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發(fā)布日期:2022-05-18 點(diǎn)擊率:45
泵是輸送流體或使流體增壓的機(jī)械。它將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態(tài)金屬等液體,也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。泵通常可按工作原理分為容積式泵、動(dòng)力式泵和其他類型泵三類。除按工作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅(qū)動(dòng)方法可分為電動(dòng)泵和水輪泵等;按結(jié)構(gòu)可分為單級泵和多級泵;按用途可分為鍋爐給水泵和計(jì)量泵等;按輸送液體的性質(zhì)可分為水泵、油泵和泥漿泵等。按照有無軸結(jié)構(gòu),可分直線泵,和傳統(tǒng)泵。水泵只能輸送以流體為介質(zhì)的物流,不能輸送固體。
葉輪安裝在泵殼內(nèi),并緊固在泵軸3上,泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)。泵殼中央有一液體吸入4與吸入管5連接。液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)。泵殼上的液體排出口8與排出管9連接。
在泵啟動(dòng)前,泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體;啟動(dòng)后,葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng),葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下,液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量,以高速離開葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中,液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速,又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能,最后以較高的壓力流入排出管道,送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí),在葉輪中心形成了一定的真空,由于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力,液體便被連續(xù)壓入葉輪中。可見,只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng),液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。
直線泵工作原理不同與其它任何泵,是采用磁懸浮原理和螺旋環(huán)流體力學(xué)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)流質(zhì)推進(jìn),即取消軸,取消軸連接,取消軸密封結(jié)構(gòu)。啟動(dòng)后電流轉(zhuǎn)化為磁場,磁場力驅(qū)動(dòng)螺旋環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn),即螺旋環(huán)提升流質(zhì)前進(jìn)。
在化工和石油部門的生產(chǎn)中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料制成半成品和成品,需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝過程,泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學(xué)反應(yīng)的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來調(diào)節(jié)溫度。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,泵是主要的排灌機(jī)械。我國農(nóng)村幅員廣闊,每年農(nóng)村都需要大量的泵,一般來說農(nóng)用泵占泵總產(chǎn)量一半以上。
在礦業(yè)和冶金工業(yè)中,泵也是使用最多的設(shè)備。礦井需要用泵排水,在選礦、冶煉和軋制過程中,需用泵來供水等。
在電力部門,核電站需要核主泵、二級泵、三級泵、熱電廠需要大量的鍋爐給水泵、冷凝水泵、油氣混輸泵、循環(huán)水泵和灰渣泵等。
在國防建設(shè)中,飛機(jī)襟翼、尾舵和起落架的調(diào)節(jié)、軍艦和坦克炮塔的轉(zhuǎn)動(dòng)、潛艇的沉浮等都需要用泵。高壓和有放射性的液體,有的還要求泵無任何泄漏等。
總之,無論是飛機(jī)、火箭、坦克、潛艇、還是鉆井、采礦、火車、船舶,或者是日常的生活,到處都需要用泵,到處都有泵在運(yùn)行。正是這樣,所以把泵列為通用機(jī)械,它是機(jī)械工業(yè)中的一類主要產(chǎn)品。
電動(dòng)泵,即用電驅(qū)動(dòng)的泵。電動(dòng)泵是由泵體、揚(yáng)水管、泵座、潛水電機(jī)(包括電纜)和起動(dòng)保護(hù)裝置等組成。泵體是潛水泵的工作部件,它由進(jìn)水管、導(dǎo)流殼、逆止閥、泵軸和葉輪等零部件組成。葉輪在軸上的固定有兩種方式。
1、離心泵
盡管早在1754年,瑞士數(shù)學(xué)家歐拉就提出了葉輪式水力機(jī)械的基本方程式,奠定了離心泵設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ),但直到19世紀(jì)末,高速電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使離心泵獲得理想動(dòng)力源之后,它的優(yōu)越性才得以充分發(fā)揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學(xué)者的理論研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,離心泵的效率大大提高,它的性能范圍和使用領(lǐng)域也日益擴(kuò)大,已成為現(xiàn)代應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的泵。2、真空泵
真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講,真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。
按真空泵的工作原理,真空泵基本上可以分為兩種類型,即氣體捕集泵和氣體傳輸泵。其廣泛用于冶金、化工、食品、電子鍍膜等行業(yè)。
3、螺桿泵
螺桿泵是容積式轉(zhuǎn)子泵,它是依靠由螺桿和襯套形成的密封腔的容積變化來吸入和排出液體的。 螺桿泵按螺桿數(shù)目分為單螺桿泵、雙、三和五螺桿泵。螺桿泵的特點(diǎn)是流量平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、有自吸能力、噪聲低、效率高、壽命長、工作可靠;而其突出的優(yōu)點(diǎn)是輸送介質(zhì)時(shí)不形成渦流、對介質(zhì)的粘性不敏感,可輸送高粘度介質(zhì)。1.使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。
2.必須滿足介質(zhì)特性的要求。
對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵,要求軸封可靠或采用無泄漏泵,如磁力驅(qū)動(dòng)泵、隔膜泵、屏蔽泵
對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵,要求對流部件采用耐腐蝕性材料。
對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵,要求對流部件采用耐磨材料,必要時(shí)軸封用采用清潔液體沖洗。
3.機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動(dòng)小。
4.經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。
5.離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。
因此除以下情況外,應(yīng)盡可能選用離心泵:
a、有計(jì)量要求時(shí),選用計(jì)量泵。
b、揚(yáng)程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選用時(shí),可選用往復(fù)泵,如汽蝕要求不高時(shí)也可選用旋渦泵。
c、揚(yáng)程很低,流量很大時(shí),可選用軸流泵和混流泵。
d、介質(zhì)粘度較大(大于650~1000mm2/s)時(shí),可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵(齒輪泵、螺桿泵)。
e、介質(zhì)含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時(shí),可選用旋渦泵。
f、對啟動(dòng)頻繁或灌泵不便的場合,應(yīng)選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(dòng)(電動(dòng))隔膜泵。
泵選型依據(jù),應(yīng)根據(jù)工藝流程,給排水要求,從五個(gè)方面加以考慮,既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等。
1.流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一,它直接關(guān)系到整個(gè)裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設(shè)計(jì)院工藝設(shè)計(jì)中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時(shí),以最大流量為依據(jù),兼顧正常流量,在沒有最大流量時(shí),通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量。
2.裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù),一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來選型。
3.液體性質(zhì),包括液體介質(zhì)名稱,物理性質(zhì),化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì),物理性質(zhì)有溫度c密度d,粘度u,介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等,這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程,有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型:化學(xué)性質(zhì),主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。
4. 裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側(cè)最低液面,排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等,以便進(jìn)行系統(tǒng)揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。
5. 操作條件的內(nèi)容很多,如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS(絕對)、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。
根據(jù)泵選型原則和選型基本條件,具體操作如下:
1.根據(jù)裝置的布置、地形條件、水位條件、運(yùn)轉(zhuǎn)條件,確定選擇臥式、立式和其它型式(管道式、潛水式、液下式、無堵塞式、自吸式、齒輪式等)的泵。
2.根據(jù)液體介質(zhì)性質(zhì),確定清水泵,熱水泵還是油泵、化工泵或耐腐蝕泵或雜質(zhì)泵,或者采用無堵塞泵。
3.根據(jù)流量大小,確定選單吸泵還是雙吸泵;根據(jù)揚(yáng)程高低,選單級泵還是多級泵,高轉(zhuǎn)速泵還是低轉(zhuǎn)速泵(空調(diào)泵)、多級泵效率比單級泵低,如選單級泵和多級泵同樣都能用時(shí),首先選用單級泵。
4.確定泵的具體型號
確定選用什么系列的泵后,就可按最大流量,(在沒有最大流量時(shí),通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量),取放大5%—10%余量后的揚(yáng)程這兩個(gè)性能的主要參數(shù),在型譜圖或者系列特性曲線上確定具體型號。操作如下:
利用泵特性曲線,在橫坐標(biāo)上找到所需流量值,在縱坐標(biāo)上找到所需揚(yáng)程值,從兩值分別向上和向右引垂線或水平線,兩線交點(diǎn)正好落在特性曲線上,則該泵就是要選的泵,但是這種理想情況一般很少,通常會(huì)碰上下列兩種情況:
第一種:交點(diǎn)在特性曲線上方,這說明流量滿足要求,但揚(yáng)程不夠,此時(shí),若揚(yáng)程相差不多,或相差5%左右,仍可選用,若揚(yáng)程相差很多,則選揚(yáng)程較大的泵。或設(shè)法減小管路阻力損失。
第二種:交點(diǎn)在特性曲線下方,在泵特性曲線扇狀梯形范圍內(nèi) ,就初步定下此型號,然后根據(jù)揚(yáng)程相差多少,來決定是否切割葉輪直徑,
若揚(yáng)程相差很小,就不切割,若揚(yáng)程相差很大,就按所需Q、H、,根據(jù)其ns和切割公式,切割葉輪直徑,若交點(diǎn)不落在扇狀梯形范圍內(nèi),應(yīng)選揚(yáng)程較小的泵。選泵時(shí),有時(shí)須考慮生產(chǎn)工藝要求,選用不同形狀Q-H特性曲線。
5.泵型號確定后,對水泵或輸送介質(zhì)的物理化學(xué)介質(zhì)近似水的泵,需再到有關(guān)產(chǎn)品目錄或樣本上,根據(jù)該型號性能表或性能曲線進(jìn)行校改,看正常工作點(diǎn)是否落在該泵優(yōu)先工作區(qū),有效NPSH是否大于(NPSH)。也可反過來以NPSH校改幾何安裝高度。
6.對于輸送粘度大于20mm2/s的液體泵(或密度大于1000kg/m3),一定要把以水實(shí)驗(yàn)泵特性曲線換算成該粘度(或者該密度下)的性能曲線,特別要對吸入性能和輸入功率進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算或較核。
7.確定泵的臺(tái)數(shù)和備用率:
a、對正常運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,一般只用一臺(tái),因?yàn)橐慌_(tái)大泵與并聯(lián)工作的兩臺(tái)小泵相當(dāng),(指揚(yáng)程、流量相同),大泵效率高于小泵,故從節(jié)能角度講寧可選一臺(tái)大泵,而不用兩臺(tái)小泵,但遇有下列情況時(shí),可考慮兩臺(tái)泵并聯(lián)合作:流量很大,一臺(tái)泵達(dá)不到此流量。
b、對于需要有50%的備用率大型泵,可改兩臺(tái)較小的泵工作,一臺(tái)備用(共三臺(tái))。
c、對某些大型泵,可選用70%流量要求的泵并聯(lián)操作,不用備用泵,在一臺(tái)泵檢修時(shí),另一臺(tái)泵仍然承擔(dān)?生產(chǎn)上70%的輸送。
d、對需24小時(shí)連續(xù)不停運(yùn)轉(zhuǎn)的泵,應(yīng)備用三臺(tái)泵,一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn),一臺(tái)備用,一臺(tái)維修。
8.一般情況下,客戶可提交其“選泵的基本條件”,由我司給予選型或者推薦更好的泵產(chǎn)品。如果設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)裝置設(shè)備時(shí),對泵的型號已經(jīng)確定,按設(shè)計(jì)院要求配置。
泵是企業(yè)不可缺少的重要設(shè)備之一,受工作條件影響,經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕、氣蝕、沖刷、磨損等現(xiàn)象,導(dǎo)致設(shè)備失效。企業(yè)只能投入大量的資金購入新泵,而報(bào)費(fèi)大量的部件,造成資金的大量浪費(fèi)。 國內(nèi)的泵的設(shè)計(jì)和制造基本上還是遵守“金屬”思想,即采用不銹鋼、碳鋼材料作為主要的泵體材料,面對高腐蝕、強(qiáng)沖刷的環(huán)境,就需要高鎳合金,甚至采用鈦、鋯、鉭等優(yōu)良的耐腐蝕材料,這些稀有金屬材料價(jià)格昂貴且價(jià)格浮動(dòng)大,并且制造成本高和制造工藝復(fù)雜等原因造成此類泵的價(jià)格昂貴,一般幾萬到幾百萬不等,也就造成了此類泵的采購成本高。伴隨著國際先進(jìn)泵體研究的發(fā)展和新材質(zhì)泵體的應(yīng)用,國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)借鑒西方發(fā)達(dá)國家對泵體研究的發(fā)展思路,國內(nèi)少數(shù)企業(yè)機(jī)構(gòu)開始研制無機(jī)非金屬材料如陶瓷、玻璃鋼、石墨和碳素制品以及合成有機(jī)高分子材料如塑料、玻璃纖維或碳纖維增強(qiáng)的工程塑料等。這些國內(nèi)的泵類的發(fā)展趨勢迎合了國際趨勢,并且很快在國內(nèi)取得了良好的使用效果。
正是通過像此類細(xì)節(jié)問題的有效解決,才實(shí)現(xiàn)了歐美日韓企業(yè)生產(chǎn)成本低,競爭力強(qiáng)的優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)在不斷引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、高薪聘請管理人員的同時(shí),卻忽略了此類日常設(shè)備管理細(xì)節(jié),只是片面的通過降低工人工資、減少福利待遇等措施來降低成本,造成工人勞動(dòng)積極性低、管理混亂的狀況也就在所難免。
顯而易見,此類材料的使用極大降低了生產(chǎn)費(fèi)用,無需采購高價(jià)值金屬,無需特殊設(shè)備和專業(yè)人員制作,而且使用效果良好、壽命更長、修復(fù)更簡單,其巨大優(yōu)勢絕非傳統(tǒng)泵體材料能比。泵體新材料的應(yīng)用,極大降低了泵體材料費(fèi)用和維修維護(hù)費(fèi)用。
在水泵工作過程中,泵內(nèi)流動(dòng)的水受到其與流道和泵葉輪表面的摩擦以及水本身粘度的影響,泵所消耗的能量主要用于抵抗水表面的流動(dòng)摩擦力及渦流阻力。水在流動(dòng)過程中所消耗的能量(水頭損失)就是用來克服內(nèi)摩擦力和水與設(shè)備界面的摩擦力。如果泵、葉輪表面光滑(這種表面稱為水力光滑表面)表面阻力較小,消耗能量就小。在水泵過流面和葉輪上噴涂高分子材料,使其表面形成水力光滑表面,超光滑表面涂層表面光潔度是經(jīng)過拋光后不銹鋼的20倍,這種極光滑的表面減少了泵內(nèi)流體的分層,從而減少泵內(nèi)部紊流,降低了泵內(nèi)的容積損失和水力損失,降低了電耗,達(dá)到降低水流阻力損失的目的,從而提高水泵的水力效率,同時(shí)在一定程度上也可提高機(jī)械效率和容積效率。涂層分子結(jié)構(gòu)的致密性,能隔絕空氣、水等介質(zhì)和水泵葉輪母材的接觸,最大程度減少電化學(xué)腐蝕及銹蝕。另外,高分子復(fù)合材料本質(zhì)是高分子聚合物,具有抗化學(xué)腐蝕性,可以提高泵的抗腐蝕性,能大大增強(qiáng)泵抵抗沖蝕和抗腐蝕能力。由于具備良好的耐磨及抗沖擊性能,因此當(dāng)細(xì)微的固體顆粒介質(zhì)與泵進(jìn)行接觸和沖擊時(shí),可以起到很好的抗磨和緩沖作用。
建議工業(yè)企業(yè)應(yīng)用該復(fù)合涂層來應(yīng)對并延長泵的使用周期,實(shí)現(xiàn)泵效的長期有效,同時(shí)避免因頻繁的更換所帶來的生產(chǎn)、成本、勞動(dòng)力等諸多影響。水泵的節(jié)能降耗,應(yīng)在理論與實(shí)踐相結(jié)合的條件下不斷探索,大膽引用新技術(shù),尋找更合理、經(jīng)濟(jì)的節(jié)能措施。高分子復(fù)合材料,操作簡單方便,對施工環(huán)境要求不高,可廣泛推廣應(yīng)用。此類材料表面光滑程度比拋光的不銹鋼表面還要強(qiáng),而且具有疏水性、防水藻的粘附性。完成后,使設(shè)備表面,形成水力光滑面,從而提高水泵的運(yùn)行效率,節(jié)能效果顯著。同時(shí)也能對水泵內(nèi)表面進(jìn)行防腐保護(hù),有節(jié)能、防腐的雙重功效。對水泵的使用、維修、保養(yǎng)對節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益將起到十分關(guān)鍵的作用。
1、啟動(dòng)后水泵不轉(zhuǎn)?
原因:填料太緊或葉輪與泵體之間被雜物卡住而堵塞;泵軸、軸承、泄漏環(huán)銹住;泵軸嚴(yán)重彎曲。
排除方法:放松填料,疏通引水槽:拆開泵體清除雜物或銹;校正彎曲的軸或換新的泵軸。啟動(dòng)時(shí)水泵不轉(zhuǎn),但有嗡嗡聲。除上述原因外,還需要檢查馬達(dá)線路是否缺相或電壓不足,泵機(jī)負(fù)載過大等。
2、啟動(dòng)后水泵不出水?
原因:泵內(nèi)有空氣或進(jìn)水管積氣,底閥關(guān)閉不嚴(yán)灌水不滿、真空泵填料嚴(yán)重漏氣,閘閥或拍門關(guān)閉不嚴(yán)。動(dòng)水位低于水泵濾水管,吸水管破裂等。
排除方法:清除雜物,更換已損壞的橡皮墊,改變閥片方向,壓緊或更換新的填料,關(guān)閉閘閥或拍門,加大罐水量,直到放氣螺塞處不冒氣泡;更換有裂紋的管水,降低揚(yáng)程,將水泵的管口壓入水下0.5米。降低水泵的安裝位置,使濾水管在動(dòng)水位之下,或等動(dòng)水位升過濾水管再抽水;修補(bǔ)或更換吸水管。
流量不足?
原因:管路實(shí)際需求揚(yáng)程超過水泵允許揚(yáng)程;轉(zhuǎn)速不配套或皮帶打滑、轉(zhuǎn)速偏低,軸流泵葉片安裝角太小,吸程過高,底閥、管路及葉輪局部堵塞或葉輪磨損過大,吸水高度超標(biāo),出水管漏水嚴(yán)重。吸水管漏氣、底閥漏氣,進(jìn)水口堵塞,底閥入水深度不足。
排除方法:降低揚(yáng)程,恢復(fù)額定轉(zhuǎn)速,清除皮帶污垢并調(diào)好皮帶緊度,調(diào)好葉片角,降低水泵安裝位置,擰緊壓蓋、密封水泵漏水處,壓緊填料或更換填料,清除堵塞物、更換葉輪,更換泄漏環(huán),堵塞漏水處。檢查吸水管與底閥,堵住漏水源,清理進(jìn)水口處的淤泥或堵塞物,底閥入水深度必須大于進(jìn)水管直徑的1.5倍,加大底閥入水深度,檢查電源電壓,提高水泵轉(zhuǎn)速,更換密封環(huán)或葉輪,降低水泵的安裝位置,或更換高揚(yáng)程底閥入水深度,檢查電源電壓,提高水泵轉(zhuǎn)速,更換密封環(huán)或葉輪,降低水泵的安裝位置,或更換高揚(yáng)程水泵。
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