1. Werkingsprincipe van centrifugaalpomp
Wanneer een centrifugaalpomp werkt, vertrouwt deze op de roterende waaier met hoge snelheid om de drukenergie van de vloeistof te verhogen onder invloed van de traagheidsmiddelpuntvliedende kracht. Voordat de centrifugaalpomp begint te werken, moeten het pomplichaam en de inlaatleiding gevuld zijn met vloeibaar medium om cavitatie te voorkomen.
Wanneer de waaier snel draait, zorgen de bladen ervoor dat het medium snel roteert. Het roterende medium vliegt onder invloed van de middelpuntvliedende kracht uit de waaier en het water in de pomp wordt naar buiten geworpen, waardoor een vacuümgebied in het midden van de waaier ontstaat. Het continu inademen van vloeistof, terwijl er continu een bepaalde hoeveelheid energie aan de ingeademde vloeistof wordt geleverd om deze te verdrijven. Zo werkt de centrifugaalpomp continu.
2. Structuur van de centrifugaalpomp
Er zijn veel soorten centrifugaalpompen, en hoewel de structuur van elk type pomp verschillend is, zijn de hoofdcomponenten in principe hetzelfde.
De belangrijkste componenten van een centrifugaalpomp zijn: waaier, pompas, pomphuis, pompzitting, pakkingdoos (asafdichting), lekkagereduceerring, lagerzitting, enz.
De waaier is het werkende onderdeel van een centrifugaalpomp, die afhankelijk is van zijn hogesnelheidsrotatie om werk te verrichten op de vloeistof en vloeistoftransport te bereiken. Het is een belangrijk onderdeel van een centrifugaalpomp.
De waaier bestaat doorgaans uit drie delen: de naaf, de bladen en de afdekplaat. De afdekplaat van de waaier kan worden verdeeld in een voorste afdekplaat en een achterste afdekplaat. De afdekplaat aan de poortzijde van de waaier wordt de voorste afdekplaat genoemd en de afdekplaat aan de andere kant wordt de achterste afdekplaat genoemd.
Nadat de centrifugaalpomp is gestart, drijft de pompas de waaier aan om met hoge snelheid te roteren, waardoor de vloeistof die vooraf tussen de bladen is gevuld, wordt gedwongen om te roteren. Onder invloed van de traagheidsmiddelpuntvliedende kracht beweegt de vloeistof radiaal van het midden van de waaier naar de buitenomtrek.
De vloeistof wint energie tijdens zijn beweging door de waaier, wat resulteert in een toename van de statische drukenergie en een toename van de stroomsnelheid. Wanneer de vloeistof de waaier verlaat en het pomphuis binnendringt, vertraagt deze door de geleidelijke uitzetting van het stromingskanaal in het pomphuis. Een deel van de kinetische energie wordt omgezet in statische drukenergie en stroomt uiteindelijk langs de tangentiële richting in de afvoerleiding.
Volgens de structurele vorm kunnen waaiers worden onderverdeeld in de volgende drie typen.
(1)De gesloten waaier heeft afdekplaten aan beide zijden van de waaier, met 4-6 bladen tussen de afdekplaten. De gesloten waaier heeft een hoog rendement en wordt veel gebruikt, geschikt voor het transporteren van schone vloeistoffen zonder vaste deeltjes en vezels.
(2) De open waaier heeft geen afdekplaten aan beide zijden van het blad, wat geschikt is voor het transporteren van vloeistoffen die een grote hoeveelheid zwevende vaste stoffen bevatten. Het heeft een laag rendement en de druk van de getransporteerde vloeistof is niet hoog.
De semi-open waaier heeft alleen een achterdekplaat en is geschikt voor het transporteren van vloeistoffen die gemakkelijk bezinken of vaste zwevende deeltjes bevatten. Het rendement ligt tussen open en gesloten waaiers.
De belangrijkste functie van de pompas van een centrifugaalpomp is het overbrengen van vermogen en het ondersteunen van de waaier om de normale werking in de werkpositie te behouden. Het is aan het ene uiteinde via een koppeling verbonden met de motoras en ondersteunt aan het andere uiteinde de waaier voor roterende beweging. De as is uitgerust met lagers, axiale afdichtingen en andere componenten.
De meest gebruikte materialen voor pompassen zijn koolstofstaal en roestvrij staal.
De waaier en de as zijn verbonden door spieën. Omdat deze verbindingsmethode alleen koppel kan overbrengen en de axiale positie van de waaier niet kan fixeren, worden in de waterpomp ook een asbus en borgmoer gebruikt om de axiale positie van de waaier te fixeren.
Nadat de waaier axiaal is gepositioneerd met een borgmoer en asbus, om te voorkomen dat de borgmoer terugtrekt, is het noodzakelijk om te voorkomen dat de waterpomp omkeert, vooral bij de eerste installatie van de waterpomp of de waterpomp na demontage en onderhoud moet de stuurinspectie worden uitgevoerd volgens de voorschriften om consistentie met de gespecificeerde stuurinrichting te garanderen.
De functie van de asbus is het beschermen van de pompas, waarbij de wrijving tussen de pakking en de pompas wordt omgezet in de wrijving tussen de pakking en de asbus. Daarom is de asbus een gemakkelijk versleten onderdeel van de centrifugaalpomp.
Het oppervlak van de asbus kan over het algemeen worden behandeld met methoden zoals carboneren, nitreren, verchromen, spuiten, enz. De vereiste oppervlakteruwheid bedraagt doorgaans Ra3,2 μm tot Ra0.8 μm. Het kan de wrijvingscoëfficiënt verminderen en de levensduur verbeteren.
Lagers spelen een rol bij het ondersteunen van het gewicht en het draagvermogen van de rotor. Wentellagers worden vaak gebruikt op centrifugaalpompen, waarbij de buitenste ring en lagerzittinggaten een basisassysteem gebruiken, en de binnenring en as een basisgatsysteem gebruiken. Lagers worden over het algemeen gesmeerd met vet en olie.
Wanneer de pompas door het pomphuis gaat, ontstaat er een opening tussen de as en het huis. Als bij een centrifugaalpomp met enkele aanzuiging de asafdichting niet op deze locatie wordt gebruikt, zal water onder hoge druk in het pomphuis in grote hoeveelheden naar buiten lekken. De pakkingdoos is een veelgebruikt asafdichtingsapparaat. De pakkingdoos bestaat uit vijf componenten: asafdichting, pakking, waterslotbuis, waterafdichtingsring en pakkingbus.
Een slakkenhuis verwijst naar een spiraalvormig stroomkanaal met een geleidelijk groter wordend dwarsdoorsnedeoppervlak van de waaieruitlaat naar de inlaat van de volgende trapwaaier of naar de uitlaatpijp van de pomp. Het stroomkanaal zet zich geleidelijk uit en de uitlaat heeft de vorm van een diffusiebuis. Nadat de vloeistof uit de waaier stroomt, kan de stroomsnelheid ervan langzaam afnemen, waardoor een groot deel van de kinetische energie wordt omgezet in statische drukenergie.
De voordelen van een slakkenhuis zijn de eenvoudige productie, een brede efficiëntiezone en minimale efficiëntieveranderingen in de pomp na het draaien van de waaier.
Het nadeel is dat de vorm van het slakkenhuis asymmetrisch is en dat bij gebruik van een enkel slakkenhuis de druk die op de radiale richting van de rotor inwerkt ongelijkmatig is, waardoor de as gemakkelijk kan buigen. Daarom gebruiken bij meertrapspompen alleen de eerste en laatste sectie voluten, terwijl in het middengedeelte geleidewielapparaten worden gebruikt.
Het materiaal van slakkenhuizen is over het algemeen gietijzer. Het slakkenhuis van de anticorrosiepomp is gemaakt van roestvrij staal of andere corrosiewerende materialen, zoals plastic, glasvezel, enz. Vanwege de hoge druk vereisen meertrapspompen een hoge materiaalsterkte, en hun slakkenhuizen zijn over het algemeen gemaakt van gegoten staal.
Het geleidewiel is een vaste schijf met voorwaartse leischoepen die aan de voorkant rond de buitenrand van de waaier zijn gewikkeld en zo diffusievormige stroomkanalen vormen. Aan de achterkant bevinden zich omgekeerde leischoepen die de vloeistof naar de volgende fase van de waaier leiden. Nadat de vloeistof uit de waaier is geworpen, komt deze langzaam in de leischoepen en blijft langs de voorste leischoepen naar buiten stromen. De snelheid neemt geleidelijk af en het grootste deel van de kinetische energie wordt omgezet in statische drukenergie.
De radiale eenzijdige speling tussen de waaier en de leischoepen bedraagt ongeveer 1 mm. Als de kloof te groot is, zal de efficiëntie afnemen; Als de opening te klein is, veroorzaakt dit trillingen en geluid. Vergeleken met het slakkenhuis is het gesegmenteerde meertraps centrifugaalpomphuis met geleidewielen eenvoudiger te vervaardigen en heeft het een hogere efficiëntie bij de energieomzetting. Maar installatie en onderhoud zijn moeilijker dan slakkenhuizen.
Om interne lekkage te verminderen en het pomphuis te beschermen, zijn vervangbare afdichtringen geïnstalleerd op het huis dat overeenkomt met de waaierinlaat. De radiale speling tussen het binnenste gat van de afdichtring en de buitenste cirkel van de waaier ligt doorgaans tussen 0,1-0,2 mm. Na slijtage van de afdichtring neemt de radiale speling toe, neemt het persvolume van de pomp af en neemt het rendement af. Wanneer de afdichtingsspeling de gespecificeerde waarde overschrijdt, moet deze tijdig worden vervangen.
Er zijn drie structurele vormen van afdichtringen:
Ten eerste heeft het platte ringtype een eenvoudige structuur en is gemakkelijk te vervaardigen, maar het afdichtende effect is slecht. Ten tweede biedt de haakse afdichtingsring een kanaal van 90 graden voor vloeistoflekkage, wat resulteert in betere afdichtingsprestaties dan het platte ringtype en wordt veel gebruikt. Ten derde heeft de labyrintafdichtring een goed afdichtend effect, maar de structuur ervan is complex en moeilijk te vervaardigen, wat zelden wordt gebruikt in centrifugaalpompen.
3. Werkproces van centrifugaalpomp
(1) Voordat u de pomp start, vult u de pomp met de te transporteren vloeistof.
(2) Na het starten van de pomp drijft de pompas de waaier aan om samen met hoge snelheid te roteren, waardoor centrifugaalkracht wordt gegenereerd. Onder deze actie wordt de vloeistof vanuit het midden naar de buitenomtrek van de waaier geworpen, waardoor de druk toeneemt en met hoge snelheid (15-25 m/s) in het pomphuis stroomt.
(3) In het slakkenhuispomphuis vertraagt, als gevolg van de voortdurende uitzetting van het stroomkanaal, de stroomsnelheid van de vloeistof, waardoor het grootste deel van de kinetische energie wordt omgezet in drukenergie. Tenslotte stroomt de vloeistof vanuit de perspoort met een hogere statische druk de persleiding in.
(4) Nadat de vloeistof in de pomp is weggegooid, ontstaat er een vacuüm in het midden van de waaier. Onder het drukverschil tussen de vloeistofniveaudruk (atmosferische druk) en de pompdruk (negatieve druk) komt de vloeistof de pomp binnen via de zuigleiding en vult de positie waar de vloeistof wordt afgevoerd.
4. Classificatie van centrifugaalpompen
Centrifugaalpompproducten worden over het algemeen geclassificeerd op basis van hun structurele kenmerken, met meerdere classificatiemethoden, waaronder werkdruk, aantal werkende waaiers en inlaatmethode van waaiers.
(1) Afhankelijk van de werkdruk:
Lagedrukpomp: druk onder 100 meter waterkolom;
Middendrukpomp: druk tussen 100-650 meter waterkolom;
Hogedrukpomp: De druk is hoger dan 650 meter waterkolom.
(2) Volgens het aantal werkende waaiers:
Eentrapspomp: verwijst naar het hebben van slechts één waaier op de pompas.
Meertrapspomp: Er bevinden zich twee of meer waaiers op de pompas en de totale opvoerhoogte van de pomp is de som van de opvoerhoogtes gegenereerd door n waaiers.
(3) Volgens de waaierinlaatmethode:
Enkelzijdige inlaatpomp: ook wel enkele zuigpomp genoemd, wat betekent dat er slechts één inlaat op de waaier zit.
Dubbelzijdige inlaatpomp: ook wel dubbele zuigpomp genoemd, wat betekent dat er aan beide zijden van de waaier een inlaat zit. Het debiet is twee keer zo hoog als dat van een enkele zuigpomp, wat kan worden benaderd als twee enkele zuigpompwaaiers die met de ruggen tegen elkaar zijn geplaatst.
(4) Afhankelijk van de positie van de pompas:
Horizontale pomp: De pompas bevindt zich in een horizontale positie.
Verticale pomp: De pompas bevindt zich in een verticale positie.
(5) Volgens de gezamenlijke vorm van het pomphuis:
Horizontale pomp van het open type: verwijst naar een verbindingsnaad die is geopend in het horizontale vlak dat door de as loopt.
Verticale gewrichtsoppervlakpomp: dat wil zeggen dat het gewrichtsoppervlak loodrecht op de as staat.
(6) De methode om het water van de waaier naar de drukkamer te leiden is als volgt:
Spiraalvormige pomp: Nadat het water uit de waaier komt, komt het spiraalvormig rechtstreeks in het pomphuis terecht.
Leischoepenpomp: Nadat het water uit de waaier komt, komt het in de leischoepen die daarbuiten zijn geplaatst en gaat vervolgens de volgende fase in of stroomt in de uitlaatpijp.
(7) Afhankelijk van de verschillende media die door centrifugaalpompen worden getransporteerd, kan deze worden onderverdeeld in schoonwaterpompen, oliepompen, corrosiebestendige pompen, enz.
5. Cavitatie en gasbinding
Volgens het werkingsprincipe van een centrifugaalpomp wordt, wanneer de vloeistof tussen de bladen uit de snel roterende waaier wordt geworpen, een lagedrukzone gevormd nabij de inlaat van de waaier. Wanneer de druk bij de inlaat van de waaier gelijk is aan of lager is dan de verzadigde dampdruk pV van de getransporteerde vloeistof bij de bedrijfstemperatuur, zal de vloeistof op die locatie verdampen en bellen produceren. Wanneer bellen met de vloeistof naar de hogedrukzone stromen, condenseren ze snel onder druk.
Op het moment van condensatie van de bel wordt een plaatselijk vacuüm gegenereerd en stroomt de omringende vloeistof met hoge snelheid naar de ruimte die door de bel wordt ingenomen, wat schokken en trillingen veroorzaakt, wat resulteert in een aanzienlijke impactkracht. Vooral wanneer het condensatiepunt van bellen zich dichtbij het oppervlak van het blad bevindt, botsen talrijke vloeistofdeeltjes met een hoge frequentie en druk op het blad; Tegelijkertijd kunnen bellen ook een kleine hoeveelheid zuurstof bevatten, wat chemische corrosie aan metalen materialen kan veroorzaken. Door de gecombineerde werking van voortdurende impact en chemische corrosie wordt het oppervlak van de messen beschadigd, wat resulteert in vlekken en scheuren, wat zal leiden tot voortijdige schade aan de messen. Dit fenomeen wordt bij centrifugaalpompen cavitatie genoemd.
Wanneer een centrifugaalpomp wordt gestart en er lucht in de pomp zit, vanwege de lage luchtdichtheid, is de centrifugaalkracht die wordt gegenereerd na de rotatie klein en is de lage druk die wordt gevormd in het middengedeelte van de waaier niet voldoende om de centrifugaalkracht aan te zuigen. vloeistof. Zelfs als de centrifugaalpomp wordt gestart, kan deze de transporttaak niet voltooien. Dit fenomeen wordt luchtbinding genoemd.
Dit geeft aan dat de centrifugaalpomp geen zelfaanzuigend vermogen heeft, zodat de pomp vóór het starten gevuld moet worden met de getransporteerde vloeistof. Als de aanzuigpoort van de centrifugaalpomp zich onder het vloeistofniveau van de getransporteerde vloeistof bevindt, zal de vloeistof uiteraard automatisch in de pomp stromen, wat een speciaal geval is. De zuigleiding van de centrifugaalpomp is uitgerust met een bodemklep om te voorkomen dat de geïnjecteerde vloeistof voordat deze uit de pomp begint, stroomt. Het filter kan de zuiging van vaste stoffen in de vloeistof blokkeren en de pijpleiding blokkeren, en de regelklep die in de afvoerpijpleiding van het pomphuis is geïnstalleerd, wordt gebruikt voor het starten, stoppen en regelen van de stroomsnelheid van de pomp.
Van de verschillende oorzaken van cavitatie en gasbinding:
Luchtbinding verwijst naar de aanwezigheid van lucht in het pomplichaam, wat gewoonlijk optreedt wanneer de pomp wordt gestart en zich voornamelijk manifesteert doordat de lucht in het pomplichaam niet volledig wordt afgevoerd; En cavitatie wordt veroorzaakt doordat de vloeistof zijn verdampingsdruk bereikt bij een bepaalde temperatuur, die nauw verband houdt met het transportmedium en de bedrijfsomstandigheden.
Er zijn de volgende methoden om het optreden van gasbindingsverschijnselen te voorkomen:
(1) Vul de schaal met vloeistof voordat u begint. Zorg voor een goede afdichting van de behuizing en zorg ervoor dat de kraan en de douchekop voor het vullen van water niet lekken. Zorg voor goede afdichtingsprestaties.
(2) De zuigleiding van de centrifugaalpomp is uitgerust met een bodemklep om te voorkomen dat de geïnjecteerde vloeistof voordat deze uit de pomp begint te stromen. Het filter kan voorkomen dat de vaste stof in de vloeistof wordt aangezogen. De persleiding is voorzien van een regelklep voor gebruik bij het starten, stoppen en regelen van het debiet van de pomp.
(3) Plaats de aanzuigpoort van de centrifugaalpomp onder het te transporteren vloeistofniveau en de vloeistof stroomt automatisch in de pomp.
De belangrijkste oorzaken van cavitatie zijn:
(1) De inlaatleiding heeft overmatige weerstand of de leiding is te dun
(2) De temperatuur van het transportmedium is te hoog;
(3) Overmatige stroom, wat betekent dat de uitlaatklep te wijd geopend is;
(4) De installatiehoogte is te hoog, wat de zuigcapaciteit van de pomp beïnvloedt;
(5) Selectiekwesties, waaronder pompselectie, selectie van pompmateriaal, enz
voorwaarden van afwikkeling:
(1) Reinig de vreemde voorwerpen in de inlaatleiding om de inlaat vrij te maken, of vergroot de buisdiameter;
(2) Verlaag de temperatuur van het transportmedium;
(3) Verlaag de installatiehoogte;
(4) Selecteer de pomp opnieuw of breng verbeteringen aan bepaalde onderdelen van de pomp aan, zoals het gebruik van corrosiebestendige materialen.