkomponentteja ovat: juoksupyörä, pumpun akseli, pumpun kotelo, pumpun istukka, tiivistelaatikko (akselin tiivistyslaite), vuotoa vähentävä rengas, laakerin istukka jne.
Juoksupyörä on keskipakopumpun työkomponentti, joka perustuu sen nopeaan pyörimiseen nesteen käsittelyssä ja nesteen kuljetuksessa. Se on tärkeä osa keskipakopumppua.
Juoksupyörä koostuu yleensä kolmesta osasta: navasta, siivistä ja kansilevystä. Juoksupyörän kansilevy voidaan jakaa etu- ja takapeitelevyyn. Juoksupyörän portin puolella olevaa kansilevyä kutsutaan etupeitelevyksi ja toisella puolella olevaa kansilevyä kutsutaan takapeitelevyksi.
Kun keskipakopumppu on käynnistetty, pumpun akseli käyttää juoksupyörää pyörimään suurella nopeudella, mikä pakottaa siipien väliin esitäytetyn nesteen pyörimään. Inertiaalisen keskipakovoiman vaikutuksesta neste liikkuu säteittäisesti juoksupyörän keskustasta ulkokehälle.
Neste saa energiaa liikkuessaan juoksupyörän läpi, mikä lisää staattista paineenergiaa ja lisää virtausnopeutta. Kun neste poistuu juoksupyörästä ja tulee pumpun pesään, se hidastuu pesän sisällä olevan virtauskanavan asteittaisen laajenemisen vuoksi. Osa kineettisestä energiasta muuttuu staattiseksi paineenergiaksi ja virtaa lopuksi poistoputkeen tangentiaalista suuntaa pitkin.
Rakenteellisen muodon mukaan juoksupyörät voidaan jakaa kolmeen tyyppiin.
(1) Suljetussa siipipyörässä on peitelevyt juoksupyörän molemmilla puolilla, ja peitelevyjen välissä on 4-6 siivet. Suljetulla juoksupyörällä on korkea hyötysuhde ja laajalti käytetty, ja se soveltuu puhtaiden nesteiden kuljettamiseen ilman kiinteitä hiukkasia ja kuituja.
(2)Avoimessa siipipyörässä ei ole peitelevyjä siiven molemmilla puolilla, mikä soveltuu suuria määriä suspendoituneita kiintoaineita sisältävien nesteiden kuljettamiseen. Sillä on alhainen hyötysuhde ja kuljetettavan nesteen paine ei ole korkea.
Puoliavoimessa juoksupyörässä on vain takapeitelevy ja se soveltuu helposti laskeutuvien tai kiinteitä kiintoaineita sisältävien nesteiden kuljettamiseen. Sen hyötysuhde on avoimen ja suljetun juoksupyörän välissä.
Keskipakopumpun pumpun akselin päätehtävä on siirtää tehoa ja tukea juoksupyörää normaalin toiminnan ylläpitämiseksi työasennossa. Se on kytketty moottorin akseliin toisessa päässä olevan kytkimen kautta ja tukee juoksupyörää pyörivää liikettä toisessa päässä. Akseli on varustettu laakereilla, aksiaalitiivisteillä ja muilla komponenteilla.
Pumpun akseleissa yleisesti käytetyt materiaalit ovat hiiliteräs ja ruostumaton teräs.
Juoksupyörä ja akseli on yhdistetty avaimilla. Koska tällä liitäntämenetelmällä voidaan siirtää vain vääntömomenttia eikä se pysty kiinnittämään juoksupyörän aksiaalista asentoa, vesipumpussa käytetään myös akseliholkkia ja lukkomutteria juoksupyörän aksiaalisen asennon kiinnittämiseen.
Sen jälkeen kun juoksupyörä on asetettu aksiaalisesti lukitusmutterin ja akseliholkin kanssa, jotta lukkomutteri ei vetäytyisi sisään, on välttämätöntä estää vesipumpun kääntyminen, erityisesti vesipumpun alkuasennuksessa tai vesipumpun purkamisen jälkeen ja huolto, ohjauksen tarkastus on suoritettava määräysten mukaisesti, jotta varmistetaan yhdenmukaisuus määritellyn ohjauksen kanssa.
Akseliholkin tehtävänä on suojata pumpun akselia muuntaen tiivisteen ja pumpun akselin välisen kitkan tiivisteen ja akseliholkin väliseksi kitkaksi. Siksi akseliholkki on helposti kuluva osa keskipakopumppua.
Akselin holkin pintaa voidaan yleensä käsitellä sellaisilla menetelmillä kuin hiiletys, nitraus, kromipinnoitus, ruiskutus jne. Pinnan karheusvaatimus on yleensä Ra3,2 μm - Ra{2}},8 μm. Se voi vähentää kitkakerrointa ja parantaa käyttöikää.
Laakerit tukevat roottorin painoa ja kantavuutta. Vierintälaakereita käytetään yleisesti keskipakopumpuissa, jolloin ulompi rengas ja laakerin istukan reiät käyttävät pohja-akselijärjestelmää ja sisärengas ja akseli pohjareikäjärjestelmää. Laakerit on yleensä voideltu rasvalla ja öljyllä.
Kun pumpun akseli kulkee pumpun pesän läpi, akselin ja kotelon väliin jää rako. Jos akselitiivistelaitetta ei käytetä yksittäisessä imukeskipakopumpussa, pumpun pesän sisällä olevaa korkeapaineista vettä vuotaa suuria määriä. Tiivistelaatikko on yleisesti käytetty akselitiiviste. Tiivistelaatikko koostuu viidestä osasta: akselitiiviste, tiiviste, vesitiivisteputki, vesitiivisterengas ja tiivisteholkki.
Kierukka viittaa spiraaliseen virtauskanavaan, jonka poikkipinta-ala on vähitellen kasvava juoksupyörän ulostulosta seuraavan vaiheen siipipyörän sisääntuloon tai pumpun poistoputkeen. Virtauskanava laajenee vähitellen ja ulostulo on diffuusioputken muotoinen. Kun neste virtaa ulos juoksupyörästä, sen virtausnopeus voi hitaasti laskea, jolloin suuri osa liike-energiasta muuttuu staattiseksi paineenergiaksi.
Kierukan etuja ovat helppo valmistus, laaja hyötysuhde ja minimaaliset tehonmuutokset pumpussa juoksupyörän kääntämisen jälkeen.
Haittapuolena on kierteen muoto epäsymmetrinen ja yhtä kierukkaa käytettäessä roottorin säteittäiseen suuntaan vaikuttava paine on epätasainen, mikä voi helposti aiheuttaa akselin taipumista. Siksi monivaiheisissa pumpuissa vain ensimmäisessä ja viimeisessä osassa käytetään kierteitä, kun taas keskiosassa käytetään ohjauspyörälaitteita.
Etanankuoren materiaali on yleensä valurautaa. Korroosionestopumpun kierukka on valmistettu ruostumattomasta teräksestä tai muista korroosionestomateriaaleista, kuten muovista, lasikuidusta jne. Korkean paineen vuoksi monivaihepumput vaativat suurta materiaalilujuutta ja niiden kierukat on yleensä valmistettu valuterästä.
Ohjauspyörä on kiinteä kiekko, jossa on eteenpäin suunnatut ohjaussiivet, jotka on kiedottu juoksupyörän ulkoreunan ympärille edessä muodostaen diffuusiomuotoisia virtauskanavia. Takana on käänteiset ohjaussiivet, jotka ohjaavat nestettä kohti juoksupyörän seuraavaa vaihetta. Juoksupyörästä heiton jälkeen neste tulee hitaasti sisään ohjaussiipiin ja jatkaa virtaamista ulospäin eteenpäin olevia ohjaussiipiä pitkin. Nopeus pienenee vähitellen ja suurin osa kineettisestä energiasta muuttuu staattiseksi paineenergiaksi.
Säteittäinen yksipuolinen välys juoksupyörän ja ohjaussiipien välillä on noin 1 mm. Jos rako on liian suuri, tehokkuus laskee; Jos rako on liian pieni, se aiheuttaa tärinää ja melua. Kierukkaan verrattuna segmentoitu monivaiheinen keskipakopumppukotelo ohjauspyörillä on helpompi valmistaa ja sillä on parempi energian muunnostehokkuus. Mutta asennus ja huolto on vaikeampaa kuin etanankuoret.
Sisäisten vuotojen vähentämiseksi ja pumpun pesän suojaamiseksi koteloon asennetaan vaihdettavat tiivisterenkaat juoksupyörän tuloa vastaavasti. Tiivisterenkaan sisäreiän ja juoksupyörän ulkokehän välinen säteittäinen välys on yleensä välillä 0.1-0,2 mm. Tiivisterenkaan kulumisen jälkeen säteittäinen välys kasvaa, pumpun poistotilavuus pienenee ja hyötysuhde laskee. Kun tiivistysvälys ylittää määritellyn arvon, se on vaihdettava ajoissa.
Tiivisterenkaita on kolme rakennemuotoa:
Ensinnäkin litteällä rengastyypillä on yksinkertainen rakenne ja se on helppo valmistaa, mutta tiivistysvaikutus on huono. Toiseksi suorakulmainen tiivisterengas tarjoaa 90 asteen kanavan nesteen vuotoa varten, mikä johtaa parempaan tiivistyskykyyn kuin litteä rengastyyppi, ja sitä käytetään laajalti. Kolmanneksi labyrinttitiivisterenkaalla on hyvä tiivistysvaikutus, mutta sen rakenne on monimutkainen ja vaikea valmistaa, jota käytetään harvoin keskipakopumpuissa.
3. Keskipakopumpun työprosessi
(1) Ennen kuin käynnistät pumpun, täytä pumppu kuljetettavalla nesteellä.
(2) Pumpun käynnistämisen jälkeen pumpun akseli käyttää juoksupyörää pyörimään yhdessä suurella nopeudella, jolloin syntyy keskipakovoimaa. Tämän toimenpiteen aikana nestettä heitetään kohti juoksupyörän ulkokehää keskustasta, mikä lisää painetta ja virtaa pumpun pesään suurella nopeudella (15-25 m/s).
(3) Kierukkapumpun kotelossa virtauskanavan jatkuvan laajenemisen vuoksi nesteen virtausnopeus hidastuu, jolloin suurin osa kineettisestä energiasta muuttuu paineenergiaksi. Lopuksi neste virtaa poistoputkeen suuremmalla staattisella paineella poistoaukosta.
(4) Kun pumpun sisällä oleva neste on heitetty ulos, juoksupyörän keskelle muodostuu tyhjiö. Nesteen pinnan paineen (ilmakehän paine) ja pumpun paineen (alipaine) välisen paine-eron alaisena neste tulee pumppuun imuputken kautta täyttäen paikan, jossa neste poistuu.
4. Keskipakopumppujen luokitus
Keskipakopumpputuotteet luokitellaan yleensä rakenteellisten ominaisuuksiensa mukaan useilla luokitusmenetelmillä, mukaan lukien työpaine, työpyörien lukumäärä ja juoksupyörien sisääntulomenetelmä.
(1) Työpaineen mukaan:
Matalapainepumppu: paine alle 100 metrin vesipatsaan;
Keskipainepumppu: paine 100-650 metrin välillä vesipatsaasta;
Korkeapainepumppu: Paine on yli 650 metriä vesipatsasta.
(2) Toimivien juoksupyörien lukumäärän mukaan:
Yksivaiheinen pumppu: tarkoittaa, että pumpun akselissa on vain yksi juoksupyörä.
Monivaiheinen pumppu.: Pumpun akselilla on kaksi tai useampia juoksupyöriä, ja pumpun kokonaiskorkeus on n juoksupyörän tuottamien korkojen summa.
(3) Juoksupyörän tulomenetelmän mukaan:
Yksipuolinen imupumppu: tunnetaan myös yksittäisenä imupumpuna, mikä tarkoittaa, että juoksupyörässä on vain yksi imuaukko.
Kaksipuolinen imupumppu: tunnetaan myös nimellä kaksoisimupumppu, mikä tarkoittaa, että siipipyörän molemmilla puolilla on tuloaukko. Sen virtausnopeus on kaksi kertaa yhden imupumpun virtausnopeus verrattuna, mikä voidaan arvioida kahdeksi yhden imupumpun siipipyöräksi, jotka on asetettu vastakkain.
(4) Pumpun akselin asennon mukaan:
Vaakapumppu: Pumpun akseli on vaaka-asennossa.
Pystysuora pumppu: Pumpun akseli on pystyasennossa.
(5) Pumpun pesän liitosmuodon mukaan:
Vaakasuora avoin pumppu: viittaa akselin läpi kulkevaan vaakatasoon avautuvaan saumaan.
Pystysuora liitospintapumppu: eli liitospinta on kohtisuorassa akseliin nähden.
(6) Menetelmä veden ohjaamiseksi juoksupyörästä painekammioon on seuraava:
Kierrekotelopumppu: Kun vesi tulee ulos siipipyörästä, se tulee suoraan pumpun koteloon kierteisenä.
Ohjaussiipipumppu: Kun vesi tulee ulos juoksupyörästä, se menee sen ulkopuolelle asetettuihin ohjaussiipiin ja siirtyy sitten seuraavaan vaiheeseen tai virtaa poistoputkeen.
(7) Keskipakopumppujen kuljettamien eri välineiden mukaan se voidaan jakaa puhtaan veden pumppuihin, öljypumppuihin, korroosionkestäviin pumppuihin jne.
5. Kavitaatio ja kaasusidonta
Keskipakopumpun toimintaperiaatteen mukaan, kun siipien välinen neste heitetään ulos nopeasti pyörivästä siipipyörästä, muodostuu juoksupyörän tuloaukon lähelle matalapainevyöhyke. Kun paine siipipyörän sisääntulossa on yhtä suuri tai pienempi kuin kuljetetun nesteen kylläisen höyryn paine pV käyttölämpötilassa, neste kyseisessä paikassa höyrystyy ja tuottaa kuplia. Kun kuplat virtaavat nesteen mukana korkeapainevyöhykkeelle, ne tiivistyvät nopeasti paineen alaisena.
Kuplan kondensoitumishetkellä syntyy paikallinen tyhjiö ja ympäröivä neste syöksyy suurella nopeudella kohti kuplan tilaa, aiheuttaen iskuja ja tärinää, mikä johtaa merkittävään iskuvoimaan. Erityisesti kun kuplien kondensaatiopiste sijaitsee lähellä terän pintaa, useat nestehiukkaset iskevät terään suurella taajuudella ja paineella; Samaan aikaan kuplat voivat sisältää myös pienen määrän happea, mikä voi aiheuttaa metallimateriaaleille kemiallista korroosiota. Jatkuvan iskun ja kemiallisen korroosion yhteisvaikutuksessa terien pinta vaurioituu, jolloin syntyy pisteitä ja halkeamia, jotka johtavat terien ennenaikaiseen vaurioitumiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi keskipakopumpuissa.
Keskipakopumppua käynnistettäessä, jos pumpun sisällä on ilmaa, on pienestä ilman tiheydestä johtuen pyörimisen jälkeen syntyvä keskipakovoima pieni, eikä juoksupyörän keskialueelle muodostuva matala paine riitä imemään siipipyörän sisään. nestettä. Vaikka keskipakopumppu käynnistetään, se ei voi suorittaa kuljetustehtävää. Tätä ilmiötä kutsutaan ilmasidokseksi.
Tämä osoittaa, että keskipakopumpulla ei ole itseimukykyä, joten pumppu on täytettävä kuljetettavalla nesteellä ennen käynnistystä. Tietenkin, jos keskipakopumpun imuaukko on sijoitettu kuljetettavan nesteen nestepinnan alapuolelle, neste virtaa automaattisesti pumppuun, mikä on erikoistapaus. Keskipakopumpun imuputkisto on varustettu pohjaventtiilillä, joka estää ennen käynnistystä ruiskutetun nesteen valumisen ulos pumpusta. Suodatin voi tukkia nesteen kiinteän imun ja tukkia putkiston ja pumpun kotelon poistoputkeen asennettua säätöventtiiliä käytetään pumpun käynnistämiseen, pysäyttämiseen ja virtausnopeuden säätämiseen.
Kavitaation ja kaasun sitoutumisen eri syistä:
Ilmansitoutuminen viittaa ilman läsnäoloon pumpun rungossa, mikä tapahtuu yleensä pumppua käynnistettäessä ja ilmenee pääasiassa siten, että pumpun rungon sisällä oleva ilma ei tyhjene kokonaan; Ja kavitaatio johtuu siitä, että neste saavuttaa höyrystymispaineensa tietyssä lämpötilassa, mikä liittyy läheisesti kuljetusaineeseen ja käyttöolosuhteisiin.
Kaasunsitoutumisilmiön estämiseksi on olemassa seuraavat menetelmät:
(1) Täytä kuori nesteellä ennen käynnistämistä. Varmista kotelon kunnollinen tiivistys ja varmista, että venttiili ja suihkupää veden täyttöä varten eivät vuoda. Varmista hyvä tiivistyskyky.
(2) Keskipakopumpun imuputkisto on varustettu pohjaventtiilillä, joka estää ennen käynnistystä ruiskutetun nesteen valumisen ulos pumpusta. Suodatin voi estää nesteen kiinteän aineen imeytymisen. Poistoputkisto on varustettu säätöventtiilillä pumpun käynnistyksessä, pysäyttämisessä ja virtausnopeuden säätelyssä.
(3) Aseta keskipakopumpun imuaukko kuljetettavan nesteen tason alapuolelle, jolloin neste virtaa automaattisesti pumppuun.
Tärkeimmät kavitaation syyt ovat:
(1) Tuloputkessa on liiallinen vastus tai putkisto on liian ohut
(2) Kuljetusaineen lämpötila on liian korkea;
(3) Liiallinen virtaus, mikä tarkoittaa, että poistoventtiili on avattu liian leveästi;
(4) Asennuskorkeus on liian korkea, mikä vaikuttaa pumpun imutehoon;
(5) Valintaongelmat, mukaan lukien pumpun valinta, pumpun materiaalin valinta jne
selvitysehdot:
(1) Puhdista vieraat esineet tuloputkessa tehdäksesi tuloaukon esteettömäksi tai suurenna putken halkaisijaa;
(2) Alenna kuljetusaineen lämpötilaa;
(3) Pienennä asennuskorkeutta;
(4) Valitse pumppu uudelleen tai tee parannuksia tiettyihin pumpun osiin, esimerkiksi käyttämällä korroosionkestäviä materiaaleja.