設備簡介
![液體輸送設備](/img/2/2b9/nBnauM3XyMzN2ADNzIzN4gTMyITMxgDNwEjMwADMwAzMxAzLyczLxUzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
液體輸送設備的種類很多,按照工作原理的不同,分為離心泵、往復泵、鏇轉泵與鏇渦泵等幾種。其中,以離心泵在生產上套用最為廣泛。
工作原理
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離心泵在啟動前需向殼內灌滿被輸送的液體,啟動後泵軸帶動葉輪一起鏇轉,迫使葉片內的液體鏇轉,液體在離心力的作用下從葉輪中心被拋向外緣並獲得了能量,使葉輪外緣的液體靜壓強提高,流速增大,一般可達
15~25m/s。液體離開葉輪進入泵殼後,由於泵殼中流道逐漸加寬而使液體的流速逐漸降低,部分動能轉變為靜壓能。於是,具有較高的壓強的液體從泵的排出口進入排出管路,輸送至所需的場所。當泵內液體從葉輪中心被拋向外緣時,在中心處形成了低壓區。由於貯槽液面上方的壓強大於泵吸入口處的壓強,致使液體被吸進葉輪中心。因此,只要葉輪不斷地轉動,液體便不斷地被吸入和排出。由此可見,離心泵之所以能輸送液體,主要是依靠高速鏇轉的葉輪。液體在離心力的作用下獲得了能量以提高壓強。離心泵啟動時,若泵記憶體有空氣,由於空氣的密度很低,鏇轉後產生的離心力小,因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內的液體吸入泵內,雖啟動離心泵也不能輸送液體,這種現象稱為氣縛,表示離心泵無自吸能力,所以啟動前必須向殼體內灌滿液體。離心泵裝置中吸入管路的底閥是防止啟動前所灌入的液體從泵內流出,濾網可以阻攔液體中的固體物質被吸入而堵塞管道和泵殼。
主要部件
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葉輪
葉輪是離心泵的核心部件。輪的葉片兩側帶有前,後蓋板的稱為閉式葉輪,它適用於輸送清潔液體一般離心泵多採用這種葉輪。沒有前、後蓋板,僅由葉片和輪轂組成的稱為開式葉輪。只有後蓋板的稱為半閉式式葉輪。開式葉輪與半閉式由於流道不容易堵塞,適用於輸送含有固體顆粒的液體懸浮液。但由於沒有蓋板,液體在葉片間運動時容易產生倒流,故效率也較低。閉式或半閉式葉輪在操作時,離開葉輪的一部分高壓液體可漏入葉輪與泵殼之間的兩側空腔中,而葉輪前側液體吸入口處為低壓,故液體作用於葉輪前、後兩側的壓力不等,便產生了指向葉輪吸入口方向的軸向推力,使葉輪向吸入口側竄動,引起葉輪與泵殼接觸處磨損,嚴重時造成泵的振動,破壞泵的正常操作。為了平衡軸向推力,最簡單的方法是在葉輪後蓋板上鑽一些小孔。這些小孔稱為平衡孔。它的作用是使後蓋板與泵殼之間的空腔中一部分高壓液體漏到低壓區,以減小葉輪兩側的壓力差,從而
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葉輪按其吸液方式不同可分為單吸式和雙吸式兩種。單吸式葉輪的結構簡單,液體只能從葉輪一側被吸入。雙吸式葉輪可同時從葉輪兩側對稱地吸入。顯然,雙吸式葉輪具有較大的吸液能力,基本上可以消除軸向推力。
泵殼
離心泵的泵殼通常製成蝸牛形,故又稱蝸殼,葉輪在殼內順著蝸形通道逐漸擴大的方向鏇轉,愈接近液體出口,通道截面積愈大。液體從葉輪外緣以高速流出後,流過泵殼蝸形通道時流速將逐漸降低,因此減少了能量損失,且使部分動能有效地轉變為靜壓能。所以泵殼不僅是一個匯集由葉輪拋出液體的部件,而且本身又是一個轉能裝置。
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為了減少液體直接進入蝸殼時的能量損失,在葉輪與泵殼之間有時還裝有一個固定不動而帶有葉片的導輪,由於導輪具有很多逐漸轉向的流道,使部分動能轉變為靜壓能,且可減小能量損失。此外,由於泵軸轉動而泵殼固定不動,軸穿過泵殼處必定會有間隙。為防止泵內高壓液體沿間隙漏出,或外界空氣以相反方向漏入泵內,必須設定軸封裝置。普通離心泵所採用的軸封裝置是填料函,即將泵軸穿過泵殼的環隙做成密封圈,與其種填入軟填料(例如浸油或塗石墨的石棉繩),一將泵殼內,外隔開,而泵軸仍能自由轉動。
對於輸送酸、鹼以及易燃、易爆、有毒的液體,密封的要求就比較高,既不允許漏入空氣,又力求不讓液體滲出。近年來已廣泛採用機械密封裝置。它由一個裝在轉軸上的動環和另一個固定在泵殼上的靜環所組成,兩環的端面借彈簧力互相貼緊而作相對運動,起到了密封的作用。
性能參數
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離心泵的流量是指離心泵在單位時間裡排到管路系統的液體體積,常用單位為l/s或m3/h。離心泵的流量取決於泵的結構、尺寸(主要為葉輪的直徑與葉片的寬度)和轉速。應予指出,離心泵總是和特定的管路相聯繫的,因此離心泵的實際流量還與管路特性有關。
壓頭
離心泵的壓頭又稱為泵的揚程,是指泵對單位重量(1N)的液體所提供的有效能量,其單位為m。離心泵的壓頭與泵的結構(如葉片的彎曲情況、葉輪直徑等)、轉速及流量有關。對於一定的泵和轉速,壓頭與流量之間具有一定的關係。
效率
離心泵在輸送液體過程中,當外界能量通過葉輪傳給液體時,不可避免地會有能量損失,即由原動機提供給泵軸的能量不能全部都為液體所獲得,致使泵的軸壓頭和流量都較理論值為低,通常用效率來反映能量損失。
離心泵的能量損失包括以下幾項:容積損失、機械損失、水力損失等,在一定轉速下運轉時,容積損失和機械損失可近似地視為與流量無關,但水力損失則隨流量變化而改變。在水力損失中,摩擦損失大致與流量的平方成正比;而環流、衝擊損失與流量的關係如下:若在某一流量下下,流體的流動方向恰與葉片的入口角相一致,這時損失最小;而當流量小於或大於時,損失都將增大。
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