沉泵

沉泵

沉泵指需要放進水裡抽水才能進行抽水的泵類,又稱沉水泵。是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加,主要用來輸送液體包括水、油、酸鹼液、乳化液、懸乳液和液態金屬等。

工作原理

葉輪安裝在泵殼內,並緊固在沉泵軸上,泵軸由電機直接帶動。泵殼中央有液體吸管。液體經底閥和吸入管進入泵內。泵殼上的液體排出口與排出管連線。

在沉泵啟動前,泵殼內灌滿被輸送的液體;啟動後,葉輪由軸帶動高速轉動,葉片間的液體也必須隨著轉動。在離心力的作用下,液體從葉輪中心被拋向外緣並獲得能量,以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中,液體由於流道的逐漸擴大而減速,又將部分動能轉變為靜壓能,最後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,在葉輪中心形成了一定的真空,由於貯槽液面上方的壓力大於泵入口處的壓力,液體便被連續壓入葉輪中。可見,只要葉輪不斷地轉動,液體便會不斷地被吸入和排出。

性能參數

性能參數主要有流量和揚程,此外還有軸功率、轉速和必需汽蝕餘量。流量是指單位時間內通過泵出口輸出的液體量,一般採用體積流量;揚程是單位重量輸送液體從泵入口至出口的能量增量 ,對於容積式泵,能量增量主要體現在壓力能增加上,所以通常以壓力增量代替揚程來表示。泵的效率不是一個獨立性能參數,它可以由別的性能參數例如流量、揚程和軸功率按公式計算求得。反之,已知流量、揚程和效率,也可求出軸功率。

四種泵的性能曲線 四種泵的性能曲線

沉泵的各個性能參數之間存在著一定的相互依賴變化關係,可以通過對沉泵進行試驗,分別測得和算出參數值,並畫成曲線來表示,這些曲線稱為泵的特性曲線,如右圖所示。每一台泵都有特定的特性曲線,由泵製造廠提供。通常在工廠給出的特性曲線上還標明推薦使用的性能區段,稱為該泵的工作範圍。

沉泵的實際工作點由泵的曲線與泵的裝置特性曲線的交點來確定。選擇和使用泵,應使泵的工作點落在工作範圍內,以保證運轉經濟性和安全。此外,同一台泵輸送粘度不同的液體時,其特性曲線也會改變。通常,泵製造廠所給的特性曲線大多是指輸送清潔冷水時的特性曲線。對於動力式泵,隨著液體粘度增大,揚程和效率降低,軸功率增大,所以工業上有時將粘度大的液體加熱使粘性變小,以提高輸送效率。

運用領域

在化工和石油部門的生產中,原料、半成品和成品大多是液體,而將原料製成半成品和成品,需要經過複雜的工藝過程,泵在這些過程中起到了輸送液體和提供化學反應的壓力流量的作用,此外,在很多裝置中還用泵來調節溫度。

在農業生產中,沉泵是主要的排灌機械。我國農村幅員廣闊,每年農村都需要大量的泵,一般來說農用泵占泵總產量一半以上。

在礦業和冶金工業中,沉泵也是使用最多的設備。礦井需要用沉泵排水,在選礦、冶煉和軋制過程中,需用沉泵來供水等。

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、循環水泵和灰渣泵等。

在國防建設中,飛機襟翼、尾舵和起落架的調節、軍艦和坦克炮塔的轉動、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、火箭、坦克、潛艇、還是鑽井、採礦、火車、船舶,或者是日常的生活,到處都需要用沉泵,到處都有沉泵在運行。正是這樣,所以把沉泵列為通用機械,它是機械工業中的一類主要產品。

發展趨勢

沉泵是企業不可缺少的重要設備之一,受工作條件影響,經常出現腐蝕、氣蝕、沖刷、磨損等現象,導致設備失效。企業只能投入大量的資金購入新泵,而報費大量的部件,造成資金的大量浪費。 國內的沉泵的設計和製造基本上還是遵守“金屬”思想,即採用不鏽鋼、碳鋼材料作為主要的泵體材料,面對高腐蝕、強沖刷的環境,就需要高鎳合金,甚至採用鈦、鋯、鉭等優良的耐腐蝕材料,這些稀有金屬材料價格昂貴且價格浮動大,並且製造成本高和製造工藝複雜等原因造成此類泵的價格昂貴,一般幾萬到幾百萬不等,也就造成了此類沉泵的採購成本高。伴隨著國際先進泵體研究的發展和新材質泵體的套用,國內科研機構借鑑西方已開發國家對泵體研究的發展思路,國內少數企業機構開始研製無機非金屬材料如陶瓷、玻璃鋼、石墨和碳素製品以及合成有機高分子材料如塑膠、玻璃纖維或碳纖維增強的工程塑膠等。這些國內的泵類的發展趨勢迎合了國際趨勢,並且很快在國內取得了良好的使用效果。

正是通過像此類細節問題的有效解決,才實現了歐美日韓企業生產成本低,競爭力強的優勢。國內企業在不斷引進先進設備、高薪聘請管理人員的同時,卻忽略了此類日常設備管理細節,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費用,無需採購高價值金屬,無需特殊設備和專業人員製作,而且使用效果良好、壽命更長、修復更簡單,其巨大優勢絕非傳統泵體材料能比。泵體新材料的套用,極大降低了泵體材料費用和維修維護費用。

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