离心泵以其性能范围广(包括流量、压头和向中性方向偏移)、体积小、结构简单、操作方便、流量均匀、寿命长、购置和运行费用低等突出优点,在水处理行业得到广泛的应用。
离心泵的基本结构
离心泵的基本部件是高速旋转叶轮和固定蜗杆泵壳。带有几个(通常为4-12)后弯叶片的叶轮固定在泵轴上,并且随着驱动泵轴的电动机高速旋转。
叶轮是直接作用于泵内液体的部分,是离心泵的能量供给装置。泵壳中心的吸入口与吸入管路连接,吸入管路的底部设有单向底阀。泵壳一侧的排放口与装有调节阀的排出管路连接。
离心泵的工作原理
当离心泵启动时,泵轴驱动叶轮高速旋转,迫使预先填充的液体在叶片之间旋转。在惯性离心力的作用下,液体从叶轮中心向外径向运动。
能量是在液体通过叶轮的运动过程中获得的。静压能量增加,流速增加。当液体离开叶轮进入泵壳时,由于壳体内流动通道的逐渐扩大,其速度减慢。一些动能转化为静压能,后沿切线方向流入排放管道。
因此,蜗壳泵壳不仅是一个收集从叶轮流出的液体的部件,而且是一个传感器。当液体从叶轮中心排出时,在叶轮中心形成低压区。在槽液面与叶轮中心总势能差的作用下,液体被吸入叶轮中心。随着叶轮的连续运转,液体不断地被吸入和排出。离心泵中液体所获得的机械能终表现为静压能的提高。
应当强调的是,如果在离心泵启动之前输送的液体没有填充到泵壳中,由于空气密度低,由叶轮旋转产生的离心力很小,并且叶轮的中心区域不足以在吸入罐中形成液体的低压,所以即使这样。离心泵启动,液体无法输送。这说明离心泵没有自吸能力,这种现象称为空气结合。
单向底阀安装在吸入管道中,以防止液体在启动前流出泵壳体。空气从吸入管进入泵壳会引起空气约束。
叶轮和其他部件
叶轮是离心泵的关键部件。
(1)根据其力学结构,可分为封闭式、半封闭式和开放式三种类型。
闭式叶轮适用于输送清洁液体,半闭式叶轮和开式叶轮适用于输送含固体颗粒的悬浮液,效率较低。
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在封闭和半封闭叶轮的运行过程中,离开叶轮的一部分高压液体会泄漏到叶轮和泵壳之间的空腔中。由于叶轮前部液体吸入口处的压力较低,作用在叶轮前后两侧的压力发生变化,从而产生指向叶轮吸入口侧的轴向推力。
该力推动叶轮向吸入口侧移动,造成叶轮与泵壳之间的摩擦损失,严重时引起泵的振动,破坏泵的正常运行。在叶轮后盖上钻一些小孔可以减少叶轮两侧的压差,从而减少轴向推力的不利影响,同时也降低了泵的效率。这些小孔叫做平衡孔。
(2)根据吸入方式的不同,叶轮可分为单吸叶轮和双吸叶轮。
单吸叶轮结构简单,液体只能从一侧吸入。双吸叶轮可同时从叶轮两侧对称地吸入液体。它不仅吸力大,而且基本消除了轴向推力。
(3)根据叶轮上叶片的几何形状,叶片可分为向后弯曲、径向弯曲和前向弯曲三种类型。由于后弯叶片有利于液体动能向静压能的转化,因此得到了广泛的应用。
2。离心泵导轮
为了减少离开叶轮的液体直接进入泵壳时冲击造成的能量损失,有时在叶轮和泵壳之间安装有带叶片的固定导轮。导轮中的叶片使进入泵壳的液体逐渐转动,流道不断膨胀,使部分动能有效地转化为静压能。导轮通常安装在多级离心泵中。
蜗形泵壳、叶轮上的后弯叶片、导轮均能提高动能向静能的转化率,可作为能量转化装置。
三轴封装
由于泵轴转动,泵壳固定,所以泵轴与泵壳之间一定有一定间隙。为了避免高压液体沿间隙在泵内泄漏,或防止外部空气沿相反方向进入泵,必须设置轴封装置。
离心泵轴套装有填料箱和机械(端)密封。填料箱是泵轴通过泵壳的环形间隙并填充有软填料(如浸有油或石墨的石棉绳)的密封环。
机械密封由安装在旋转轴上的运动环和固定在泵壳上的另一个固定环组成。两个环的端面通过弹簧力相对旋转,起到密封作用。机械密封适用于输送酸、碱、易燃、易爆、有毒液体等高密封场合。
离心泵的类型
离心泵产品一般根据其结构特点进行分类。有六个分类,包括工作压力、叶轮数量和叶轮进水方式。
1根据工作压力
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低压泵:压力小于100米的水柱;
中压泵:压力在100-650米水柱之间;
高压泵:压力高于650米水柱。
2根据工作叶轮的数量
单级泵:也就是说,泵轴上只有一个叶轮。
多级泵:泵轴上有两个或多个叶轮。此时,泵的总升力是n个叶轮产生的升力的总和。
3根据叶轮进气方式
单侧进气泵:又称单吸泵,即在叶轮上只有一个进气口。
双吸泵:又称双吸泵,即叶轮两侧有进水口。它的流量是单吸泵的两倍。可以近似地认为两个单吸泵的叶轮背靠背地放在一起。
4泵轴位置
水平泵:泵轴处于水平位置。
立式泵:泵轴处于立式位置。
5.根据泵壳接头的形式
卧式开式泵:就是说,在水平面上通过轴线有接缝。
立式关节面泵:即关节面垂直于轴线。
6。从叶轮引水到挤出室的方法
涡流泵:水从叶轮中流出后,直接进入螺旋形泵壳。
导叶泵:水从叶轮流出后,进入设置在叶轮外的导叶,然后进入下一级或流入出水管。
7根据传输介质
根据离心泵输送介质的不同,可分为清水泵、油泵、耐腐蚀泵等。