「水泵bèng」而不讀「水bàng」,詳解離心泵是什麼?

離心泵應用非常廣泛,尤其在船舶上必定離不開此類泵,該泵多用於輸送油水液體,常用於機器設備冷卻、海水淡化裝置、消防及壓載水等設備。

動力設備冷卻:作為船舶動力「心臟」的機器設備多用柴油機或者汽輪機機,其運行時必定產生大量的熱量,如果不能及時散熱,對機器設備損害很大,此時必須靠離心泵輸送冷卻液體,對機器設備進行循環冷卻,才可保證動力可靠運行!

下圖為主機冷卻的海水泵:

海水淡化裝置:​船舶上淡水有限,怎樣把海水轉化成日常使用的淡水,必須依靠離心泵把海水作為動力和海水源,才能產生源源不斷的淡水。

下圖為造水機海水泵,該泵為多級離心泵。


下圖為船舶壓載和消防設備離心泵:


​​​在了解離心泵的工作原理之前,首先做這樣一個試驗,如圖6-2所示,取一個量杯,

Advertisements

裡面裝半杯水,用一個木棒迴轉攪動,水便以較高的速度在杯內旋轉。這時,杯內的水面中間水位凹下,量杯邊緣水位上升,即四周水面與中間水面相差的高度為H。這是因為水在旋轉時產生了離心力,正是這個離心力的作用,將量杯中的水拋向四周。由於杯壁的阻攔,水只能沿杯壁上升,在這裡將動能轉變為靜壓能,攪動的速度越快,則水面上升越高。採用相同的原理,若將容器密閉,容器裝上葉片,當葉片轉動時,同樣會出現容器中間壓力下降、四周壓力上升的現象。若在容器邊緣緣和容器中央各裝一個水管,則水由中央水管吸入,由邊緣的水管壓出,連續不斷地吸人和壓出,正是採用這一工作原理,便有了今天廣泛使用的離心泵。

離心泵的基本構造基本都是由以下全部或者部分部件組成的,分別是:葉輪,泵體,泵蓋,擋水圈,泵軸,軸承,密封環,填料函(機械軸封),軸向力平衡裝置等,如圖所示,結合實驗原理,葉片相當於木棒,泵殼相當於水桶,人力則為電動機的電力所代替。

Advertisements

​​​​

​1、 葉輪是離心泵的核心部分,它轉速高輸出力大,葉輪分類如下圖示:

​​下圖為閉式葉輪實物圖:

​下圖為半開式樣葉輪:

下圖為開式葉輪實物圖:

​​​

2、泵體也稱泵殼,它是水泵的主體。起到支撐固定作用,並與安裝軸承的托架相連接。


3、泵軸的作用是借聯軸器和電動機相連接,將電動機的轉矩傳給葉輪,所以它是傳遞機械能的主要部件



4、 密封環又稱減漏環。

下圖為密封環實物圖:


5、 填料密封或者機械軸封

填料密封結構簡單、價格便宜、維修方便。但泄漏量大、功耗損失大。因此填料密封用於輸送一般介質,如水等;一般不適用於石油及化工介質,特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質中。

機械密封(也稱端面密封)的密封效果好,泄漏量很小,壽命長,但價格貴,加工安裝維修保養比一般密封要求高。

​下圖為機械密封​:


6、軸向力平衡裝置,在離心泵運行過程中,由於液體是在低壓下進入葉輪,而在高壓下流出,使葉輪兩側所受壓力不等,產生了指向入口方向的軸向推力,會引起轉子發生軸向竄動,產生磨損和振動,因此應設置軸向推力軸承,以便平衡軸向力

離心泵結構部件圖:

​離心泵工作動畫圖:


離心泵的工作原理如下:

離心泵在啟動前,泵體和整個吸人管路都充滿液體。當離心泵啟動后,泵軸帶動葉輪一起高速旋轉運動,迫使預先充滿在葉片間的液體旋轉,在離心力的作用下,液體自葉輪中心向外周徑向運動。液體在流經葉輪的運動過程中獲得了能量,靜壓能增高,流速增大。當液體離開葉輪進入泵殼后,由於殼內流道逐漸擴大而減速,部分動能轉化為靜壓能,最後沿切向流人排出管路。所以蝸形泵殼不僅是彙集由葉輪流出液體的部件,而且是一個轉能裝置。當液體自葉輪中心甩向外周的同時,葉輪中心形成低壓區。在儲液槽液面與葉輪中心壓差的作用下,液體被吸進葉輪中心。依靠葉輪的不斷旋轉,液體便連續不斷地被吸入和排出,這就是離心泵的工作原理。

離心泵在運轉時,如果泵殼內沒有被輸送的液體或漏人了空氣,由於空氣密度比液體密度小得多,葉輪旋轉后產生的離心力小,葉輪中心區不足以形成吸人儲液槽內液體的低壓,就不能將液體吸入泵內。這時,雖然葉輪轉動,卻不能輸送液體,這表明離心泵無自吸能力,這種現象稱為「氣縛"。為消除「氣縛"現象,通常在離心泵啟動前要灌泵,使泵內和吸人管道內充滿液體。對大功率的泵,為了減少阻力損失,常不裝底闊、不灌泵,而是採用真空泵抽吸氣體然後啟動,或者改用自吸式離心泵。

多級離心泵

多級離心泵船上應用也比較廣泛,如前面提到的造水機機還水泵,鍋爐給水泵或循環泵等等,多級離心泵相當於多個離心泵串聯,一級一級增壓,可獲得較高壓頭。下圖為卧式多級離心泵實物圖:

多級離心泵與單級泵相比,其區別在於多級泵有兩個以上的葉輪,能分段地多級次地吸水和壓水,從而將水揚到很高的位置,揚程可根據需要而增減水泵葉輪的級數。多級泵主要用於礦山排水、城市及工廠供水,農業灌溉用的很少,僅適用於高揚程、小流量的高山區提水來解決人畜飲水的困難。

多級高心泵有立式和卧式兩種型式多級離心泵的泵軸上裝有串聯的兩個亦上的葉輪,它相對於一般的單級離心泵,可亦實現更高的揚程;相對於活塞泵、隔膜泵等往複式泵,可亦泵送較大的流量。多級離心泵效率較高,能夠滿足高揚程、高流量工況的需要,在石化、化工、電力、建築、消防等行業得到了廣泛的應用。

下圖為卧式多級離心泵結構圖:

​離心泵的工作原理動畫圖:
​​
立式多級離心泵結構圖

​實物剖解圖:

​希望本文對你學習和了解離心泵有很大的幫助,處處留心皆學問,歡迎關注!

Advertisements

你可能會喜歡