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1、安全技術(shù)
離心泵安全運(yùn)行 離心泵工作原理分析(圖文)
1 基本結(jié)構(gòu)
離心泵的結(jié)構(gòu)如圖61所示，在蝸牛形泵殼內(nèi)，裝有一具葉輪，葉輪與泵軸 連在一起，可以與軸一起旋轉(zhuǎn)，泵殼上有兩個(gè)接口，一個(gè)在軸向，接吸人管，一個(gè)在切向，接排出管。通常，在吸人管口裝有一個(gè)單向底閥，在排出管口裝有一調(diào)整閥，用來調(diào)整流量。
2 工作原理
在離心泵工作前，先灌滿被輸送液體。當(dāng)離心泵啟動(dòng)后，泵軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，受葉輪上葉片的約束，泵內(nèi)流體與葉輪一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，液體從葉輪中心向葉輪外緣運(yùn)動(dòng)，葉輪中心(吸入口)處因液體空出而呈負(fù)壓狀態(tài)，這樣，在吸入管的兩端就形
2、成了肯定的壓差，即吸人液面壓力與泵吸人口壓力之差，只要這一壓差足夠大，液體就會(huì)被吸人泵體內(nèi)，這就是離心泵的吸液原理。另一方面，被葉輪甩出的液體，在從中心向外緣運(yùn)動(dòng)的過程中，動(dòng)能與靜壓能均增加了，流體進(jìn)入泵殼后，由于泵殼內(nèi)蝸形通道的面積是漸漸增大的，液體的動(dòng)能將削減，靜壓能將增加，到達(dá)泵出口處時(shí)壓力達(dá)到最大，于是液體被壓出離心泵，這就是離心泵的排液原理。
假如在啟動(dòng)離心泵前，泵體內(nèi)沒有布滿液體，由于氣體密度比液體的密度小得多，產(chǎn)生的離心力很小，從而不能在吸人口形成必要的真空度，在吸人管兩端不能形成足夠大的壓差，于是就不能完成離心泵的吸液。這種由于泵體內(nèi)布滿氣體(通常為空氣)而造成離心泵不
3、能吸液(空轉(zhuǎn))的現(xiàn)象稱為氣縛 現(xiàn)象。因此，離心泵是一種沒有自吸力量的泵，在啟動(dòng)離心泵前必需灌泵。
3 主要構(gòu)件
離心泵的主要構(gòu)件有葉輪、泵殼和軸封，有些還有導(dǎo)輪。
(1)葉輪 葉輪是離心泵的核心構(gòu)件，是在一圓盤上設(shè)置412個(gè)葉片構(gòu)成的，其主要功能是將原動(dòng)機(jī)械的機(jī)械能傳給液體，使液體的動(dòng)能與靜壓能均有所增加。
依據(jù)葉輪是否有蓋板可以將葉輪分為3種形式，即開式、半開(閉)式和閉式，如圖62所示，其中圖62(a)為閉式葉輪，圖62(b)為牛開式葉輪，圖62(c)為開式葉輪。通常，閉式葉輪的效率要比開式高，而半開式葉輪的效率介于兩者之間，因此應(yīng)盡量選用閉式葉輪，但由于
4、閉式葉輪在輸送含有固體雜質(zhì)的液體時(shí)，簡單發(fā)生堵塞，故在輸送含有固體的液體時(shí)，多使用開式或半開式葉輪。對(duì)于閉式葉輪與半閉式葉輪，在輸送液體時(shí)，由于葉輪的吸人口一側(cè)是負(fù)壓，而在另一側(cè)則是高壓，因此在葉輪兩側(cè)存在著壓力差，從而存在對(duì)葉輪的軸向推力，將葉輪沿軸向吸人竄動(dòng)，造成葉輪與泵殼的接觸磨損，嚴(yán)峻時(shí)還會(huì)造成泵的振動(dòng)，為了避開這種現(xiàn)象，經(jīng)常在葉輪的蓋板上開若干個(gè)小孔，即平衡孔。但平衡孔的存在降低了泵的效率。其他消退軸向推力的方法是安裝止推軸承或?qū)挝臑殡p吸。
依據(jù)葉輪的吸液方式可以將葉輪分為兩種，即單吸葉輪與雙吸葉輪，如圖63所示。明顯，雙吸葉輪完全消退了軸向推力，而且
5、具有相對(duì)較大的吸液力量。
葉輪上的葉片是多種多樣的，有前彎葉片，徑向葉片和后彎葉片3種，但工業(yè)生產(chǎn)中主要為后彎葉片，由于后彎葉片相對(duì)于另外兩種葉片的效率高，更有利于動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換。由于兩葉片間的流淌通道是漸漸擴(kuò)大的，因此能使液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為靜壓能，葉片是一種轉(zhuǎn)能裝置。
(2)泵殼 由于泵殼的外形像蝸牛，因此又稱為蝸殼。這種特別的結(jié)構(gòu)，使葉輪與泵殼之間的流淌通道沿著葉輪旋轉(zhuǎn)的方向漸漸增大并將液體導(dǎo)向排出管。 因此，泵殼的作用就是匯合被葉輪甩出的液體，并在將液體導(dǎo)向排出口的過程中 實(shí)現(xiàn)部分動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換。泵殼是一種轉(zhuǎn)能裝置，為了削減液體離開葉輪時(shí)
6、 直接沖擊泵殼造成的能量損失。經(jīng)常在葉輪與泵殼之間安裝一個(gè)固定不動(dòng)的導(dǎo) 輪，如圖64所示。導(dǎo)輪帶有前彎葉片，葉片間漸漸擴(kuò)大的通道使進(jìn)入泵殼的液 體的流淌方向漸漸轉(zhuǎn)變，從而削減了能量損失，使動(dòng)能向靜壓能的轉(zhuǎn)換更加有 效。導(dǎo)輪也是一個(gè)轉(zhuǎn)能裝置。通常，多級(jí)離心泵均安裝導(dǎo)輪。
(3)軸封裝置 由于泵殼固定而泵軸是轉(zhuǎn)動(dòng)的，因此在泵軸與泵殼之間存在 肯定的空隙，為了防止泵內(nèi)液體沿空隙漏出泵外或空氣沿相反方向進(jìn)入泵內(nèi)，需要對(duì)空隙進(jìn)行密封處理。用來實(shí)現(xiàn)泵軸與泵殼間密封的裝置稱為軸封裝置。常用 的密封方式有兩種，即填料函密封與機(jī)械密封。
填料函密封是用浸沒或涂有石墨的石棉繩(或其他軟填料)填人泵軸與泵殼 間的空隙，來實(shí)現(xiàn)密封目的;機(jī)械密封是通過一個(gè)安裝在泵軸上的動(dòng)環(huán)與另一個(gè) 安裝在泵殼上的靜環(huán)來實(shí)現(xiàn)密封目的的，工作時(shí)借助彈力使兩環(huán)親密接觸達(dá)到密 封。兩種方式相比較，前者結(jié)構(gòu)簡潔，價(jià)格低，但密封效果差;后者結(jié)構(gòu)簡單， 精密，造價(jià)高，但密封效果好。因此，機(jī)械密封主要用在一些密封要求較高的場(chǎng) 合，如輸送酸、堿、易燃、易爆、有毒、有害等液體。
近年來，隨著防磁防漏技術(shù)的日益成熟，借助加在泵內(nèi)的磁性液體來達(dá)到密封與潤滑作用的技術(shù)正越來越引起人們的關(guān)注。
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