1. Centrbēdzes sūkņa darbības princips
Kad centrbēdzes sūknis darbojas, tas paļaujas uz ātrgaitas rotējošu lāpstiņriteni, lai palielinātu šķidruma spiediena enerģiju inerces centrbēdzes spēka iedarbībā. Pirms centrbēdzes sūkņa darba sākšanas sūkņa korpuss un ieplūdes cauruļvads ir jāpiepilda ar šķidru vidi, lai novērstu kavitāciju.
Kad lāpstiņritenis griežas ātri, lāpstiņas veicina barotnes ātru rotāciju. Rotējošā vide centrbēdzes spēka iedarbībā izlido no lāpstiņriteņa, un sūkņa iekšpusē esošais ūdens tiek izmests ārā, veidojot vakuuma zonu lāpstiņriteņa centrā. Nepārtraukta šķidruma ieelpošana, vienlaikus nepārtraukti nodrošinot ieelpotajam šķidrumam noteiktu enerģijas daudzumu, lai to izvadītu. Centrbēdzes sūknis darbojas nepārtraukti šādi.
2. Centrbēdzes sūkņa uzbūve
Ir daudz dažādu centrbēdzes sūkņu veidu, un, lai gan katra veida sūkņu struktūras ir atšķirīgas, galvenās sastāvdaļas būtībā ir vienādas.
Centrbēdzes sūkņa galvenās sastāvdaļas ir: lāpstiņritenis, sūkņa vārpsta, sūkņa korpuss, sūkņa ligzda, blīvēšanas kaste (vārpstas blīvēšanas ierīce), noplūdes samazināšanas gredzens, gultņa sēdeklis utt.
Darbrats ir centrbēdzes sūkņa darba sastāvdaļa, kas paļaujas uz tā ātrgaitas rotāciju, lai veiktu darbu ar šķidrumu un panāktu šķidruma transportēšanu. Tā ir svarīga centrbēdzes sūkņa sastāvdaļa.
Darbrats parasti sastāv no trim daļām: rumbas, lāpstiņas un pārsega plāksnes. Darbrata pārsega plāksni var iedalīt priekšējā vāka plāksnē un aizmugurējā pārsega plāksnē. Pārsega plāksni lāpstiņriteņa porta pusē sauc par priekšējo vāka plāksni, un pārsega plāksni otrā pusē sauc par aizmugurējo vāka plāksni.
Pēc centrbēdzes sūkņa iedarbināšanas sūkņa vārpsta piespiež lāpstiņriteni griezties lielā ātrumā, liekot griezties starp asmeņiem iepriekš iepildītajam šķidrumam. Inerciālā centrbēdzes spēka iedarbībā šķidrums virzās radiāli no lāpstiņriteņa centra uz ārējo apkārtmēru.
Šķidrums iegūst enerģiju, pārvietojoties pa lāpstiņriteni, kā rezultātā palielinās statiskā spiediena enerģija un palielinās plūsmas ātrums. Kad šķidrums atstāj lāpstiņriteni un nonāk sūkņa korpusā, tas palēninās, jo korpusa iekšienē pakāpeniski izplešas plūsmas kanāls. Daļa kinētiskās enerģijas tiek pārvērsta statiskā spiediena enerģijā un visbeidzot ieplūst izplūdes cauruļvadā tangenciālā virzienā.
Pēc konstrukcijas formas lāpstiņriteņus var iedalīt šādos trīs veidos.
(1) Slēgtajam lāpstiņritenim ir pārsega plāksnes abās lāpstiņriteņa pusēs ar 4-6 lāpstiņām starp vāka plāksnēm. Slēgtais lāpstiņritenis ir ar augstu efektivitāti un tiek plaši izmantots, piemērots tīru šķidrumu transportēšanai bez cietām daļiņām un šķiedrām.
(2) Atvērtajam lāpstiņritenim nav pārsega plākšņu abās lāpstiņas pusēs, kas ir piemērotas šķidrumu, kas satur lielu daudzumu suspendēto cietvielu, transportēšanai. Tam ir zema efektivitāte, un transportētā šķidruma spiediens nav augsts.
Daļēji atvērtajam lāpstiņritenim ir tikai aizmugurējā pārsega plāksne, un tas ir piemērots viegli nosēdināmu vai cietu suspendētu vielu saturošu šķidrumu pārvadāšanai. Tās efektivitāte ir starp atvērtu un slēgtu lāpstiņriteni.
Centrbēdzes sūkņa sūkņa vārpstas galvenā funkcija ir pārvadīt jaudu un atbalstīt lāpstiņriteni, lai uzturētu normālu darbību darba stāvoklī. Tas ir savienots ar motora vārpstu, izmantojot savienojumu vienā galā, un otrā galā atbalsta lāpstiņriteni rotācijas kustībai. Vārpsta ir aprīkota ar gultņiem, aksiālajām blīvēm un citām sastāvdaļām.
Sūkņu vārpstām parasti tiek izmantoti oglekļa tērauds un nerūsējošais tērauds.
Darbrats un vārpsta ir savienoti ar atslēgām. Tā kā šī savienojuma metode var pārraidīt tikai griezes momentu un nevar fiksēt lāpstiņriteņa aksiālo stāvokli, ūdens sūknī tiek izmantota arī vārpstas uzmava un bloķēšanas uzgrieznis, lai fiksētu lāpstiņriteņa aksiālo stāvokli.
Pēc tam, kad lāpstiņritenis ir aksiāli novietots ar bloķēšanas uzgriezni un vārpstas uzmavu, lai novērstu bloķēšanas uzgriežņa ievilkšanos, ir nepieciešams novērst ūdens sūkņa apgriešanos atpakaļgaitā, īpaši sākotnējai ūdens sūkņa vai ūdens sūkņa uzstādīšanai pēc demontāžas. un apkopi, stūres pārbaude jāveic saskaņā ar noteikumiem, lai nodrošinātu atbilstību norādītajai stūrēšanai.
Vārpstas uzmavas funkcija ir aizsargāt sūkņa vārpstu, pārveidojot berzi starp blīvi un sūkņa vārpstu par berzi starp blīvi un vārpstas uzmavu. Tāpēc vārpstas uzmava ir viegli nolietojama centrbēdzes sūkņa daļa.
Vārpstas uzmavas virsmu parasti var apstrādāt ar tādām metodēm kā karburizācija, nitrēšana, hromēšana, izsmidzināšana utt. Virsmas raupjuma prasība parasti ir no Ra3,2 μm līdz Ra{2}},8 μm. Tas var samazināt berzes koeficientu un uzlabot kalpošanas laiku.
Gultņiem ir nozīme, lai atbalstītu rotora svaru un nestspēju. Ritošos gultņus parasti izmanto centrbēdzes sūkņos, ārējam gredzenam un gultņa sēdekļa atverēm tiek izmantota pamata vārpstas sistēma, bet iekšējam gredzenam un vārpstai tiek izmantota pamatnes caurumu sistēma. Gultņi parasti tiek ieeļļoti ar smērvielu un eļļu.
Kad sūkņa vārpsta iet cauri sūkņa korpusam, starp vārpstu un korpusu ir atstarpe. Viena iesūkšanas centrbēdzes sūknī, ja vārpstas blīvējuma ierīce netiek izmantota šajā vietā, augstspiediena ūdens sūkņa korpusa iekšpusē iztecēs lielos daudzumos. Iepakojuma kaste ir plaši izmantota vārpstas blīvēšanas ierīce. Iepakojuma kārba sastāv no piecām sastāvdaļām: vārpstas blīvējums, blīvējums, ūdens blīvējuma caurule, ūdens blīvējuma gredzens un blīvējuma blīvējums.
Volute attiecas uz spirālveida plūsmas kanālu ar pakāpeniski pieaugošu šķērsgriezuma laukumu no lāpstiņriteņa izejas līdz nākamās pakāpes lāpstiņriteņa ieplūdei vai sūkņa izplūdes caurulei. Plūsmas kanāls pakāpeniski paplašinās, un izeja ir difūzijas caurules formā. Pēc tam, kad šķidrums izplūst no lāpstiņriteņa, tā plūsmas ātrums var lēnām samazināties, pārvēršot lielu daļu kinētiskās enerģijas statiskā spiediena enerģijā.
Volutas priekšrocības ir vienkārša izgatavošana, plaša efektivitātes zona un minimālas efektivitātes izmaiņas sūknī pēc lāpstiņriteņa pagriešanas.
Trūkums ir tas, ka spirāles forma ir asimetriska, un, izmantojot vienu spirāli, spiediens, kas iedarbojas uz rotora radiālo virzienu, ir nevienmērīgs, kas var viegli izraisīt vārpstas izliekšanos. Tāpēc daudzpakāpju sūkņos tikai pirmajā un pēdējā sekcijā tiek izmantotas spirāles, bet vidējā daļā tiek izmantotas vadošās riteņu ierīces.
Gliemežvāku materiāls parasti ir čuguns. Pretkorozijas sūkņa spirāle ir izgatavota no nerūsējošā tērauda vai citiem pretkorozijas materiāliem, piemēram, plastmasas, stikla šķiedras utt. Augsta spiediena dēļ daudzpakāpju sūkņiem ir nepieciešama augsta materiāla izturība, un to spirāles parasti ir izgatavotas no lietie tēraudi.
Vadošais ritenis ir fiksēts disks ar priekšējām virzošajām lāpstiņām, kas aptītas ap lāpstiņriteņa ārējo malu priekšpusē, veidojot difūzijas formas plūsmas kanālus. Aizmugurē ir reversās virzošās lāpstiņas, kas virza šķidrumu uz nākamo lāpstiņriteņa posmu. Pēc izmešanas no lāpstiņriteņa šķidrums lēnām iekļūst vadotnes lāpstiņās un turpina plūst uz āru pa priekšējām vadošajām lāpstiņām. Ātrums pakāpeniski samazinās, un lielākā daļa kinētiskās enerģijas tiek pārvērsta statiskā spiediena enerģijā.
Radiālais vienpusējais klīrenss starp lāpstiņriteni un vadošajām lāpstiņām ir aptuveni 1 mm. Ja atstarpe ir pārāk liela, efektivitāte samazināsies; Ja atstarpe ir pārāk maza, tas radīs vibrāciju un troksni. Salīdzinot ar spirāli, segmentētais daudzpakāpju centrbēdzes sūkņa korpuss ar vadošajiem riteņiem ir vieglāk izgatavojams un tam ir augstāka enerģijas pārveides efektivitāte. Bet uzstādīšana un apkope ir grūtāka nekā gliemežvākiem.
Lai samazinātu iekšējo noplūdi un aizsargātu sūkņa korpusu, uz korpusa ir uzstādīti maināmi blīvgredzeni, kas atbilst lāpstiņriteņa ieplūdei. Radiālais attālums starp blīvgredzena iekšējo caurumu un lāpstiņriteņa ārējo apli parasti ir no 0.1-0,2 mm. Pēc blīvgredzena nodiluma palielinās radiālais klīrenss, samazinās sūkņa izplūdes tilpums un samazinās efektivitāte. Ja blīvējuma klīrenss pārsniedz norādīto vērtību, tas ir savlaicīgi jānomaina.
Ir trīs blīvgredzenu strukturālās formas:
Pirmkārt, plakanā gredzena tipam ir vienkārša struktūra un to ir viegli izgatavot, taču blīvējuma efekts ir vājš. Otrkārt, taisnā leņķa blīvgredzens nodrošina 90 grādu kanālu šķidruma noplūdei, tādējādi nodrošinot labāku blīvējuma veiktspēju nekā plakanā gredzena tipam, un to plaši izmanto. Treškārt, labirinta blīvgredzenam ir labs blīvēšanas efekts, taču tā struktūra ir sarežģīta un grūti izgatavojama, ko reti izmanto centrbēdzes sūkņos.
3. Centrbēdzes sūkņa darba process
(1) Pirms sūkņa iedarbināšanas piepildiet sūkni ar transportējamo šķidrumu.
(2) Pēc sūkņa palaišanas sūkņa vārpsta virza lāpstiņriteni, lai tas kopā grieztos lielā ātrumā, radot centrbēdzes spēku. Šīs darbības rezultātā šķidrums tiek izmests uz lāpstiņriteņa ārējo apkārtmēru no centra, izraisot spiediena palielināšanos un ieplūstot sūkņa korpusā ar lielu ātrumu (15-25 m/s).
(3) Voolu sūkņa korpusā nepārtrauktas plūsmas kanāla paplašināšanās dēļ šķidruma plūsmas ātrums palēninās, lielāko daļu kinētiskās enerģijas pārvēršot spiediena enerģijā. Visbeidzot, šķidrums ieplūst izplūdes cauruļvadā ar lielāku statisko spiedienu no izplūdes atveres.
(4) Pēc tam, kad šķidrums sūknī ir izmests, lāpstiņriteņa centrā veidojas vakuums. Zem spiediena starpības starp šķidruma līmeņa spiedienu (atmosfēras spiedienu) un sūkņa spiedienu (negatīvo spiedienu) šķidrums ieplūst sūknī pa iesūkšanas cauruļvadu, aizpildot vietu, kur šķidrums tiek izvadīts.
4. Centrbēdzes sūkņu klasifikācija
Centrbēdzes sūkņu izstrādājumus parasti klasificē pēc to strukturālajām īpašībām, izmantojot vairākas klasifikācijas metodes, tostarp darba spiedienu, darba lāpstiņriteņu skaitu un lāpstiņriteņu ieplūdes metodi.
(1) Saskaņā ar darba spiedienu:
Zema spiediena sūknis: spiediens zem 100 metriem no ūdens staba;
Vidēja spiediena sūknis: spiediens starp 100-650 metriem ūdens staba;
Augstspiediena sūknis: Spiediens ir lielāks par 650 metriem no ūdens staba.
(2) Atbilstoši darba lāpstiņriteņu skaitam:
Vienpakāpes sūknis: attiecas uz to, ka uz sūkņa vārpstas ir tikai viens lāpstiņritenis.
Daudzpakāpju sūknis.: uz sūkņa vārpstas ir divi vai vairāki lāpstiņriteņi, un sūkņa kopējā augstums ir n lāpstiņriteņu radīto galvu summa.
(3) Saskaņā ar lāpstiņriteņa ieplūdes metodi:
Vienas puses ieplūdes sūknis: zināms arī kā viens iesūkšanas sūknis, kas nozīmē, ka lāpstiņritenim ir tikai viena ieplūde.
Divpusējs ieplūdes sūknis: pazīstams arī kā dubultais iesūkšanas sūknis, kas nozīmē, ka abās lāpstiņriteņa pusēs ir ieplūde. Tā plūsmas ātrums ir divreiz lielāks nekā vienam iesūkšanas sūknim, ko var tuvināt kā diviem viena sūkņa lāpstiņriteņiem, kas novietoti viens pret otru.
(4) Atkarībā no sūkņa vārpstas stāvokļa:
Horizontālais sūknis: Sūkņa vārpsta atrodas horizontālā stāvoklī.
Vertikāls sūknis: Sūkņa vārpsta atrodas vertikālā stāvoklī.
(5) Saskaņā ar sūkņa korpusa savienojuma formu:
Horizontālais atvērtā tipa sūknis: attiecas uz savienojuma šuvi, kas atvērta horizontālajā plaknē, kas iet caur asi.
Vertikālais savienojuma virsmas sūknis: tas ir, savienojuma virsma ir perpendikulāra asij.
(6) Metode ūdens virzīšanai no lāpstiņriteņa uz spiediena kameru ir šāda:
Spirālveida korpusa sūknis: pēc tam, kad ūdens izplūst no lāpstiņriteņa, tas spirālveida formā tieši nonāk sūkņa korpusā.
Virzošās lāpstiņas sūknis: pēc tam, kad ūdens izplūst no lāpstiņriteņa, tas nonāk ārpus tā izvietotajās vadotnes lāpstiņās un pēc tam nonāk nākamajā posmā vai ieplūst izplūdes caurulē.
(7) Saskaņā ar dažādiem centrbēdzes sūkņu piegādātajiem līdzekļiem to var iedalīt tīra ūdens sūkņos, eļļas sūkņos, korozijizturīgos sūkņos utt.
5. Kavitācija un gāzes saistīšana
Saskaņā ar centrbēdzes sūkņa darbības principu, kad šķidrums starp lāpstiņām tiek izmests no ātrgaitas rotējošā lāpstiņriteņa, netālu no lāpstiņriteņa ieplūdes tiek izveidota zema spiediena zona. Ja spiediens pie lāpstiņriteņa ieejas ir vienāds ar vai zemāks par transportējamā šķidruma piesātinātā tvaika spiedienu pV darba temperatūrā, šķidrums šajā vietā iztvaiko un veidos burbuļus. Kad burbuļi plūst kopā ar šķidrumu uz augstspiediena zonu, tie ātri kondensējas zem spiediena.
Burbuļa kondensācijas brīdī veidojas lokāls vakuums, un apkārtējais šķidrums lielā ātrumā plūst uz burbuļa aizņemto telpu, izraisot triecienu un vibrāciju, kā rezultātā rodas ievērojams trieciena spēks. Īpaši tad, ja burbuļu kondensācijas punkts atrodas netālu no asmens virsmas, daudzas šķidruma daļiņas iedarbojas uz asmeni ar augstu frekvenci un spiedienu; Tajā pašā laikā burbuļi var saturēt arī nelielu daudzumu skābekļa, kas var izraisīt metālu materiālu ķīmisku koroziju. Nepārtrauktas trieciena un ķīmiskās korozijas rezultātā tiek bojāta asmeņu virsma, kā rezultātā veidojas plankumi un plaisas, kas novedīs pie priekšlaicīgiem asmeņu bojājumiem. Šo parādību sauc par kavitāciju centrbēdzes sūkņos.
Kad tiek iedarbināts centrbēdzes sūknis, ja sūkņa iekšpusē ir gaiss, zemā gaisa blīvuma dēļ centrbēdzes spēks, kas rodas pēc griešanās, ir mazs, un ar zemu spiedienu, kas veidojas lāpstiņriteņa vidusdaļā, nepietiek, lai iesūktu sūkni. šķidrums. Pat ja tiek iedarbināts centrbēdzes sūknis, tas nevar pabeigt transportēšanas uzdevumu. Šo parādību sauc par gaisa saistīšanu.
Tas norāda, ka centrbēdzes sūknim nav pašiesūkšanas jaudas, tāpēc pirms iedarbināšanas sūknis ir jāpiepilda ar transportējamo šķidrumu. Protams, ja centrbēdzes sūkņa sūkšanas atvere ir novietota zem padotā šķidruma šķidruma līmeņa, šķidrums automātiski ieplūdīs sūknī, kas ir īpašs gadījums. Centrbēdzes sūkņa iesūkšanas cauruļvads ir aprīkots ar apakšējo vārstu, lai novērstu pirms iedarbināšanas ievadītā šķidruma izplūšanu no sūkņa. Filtrs var bloķēt cieto šķidruma iesūkšanu un bloķēt cauruļvadu, un sūkņa korpusa izplūdes cauruļvadā uzstādītais regulēšanas vārsts tiek izmantots sūkņa iedarbināšanai, apturēšanai un plūsmas ātruma regulēšanai.
No dažādiem kavitācijas un gāzes saistīšanās cēloņiem:
Gaisa saistīšana attiecas uz gaisa klātbūtni sūkņa korpusā, kas parasti notiek, kad sūknis tiek iedarbināts, un galvenokārt izpaužas kā gaiss sūkņa korpusā nav pilnībā izlādējies; Un kavitācija rodas tāpēc, ka šķidrums sasniedz iztvaikošanas spiedienu noteiktā temperatūrā, kas ir cieši saistīta ar transportēšanas vidi un darbības apstākļiem.
Ir šādas metodes, lai novērstu gāzes saistīšanās parādību:
(1) Pirms palaišanas piepildiet korpusu ar šķidrumu. Nodrošiniet pareizu korpusa blīvējumu un nodrošiniet, lai ūdens uzpildīšanas vārsts un dušas galva neplūst. Nodrošiniet labu blīvējuma veiktspēju.
(2) Centrbēdzes sūkņa iesūkšanas cauruļvads ir aprīkots ar apakšējo vārstu, lai novērstu pirms iedarbināšanas ievadītā šķidruma izplūšanu no sūkņa. Filtrs var novērst šķidrumā esošās cietās vielas iesūkšanu. Izplūdes cauruļvads ir aprīkots ar regulēšanas vārstu, kas paredzēts sūkņa iedarbināšanai, apturēšanai un plūsmas ātruma regulēšanai.
(3) Novietojiet centrbēdzes sūkņa sūkšanas atveri zem transportējamā šķidruma līmeņa, un šķidrums automātiski ieplūdīs sūknī.
Galvenie kavitācijas cēloņi ir:
(1) Ieplūdes cauruļvadam ir pārmērīga pretestība vai cauruļvads ir pārāk plāns
(2) Pārneses vides temperatūra ir pārāk augsta;
(3) Pārmērīga plūsma, kas nozīmē, ka izplūdes vārsts ir atvērts pārāk plaši;
(4) uzstādīšanas augstums ir pārāk augsts, kas ietekmē sūkņa iesūkšanas jaudu;
(5) Atlases jautājumi, tostarp sūkņa izvēle, sūkņa materiāla izvēle utt
norēķinu nosacījumi:
(1) Notīriet ieplūdes cauruļvadā esošos svešķermeņus, lai ieplūde nebūtu aizsprostota, vai palieliniet caurules diametru;
(2) Samaziniet padeves vides temperatūru;
(3) Samaziniet uzstādīšanas augstumu;
(4) Atkārtoti izvēlieties sūkni vai veiciet atsevišķu sūkņa sastāvdaļu uzlabojumus, piemēram, izmantojot korozijizturīgus materiālus.