Konstruktion og arbejdsprincip for centrifugalpumpe
Ifølge fysikken udsættes et objekt, der gennemgår cirkulær bevægelse, for centrifugalkraft. Hvis centripetalkraften er utilstrækkelig eller tabt, vil genstanden flyve ud langs omkredsens tangentretning på grund af inerti og danne en såkaldt centrifugalbevægelse. Centrifugalpumper fungerer ved at udnytte denne inerti centrifugalbevægelse.
Skematisk diagram af den grundlæggende struktur af enkelttrins centrifugalpumper, der almindeligvis anvendes i vandforsyning og drænteknik. Dens vigtigste arbejdskomponenter er pumpehjul 1, spiralpumpehus 2 og pumpeaksel 3, der driver pumpehjulet til at rotere. Sugeporten på det snegleformede pumpehus er forbundet med sugerøret 4 på vandpumpen, og udløbet er forbundet med trykrøret 7 på vandpumpen. Løbehjulet med buede blade er installeret i et fast pumpehus, og pumpehjulets indløb er forbundet med vandpumpens sugerør. Fyld pumpen og sugerøret med vand, før du begynder at pumpe. Når kraftmaskinen driver pumpehjulet til at rotere med høj hastighed gennem pumpeakslen,
Vandet i pumpehjulet roterer med høj hastighed sammen med pumpehjulet. På grund af den utilstrækkelige sammenhæng mellem vandet og friktionskraften mellem vingerne og vandet til at danne en centripetalkraft, der opretholder vandstrømmens rotationsbevægelse, strømmer vandstrømmen i pumpehjulet gradvist mod yderkanten af pumpehjulet. kastes ud af pumpehjulet og kommer ind i pumpehuset, og strømmer derefter ind i vandpumpens trykrør gennem diffusionskonusrøret. Det transporteres til rørledningsnettet gennem trykrøret. Samtidig dannes der et vakuum i midten af pumpehjulet på grund af vandet, der bliver slynget ud, og atmosfærisk tryk virker på sugebassinets overflade. Vandet i sugerøret strømmer kontinuerligt ind i pumpehjulet langs sugerøret under denne trykforskel. Den kontinuerlige rotation af pumpehjulet bevirker, at vand konstant kastes ud og suges ind, hvilket danner den kontinuerlige vandforsyning af centrifugalpumpen.
Som nævnt ovenfor er arbejdsprocessen for en centrifugalpumpe faktisk en proces med energioverførsel og omdannelse. Det konverterer den mekaniske energi fra kraftmaskinen til den kinetiske energi og trykenergi af den væske, der transporteres. I processen med energioverførsel og omdannelse er der uundgåeligt mange energitab, og jo større tab, jo lavere er arbejdseffektiviteten og jo dårligere ydeevne af pumpen.
Hovedkomponenter i centrifugalpumpen
En centrifugalpumpe er sammensat af mange komponenter. Med en enkelt-trins enkelt sugecentrifugalpumpe som eksempel, vil vi diskutere funktionerne, materialerne og sammensætningen af hver hovedkomponent.
1, pumpehjul
Løbehjulet, også kendt som arbejdshjulet eller roterende hjul, bruges til at overføre kraftmaskinens mekaniske energi til væsken, der pumpes, hvilket øger energien af væsken, der strømmer gennem pumpehjulet. Ved valg af pumpehjulsmaterialer skal der ud over at tage hensyn til den mekaniske styrke under centrifugalkraft også tages hensyn til materialets slidstyrke og korrosionsbestandighed. På nuværende tidspunkt er pumpehjul for det meste lavet af støbejern, støbt stål og bronze.
Løbehjulet er opdelt i to typer efter dets struktur: enkelt sug og dobbelt sug. Den absorberer vand på den ene side, og de forreste og bageste dækplader på pumpehjulet er asymmetriske. Enkelt sugehjul bruges til enkeltsugende centrifugalpumper. Dobbelt sugehjul, det absorberer vand på begge sider, og pumpehjulets dækplade er symmetrisk. Dobbelt sugende centrifugalpumper bruger dobbelt sugehjul, som har en stor flowhastighed og automatisk kan afbalancere aksiale kræfter.
Løbehjulet er opdelt i tre former baseret på dens dækplade: lukket, åbent og halvåbent. Et pumpehjul med to dækplader kaldes et lukket pumpehjul. Mellem dækpladerne er der 6-12 klinger, der bøjes bagud. Denne type pumpehjul har høj effektivitet og er meget udbredt. Et pumpehjul med kun en bageste dækplade og ingen frontdæksel kaldes et halvåbent pumpehjul. Et pumpehjul med kun vinger og ingen dækplade kaldes et åbent pumpehjul. Halvåbne og åbne pumpehjul har færre blade, normalt kun 2? 5 stk., disse to typer pumpehjul har lavere effektivitet sammenlignet med lukkede pumpehjul og er velegnede til 6 stk.
Udledning af væsker, der er forurenede eller indeholder en stor mængde faste partikler.
2, Pumpeaksel
Pumpeakslens funktion er at understøtte og drive pumpehjulet til at rotere og overføre kraftmaskinens energi til pumpehjulet. Det kræves, at akselenden af den vandrette centrifugalpumpe er lige og har tilstrækkelig styrke og stivhed til at undgå pumpehjulsudsving forårsaget af akselbøjning under pumpedrift, hvilket kan forårsage beskadigelse af pumpehjulet og pumpehuset på grund af slid. Pumpeakslen er generelt lavet af kulstofstål eller rustfrit stål. Den ene ende af pumpeakslen er fastgjort til pumpehjulet med en flad nøgle og en omvendt møtrik, hvilket sikrer at pumpehjulet strammes under rotation; I store og mellemstore vandpumper er pumpehjulets aksiale position placeret ved hjælp af akselbøsninger og møtrikker, der strammer akselbøsningerne. Installer en kobling på den anden ende af pumpeakslen.
3, Pumpehus
En centrifugalpumpes pumpehus er i form af et sneglehus, der indeholder og transporterer væsker. Den består af et pumpedæksel og en sneglekrop. Pumpedækslet er pumpens sugekammer, som fungerer til jævnt at lede vandet i sugerøret mod pumpehjulet med minimalt tab. Ifølge strukturen kan sugekamre opdeles i lige koniske sugekamre, ringformede sugekamre og semispiral sugekamre. Sneglekroppen er sammensat af et sneglekammer og en diffuserkegle. Sneglekammerets hovedfunktion er at opsamle vandstrømmen, der kastes ud af løbehjulet og opretholde en konstant vandstrømningshastighed i sneglekammeret ved kontinuerligt at øge dets strømningstværsnit, for at reducere tryktab. Efter at være blevet udtømt fra sneglekammeret, strømmer vandet ind i trykrøret gennem diffusionskeglerøret. Funktionen af diffusionskeglerøret er at reducere vandstrømmens hastighed og omdanne noget af vandstrømmens kinetiske energi til trykenergi.
Der er to borede huller ved indløbs- og udløbsflangerne på pumpehuset, som bruges til at installere vakuummålere og trykmålere til måling af pumpens indløbs- og udløbstryk. Toppen af pumpehuset er udstyret med et vandpåfyldningshul (eller luftudsugningshul), som bruges til at fylde vand eller udsuge luft fra pumpehuset, inden vandpumpen startes. Bunden af pumpehuset er udstyret med et drænhul til tømning af det ophobede vand inde i pumpen efter standsning, for at forhindre frysning om vinteren. Bunden af pumpehuset er udstyret med boltehuller til fastgørelse til fundamentet. Bortset fra boltehullerne, der fastgør vandpumpen, skal andre skruehuller tilstoppes med gevindpropper, når vandpumpen ikke er i brug midlertidigt.
Blandt de ovennævnte komponenter er pumpehjulet og pumpeakslen de roterende dele af en vertikal centrifugalpumpe, mens pumpehuset er en fast komponent. Der er tre forbindelser mellem disse to: akseltætningsanordningen mellem pumpeakslen og pumpehuset, den lækreducerende ring ved samlingen mellem pumpehjulet og pumpehusets indervæg og lejet ved rotationsforbindelsen mellem pumpen aksel og pumpesæde.