什么是KNOLL离心泵(bèng)?
离心式水泵是制冷空调工程中用得最多的一种,其(qí)特点是依靠叶轮的高速旋转来使流体获得较大(dà)的动能,并依靠(kào)流道出口的蜗壳断面变化使流体的(de)动能转化为压(yā)力能,水流在叶轮中的流动主要是受到离心力的作用。
KNOLL离(lí)心泵在化工(gōng)生产中应用最为广泛,这是由于其具有性能使用范围广(包括流量(liàng)、压头及对介(jiè)质性质的失迎性(xìng))、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、古惑仔那个少、寿命长、购置费和操作费(fèi)均较低等突出优点。
KNOLL离心泵的工作原理
KNOLL离心泵在工作时,依靠高速旋转的叶轮,液体在惯性离心力作用下获得了能量以(yǐ)提高了压强。KNOLL离心泵在工作前,泵体和进口管(guǎn)线(xiàn)必须罐满液体介质,防止(zhǐ)气蚀现象发生。
当叶轮快速转动时,叶片促使介质很快旋转,旋(xuán)转着的介质在离心力的作用下从叶轮(lún)中飞出,泵内的水(shuǐ)被抛出后,叶轮(lún)的中心部(bù)分形成(chéng)真空区域。一面不断地吸入液体,一面又不断地给予吸入的液体一定的能(néng)量,将液体排出。KNOLL离心泵便如此连续不断地工作。
KNOLL离心泵应用(yòng)量大、面广,除了工业应用(yòng)外(wài),离心泵还广泛的应用于农业灌溉、市政供水、电(diàn)站循环供水、城市污染(rǎn)处理等。
KNOLL离心泵的基本(běn)结构
由(yóu)若干(gàn)个弯(wān)曲(qǔ)的叶片(piàn)组成的叶轮置于(yú)具(jù)有蜗壳通道的泵壳之内(nèi)。
叶轮紧固于泵轴上泵轴与电机相连, 可(kě)由电(diàn)机带动旋转。
吸入口位于泵壳中央与吸入管路(lù)相连,并在(zài)吸入管底部装一止(zhǐ)逆阀。
泵壳的侧边为排出口,与排出管路相连,装有(yǒu)调(diào)节阀。
KNOLL离心泵的基本(běn)部件是(shì)高速旋转(zhuǎn)的叶轮和固(gù)定的蜗牛形泵壳。叶轮紧固于泵轴上,并随泵轴由电机驱动作高速旋转。
叶轮是直接对(duì)泵内液体做功的部件,为离(lí)心泵的供能装置。泵壳中央(yāng)的吸入口与吸入管路相连接,吸入管路的底部装有单(dān)向底(dǐ)阀。泵壳侧旁的排出口与装有调节阀门的排出(chū)管路相连接。
KNOLL离心(xīn)泵的工作过程
开泵前,先在泵内灌满要输送的液体。
开泵后,泵轴带动(dòng)叶轮一起高速旋转产生离心(xīn)力。液体在(zài)此作用下,从叶轮(lún)中心被抛向(xiàng)叶(yè)轮外周,压力增高,并以很高的速度(dù)(15-25 m/s)流入泵壳。
在蜗(wō)形泵壳中由于流道的不断扩大,液体的流速减慢,使大部(bù)分动能转化为(wéi)压力能。最后(hòu)液体以(yǐ)较高(gāo)的静压强从排出口流(liú)入排出管道。
泵内的液体被抛出后,叶轮的中心形成了真空,在(zài)液面压强(大气(qì)压)与(yǔ)泵内压力(lì)(负压)的压差作用下,液体便经(jīng)吸入管路进入泵内(nèi),填(tián)补了被排除液体的位置。
KNOLL离心泵的结构(gòu)
KNOLL离心泵的品种(zhǒng)很多,各(gè)种类型泵的(de)结(jié)构虽然(rán)不同,但主要零部件基本相同。
KNOLL离心泵的主要部件包括:叶轮、泵轴、泵壳、泵座(zuò)、填料盒(轴封装置)、减漏环、轴承座等(děng)。
叶轮
叶轮是KNOLL离心泵的做功零件,依靠它高速(sù)旋转(zhuǎn)对液体做功而实现液(yè)体的输送,是离心泵重要零件一。
叶轮一般由轮毅、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖(gài)板和后盖板之分,叶轮口侧的盖板称为前盖板,另一侧(cè)的盖板称为后盖板。
当KNOLL离心泵启动(dòng)后,泵轴带动叶轮一起(qǐ)作高速旋转运(yùn)动,迫使预先充灌在叶片(piàn)间液体(tǐ)旋转,在惯性离心力的(de)作用(yòng)下,液体自叶轮中(zhōng)心向外周作径向运动。
液体(tǐ)在流经叶轮的运动过程获得了能量,静压(yā)能增高,流速增大。当液体离(lí)开叶轮进入泵(bèng)壳后,由(yóu)于壳(ké)内流(liú)道逐渐扩大而减速,部分动能转化为静压能,最后沿切向流入排出(chū)管路。
按结构形式,叶轮可分为以下三种。
(1)闭式叶轮叶轮的两侧均有(yǒu)盖板,盖(gài)板间有4—6个叶片,闭式叶轮效(xiào)率较高,应用最广,适用于输送不含固体颗粒及(jí)纤维的清洁液体。
(2)开式叶轮在叶片两侧都无盖(gài)板,适用(yòng)于输送含有较大量悬浮物的液体,效率较低,输送的液体压力也(yě)不高(gāo)。
(3)半开(kāi)式叶轮这种叶轮只有后盖板,它适用于输送易于沉淀或含固体悬浮物的液体,其效率(lǜ)介于开式和闭式叶轮之间。
泵(bèng)轴
KNOLL离心泵的泵轴的主(zhǔ)要作用是传递动(dòng)力,支承叶轮保持在工作位置正常运转。它一端通过联轴器与电动机轴相连,另一(yī)端支承着叶轮作旋转(zhuǎn)运动,轴上装有轴承、轴向(xiàng)密封等零部件。
泵轴的常用材料是碳素钢和不锈(xiù)钢。
叶轮和(hé)轴靠(kào)键相(xiàng)连(lián)接(jiē),由于这(zhè)种连接方式只能传递扭矩而不能固定叶轮的轴向位置,故在水泵中还要用轴(zhóu)套(tào)和锁紧螺母来固定叶轮的轴向位置。
叶轮(lún)采用锁紧(jǐn)螺母(mǔ)与轴套轴向定位后,为防止(zhǐ)锁紧螺母退扣,要防止水泵反转,尤其是对初装水泵或解体检修后的水泵要按规定进行转向检查,确保与规定转(zhuǎn)向一致。
轴套
轴套的作用是保护泵轴,使填料与泵轴的摩擦转变为填料与轴套的摩擦,所以轴套是离心泵的易磨损件。
轴套表面一般也可(kě)以进行渗碳、渗氮、镀铬、喷涂等处理方法,表面粗糙(cāo)造度要求一(yī)般要达到Ra3.2μm—Ra0.8μm。可以降低摩擦系数,提高使用寿命。
轴承
轴(zhóu)承起支承转子重量和(hé)承受力的作用。离心泵上多使用滚动轴承,其外圈与轴承座孔采用基(jī)轴制,内圈与转轴采用基孔制,配合类别国家标(biāo)准有推荐值,可按具体情况(kuàng)选用。轴承一般用润滑脂和润滑油润滑(huá)。
填料盒
泵轴(zhóu)穿(chuān)出泵(bèng)壳时,在(zài)轴与壳之间存在间隙。
在单吸式离心泵中,该部位如不(bú)用轴封装置,泵壳内高压(yā)水就会向外大量泄漏(lòu)。
填(tián)料盒就是常用的(de)一(yī)种轴封装置。填料盒是由轴封套、填料、水封管、水封环和填(tián)料压盖5个部件组成。
蜗壳
蜗壳是指叶轮(lún)出口到下一级(jí)叶轮入口或到泵的出口管之间截面积逐渐增大的螺旋形流道。其流道逐渐扩大,出口为扩(kuò)散管状。液体从叶轮(lún)流出后,其流速可以平缓地降低,使很大一部(bù)分动能转变为静压能。
蜗壳的优点是制造(zào)方便,高效区宽,车削叶轮后泵的效率变化较小。
缺点(diǎn)是蜗壳形状不对称,在使用单蜗壳时作用在转子径向的压(yā)力不均匀,易使轴弯曲,所以在多级泵中只是首段(duàn)和尾段采用蜗壳而在(zài)中段采用导轮装置。
蜗壳的材质一般(bān)为铸铁。防腐泵的蜗(wō)壳为不锈钢或(huò)其他防腐材料,例如(rú)塑料玻璃钢等。多级泵由于压力较大,对(duì)材质强度要求较高,其蜗壳一般用铸钢制造。
导轮(lún)
导轮是一个固定不动的圆盘,正面有包在叶轮外缘的正(zhèng)向导叶,这些导叶(yè)构成了一条条扩散形流道,背面有将液体引向下一级叶轮人口的反(fǎn)向导叶。液(yè)体从叶轮甩出(chū)后,平缓地进入(rù)导轮,沿着正向导叶继续向外流动(dòng),速度逐渐降低,动能大部分(fèn)转变(biàn)为静压能。
叶轮与导叶(yè)间的径向单侧间隙约为lmm。若间隙过大,效率会降低;间(jiān)隙过小,则会引起振动和噪声(shēng)。与蜗壳相(xiàng)比,采(cǎi)用导(dǎo)轮的分段式多级离心泵的泵壳容易制造,转能的效率也较(jiào)高。但安装检修较蜗(wō)壳困难。
密(mì)封环
为了减(jiǎn)少内泄漏,保护泵壳,在与叶轮入口处(chù)相对应的壳体上装有可拆换的密封环。
密封环内孔与叶轮(lún)外圆(yuán)处的径向间隙一般在0.1—0.2mm之间。
密封环磨损后,使径向间(jiān)隙增大,泵的排液量减少,效率降低,当(dāng)密封间隙超过规定值时应及时更换。
密(mì)封环的结构形式有三种。
平环式,结构简(jiǎn)单(dān),制造方便,但密封效果(guǒ)差。
直角式的密封环,液体泄漏时通过一个90°的通道,密(mì)封效果比平环式好,应用广泛。
迷宫式密封环,密封效果好,但结构复杂,制造(zào)困难,一般离心泵中很少采用。
离心泵有哪些分类?
KNOLL离心泵产品(pǐn)一般按照其结构特点划分,有(yǒu)多种(zhǒng)划分方式,包括按工作压力、按工作叶轮数目、按叶(yè)轮进(jìn)水方式等六种分类(lèi)方式。
1.按工作(zuò)压力:
低压泵:压力低(dī)于100米(mǐ)水柱;
中压(yā)泵:压力在100-650米水柱之间;
高(gāo)压泵:压力高于(yú)650米水柱。
2.按工作叶轮数目:
单级(jí)泵:即(jí)在泵轴上只有一个叶(yè)轮。
多级泵.:即(jí)在泵轴上有两(liǎng)个或两个以上的叶轮,这时(shí)泵的总(zǒng)扬程为n个叶轮产(chǎn)生的扬程之和(hé)。
3.按叶轮进水方式(shì):
单侧进水式泵:又叫单吸泵,即叶轮上只有一个进水口。
双侧进水(shuǐ)式泵(bèng):又叫双吸泵,即叶轮两侧都有一个进水口。它的流量比单吸式泵大一倍,可以近似看作是二个单吸泵(bèng)叶轮背靠背地放在了一起。
4.按泵轴位置:
卧式(shì)泵:泵轴(zhóu)位于水平位置。
立式泵:泵轴位于垂直位置。
5.按泵壳结(jié)合缝形式:
水平中开(kāi)式泵:即(jí)在(zài)通过轴(zhóu)心线的水平面上开有结合(hé)缝。
垂直结合面泵:即结合面与轴心线相垂直。
6.按(àn)叶轮出来的水引(yǐn)向压出室的方式:
蜗壳泵:水从叶轮出来后,直接进入具有螺旋线形状的泵壳。
导叶泵:水从叶轮出来后,进入(rù)它外面设置(zhì)的导叶(yè),之后进入下一级或流(liú)入出口管。
7.按输送介质按KNOLL离心泵所输送介质的不同而分为:清水泵(bèng)、油泵、耐腐蚀泵等。
什么是气蚀和(hé)气缚(fù)?
气蚀现象
把泵内气泡的形(xíng)成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程(chéng),称为气蚀现象。
KNOLL离心泵工作时,在叶(yè)轮中心(xīn)区域产生真空形成低压而将液体吸上(shàng)。形成的低压越低,则离心泵的吸上能力越强,表现为吸上高度(dù)越高。但是,真空区(qū)压强太低,以致于低于气体的饱和蒸汽压,则被吸上的液体在真空区发(fā)生大量汽化产生气泡。
含气泡的(de)液体挤入高压区后急剧凝结(jié)或破裂。因气泡的消失产生局部真空,周围的液体就以极高的速度流向(xiàng)气泡中心,瞬间产(chǎn)生(shēng)了极大的局部冲击力,造成对叶轮和泵壳的冲(chōng)击,使材料受到破坏。
气缚现象
KNOLL离心泵启动时,若泵内存有空气,由于空气密度很(hěn)小(xiǎo),旋(xuán)转后产生的离心力小,因而叶轮(lún)中心区所形成的低压不足以吸入液体,这样虽启动离心泵也不能完成输送任务(wù),这种现象称为气缚。
这(zhè)表示离心泵无自吸能力,所以离心泵在启动前必须向泵(bèng)内灌满被输送的液体。当然若将离心(xīn)泵的吸入口置于被输送液体的液面之下,液体会自动流入泵内,这是一种(zhǒng)特(tè)殊情况。 离心(xīn)泵(bèng)吸入管路装有底阀,以防(fáng)止启动(dòng)前灌入的液(yè)体从泵内流出,滤网可以阻拦液体中的固体吸入而堵塞管道和泵壳排出管路中装有的调节阀是(shì)供开(kāi)泵、停泵和调节(jiē)流(liú)量时使用。
从造成汽蚀和气缚的原因不同来看:
气缚(fù)是(shì)泵体内有空气,一般发生在(zài)泵启动的时(shí)候,主要表现在泵体内的空(kōng)气没(méi)排净;而(ér)汽蚀是由于液(yè)体在一定的温度下达到了它的汽化压力,可见和输送介质,工况有密切的关系。
怎样防止气(qì)缚和气蚀?
气缚和气蚀现象影响(xiǎng)泵的操(cāo)作性能。
气缚的危害与防止
气缚现象发生后,泵无液体排出,无噪音,振动,影响操作。
防止气缚现象的发(fā)生有以下方法:
1、在启动前向壳内灌满液体(tǐ)。做好壳体的密封工作,灌(guàn)水的阀门(mén)和莲蓬头不(bú)能漏水密封性要好。
2、KNOLL离心泵(bèng)吸入管路装有底阀,以防止启动(dòng)前灌(guàn)入的液体从泵内流。滤网(wǎng)可阻止液体中的固体吸入。排出管路(lù)装有调节阀是供开泵停(tíng)泵和调(diào)节流量时使用。
3、将KNOLL离心泵的吸入口(kǒu)置(zhì)于备输送液体(tǐ)的液面之下,液体会自动流入泵内。
气蚀的危害与防止
汽蚀时传递到叶轮及泵壳的冲击波,加上液体中微量溶解的氧对金属化学腐蚀的(de)共同作用,在一定时间后,可使其表面出现斑痕及裂缝,甚至呈海面状逐步脱落;发生(shēng)汽蚀(shí)时,还会(huì)发出噪声,进而使泵体震动,可能导致(zhì)泵的性能下降;同(tóng)时由于蒸汽的生成使得液体的表观密(mì)度下降,于(yú)是液体实际流量(liàng)、出口(kǒu)压力和效率都下降,严重时可导致(zhì)完(wán)全不能输出液体。