水泵的基本構(gòu)造和工作原理
2017-08-08 18:44:03
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水泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的分別是葉輪，泵體，泵軸，軸承，密封環(huán)，填料函。
1、葉輪是水泵（water pump）的核心部分，它轉(zhuǎn)速高出力大，葉輪上的葉片又起到主要作用，葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑，以減少水流的摩擦損失。
2、泵體也稱泵殼，它是水泵的主體。起到支撐固定作用，并與安裝軸承(bearing)的托架相連接。
3、泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機(jī)相連接，將電動機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪(指裝有動葉的輪盤)，所以它是傳遞水能的主要部件。
4、軸承是套在泵軸上支撐（sustain）泵軸的構(gòu)件，有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當(dāng)一般為2/3～3/4的體積（volume)太多會發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱!滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂賤，太少軸承又要過熱燒壞造成事故(shì gù)!在水泵運(yùn)行過程中軸承的溫度最高在85度一般運(yùn)行在60度左右，如果高了就要查找原因(是否有雜質(zhì)，油質(zhì)是否發(fā)黑，是否進(jìn)水)并及時處理!
5、密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口與泵殼間的間隙過大會造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū)，影響泵的出水量，效率降低!間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏，延緩葉輪和泵殼的所使用周期，在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán)，密封的間隙保持在0.25～1.10mm之間為宜。
6、填料函主要由填料，水封環(huán)，填料筒，填料壓蓋，水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙，不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進(jìn)入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的水!當(dāng)泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻(cooling)!保持水泵的正常運(yùn)行。所以在水泵的運(yùn)行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意!在運(yùn)行600個小時左右就要對填料進(jìn)行更換。
二、水泵的過流部件
水泵的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個部分。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對液體的作功，使其能量增加。葉輪按液體流出的方向分為三類：
(1)徑流式葉輪(指裝有動葉的輪盤)(離心式葉輪)液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。
(2)斜流式葉輪(混流式葉輪)液體是沿著軸線傾斜的方向流出葉輪。
(3)軸流式葉輪液體流動的方向與軸線平行的。凱泉泵業(yè)擁有全面多樣的產(chǎn)品組合。擁有連成、東方、凱泉、南方、格蘭富、ITT、威樂等超過10種國內(nèi)外知名品牌水泵類產(chǎn)品確保最大程度滿足客戶的產(chǎn)品選擇需求。
葉輪按吸入的方式分為二類：
(1)單吸葉輪(指裝有動葉的輪盤)(即葉輪從一側(cè)吸入液體)。
(2)雙吸葉輪(即葉輪從兩側(cè)吸入液體)。上海凱泉每年以銷售總額的5%，用于技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品研發(fā)。引進(jìn)了世界先進(jìn)的CFD流體力學(xué)專業(yè)內(nèi)流場分析、CAE有限元理論計算及CIMATRON三維CAD、CAM、CAE、FMS等研究設(shè)計軟件系統(tǒng)。凱泉泵業(yè)憑借齊備的水泵類全線產(chǎn)品，我們將全球領(lǐng)先的水泵類產(chǎn)品銷售模式帶到中國，為各行各業(yè)的水泵采購提供服務(wù)，節(jié)省客戶的時間和成本。
葉輪按蓋板形式分為三類：
(1)封閉式葉輪。
(2)敞開式葉輪。
(3)半開式葉輪。
其中封閉式葉輪應(yīng)用很廣泛，前述的單吸葉輪雙吸葉輪均屬于這種形式。
三、水泵（water pump）的工作(gōng zuò)原理
水泵的工作原理是：水泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿水行成水狀態(tài)，當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動時，葉片促使水很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成水區(qū)域。水原的水在大氣壓力(或水壓)的作用下通過管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內(nèi)。這樣循環(huán)不已，就可以實現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：水泵啟動前一定要向泵殼內(nèi)充滿水以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱，震動，出水量減少，對水泵造成損壞(簡稱 ;氣蝕 ;)造成設(shè)備事故(shì gù)!
水泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式1按葉輪吸入方式分：單吸式水泵雙吸式水泵。2按葉輪數(shù)目分：單級水泵
多級水泵。3按葉輪結(jié)構(gòu)分：敞開式葉輪水泵半開式葉輪水泵封閉式葉輪水泵。4按工作壓力分：低壓水泵中壓水泵高壓水泵邊立式水泵。
四、下面介紹水泵的幾條重要的性能曲線。
水泵的性能參數(shù)如流量Q揚(yáng)程H軸功率N轉(zhuǎn)速n效率η之間存在的一定的關(guān)系。他們之間的量值變化關(guān)系用曲線來表示，這種曲線就稱為水泵的性能曲線。
水泵的性能參數(shù)之間的相互變化關(guān)系及相互制約性：首先以該水泵的額頂轉(zhuǎn)速為先決條件的。上海凱泉是集設(shè)計、生產(chǎn)、銷售泵、給水設(shè)備及泵用控制設(shè)備于一體的大型綜合性泵業(yè)公司,是中國泵行業(yè)的龍頭企業(yè)。
水泵性能曲線主要有三條曲線：流量—揚(yáng)程曲線，流量—功率曲線，流量—效率曲線。
A、流量(單位:立方米每秒)—揚(yáng)程特性曲線
它是水泵的基本的性能曲線。比轉(zhuǎn)速小于80的水泵具有上升和下降的特點(既中間凸起，兩邊下彎)，稱駝峰性能曲線。比轉(zhuǎn)速在80～150之間的水泵具有平坦的性能曲線。比轉(zhuǎn)數(shù)在150以上的水泵具有陡降性能曲線。一般的說，當(dāng)流量小時，揚(yáng)程就高，隨著流量的增加揚(yáng)程就逐漸下降。
B、流量(單位:立方米每秒)—功率曲線（Curve）
軸功率是隨著流量而增加的，當(dāng)流量Q=0時，相應(yīng)的軸功率并不等于零，而為一定值(約正常運(yùn)行的60%左右)。這個功率主要消耗于水損失上。此時水泵里是充滿水的，如果長時間的運(yùn)行，會導(dǎo)致泵內(nèi)溫度（temperature)不斷升高，泵殼，軸承(bearing)會發(fā)熱，嚴(yán)重時可能使泵體熱力變形，我們稱為 ;悶水頭 ；此時揚(yáng)程為最大值，當(dāng)出水閥逐漸打開時，流量就會逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。
C、流量—效率曲線
它的曲線（Curve）象山頭形狀，當(dāng)流量(單位:立方米每秒)為零時，效率也等于零，隨著流量的增大，效率也逐漸的增加，但增加到一定數(shù)值之后效率就下降了，效率有一個最高值，在最高效率點附近，效率都比較高，這個區(qū)域稱為高效率區(qū)。
五、合理配置、安全運(yùn)行、優(yōu)質(zhì)供水
以上四個方面了解了水泵構(gòu)造，工作原理、特性曲線以后，如何合理配置電機(jī)水泵的功率，是保證水泵的安全運(yùn)行，優(yōu)質(zhì)供水，降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，合理配置水泵功率，發(fā)揮水泵最佳工作區(qū)域的安全運(yùn)行，我廠供水的實際情況(qíng kuàng)，足已說明設(shè)備合理配置的重要性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
1、機(jī)泵設(shè)備合理配置的重要性。上海凱泉是集設(shè)計、生產(chǎn)、銷售泵、給水設(shè)備及泵用控制設(shè)備于一體的大型綜合性泵業(yè)公司,是中國泵行業(yè)的龍頭企業(yè)。水廠的主要任務(wù)是保證全市人民的生產(chǎn)和生活用水，南廠原來日最大供水量90萬噸，進(jìn)水量、出水量能滿足地區(qū)壓力，但最近十年時間，隨著市政動遷，用水大戶的遷移，供水量日趨減少，隨著人民生活質(zhì)量提高，對水質(zhì)的需求(xū qiú)越來越高，出廠水達(dá)到0.3NTU,如何確保優(yōu)質(zhì)供水，企業(yè)采取了一系列措施：(a)調(diào)整機(jī)泵設(shè)備的合理配置，實行人機(jī)最佳組合。(b)加大科技創(chuàng)新，投入大量的資金改造原來落后的凈水設(shè)備。(C)投入資金、改造舊設(shè)備、老管網(wǎng)，提高水力條件(tiáo jiàn)，安裝靜態(tài)混合器等。(D)安裝四十臺儀表，運(yùn)用現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)，對水質(zhì)進(jìn)行全過程的監(jiān)測和控制，確保優(yōu)質(zhì)水。這些措施充分說明了機(jī)泵設(shè)備和凈水設(shè)備合理配置的重要性。
2、機(jī)泵設(shè)備(shè bèi)安全運(yùn)行的可靠性。為了確保機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行，企業(yè)對機(jī)泵設(shè)備管理更加規(guī)范，每年一次的大檢修，每月一次的二級保養(yǎng)，每日一次的一級保養(yǎng)制度，這些ISO9002質(zhì)量管理，是保證機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的各項措施，為了保證安全運(yùn)行的可靠性，操作(operate)工人的技術(shù)素質(zhì)的培訓(xùn)、提高，安全操作規(guī)程執(zhí)行都要嚴(yán)格執(zhí)行，這些安全操作制度的落實，是確保機(jī)泵設(shè)備運(yùn)行的可靠性的保證。
3、機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)(jīng jì)性。一談到經(jīng)濟(jì)性就是企業(yè)制水的成本，包括電、礬、氯、氨，要以最安全的運(yùn)行方式，最佳的調(diào)度模式，最低的制水成本，來控制企業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動，提高經(jīng)濟(jì)效益，在這方面企業(yè)已經(jīng)積累了一定經(jīng)驗。如：最安全的運(yùn)行方式，上海的城市供水管網(wǎng)是互通的，有公司中心調(diào)度室來控制地區(qū)的供水壓力，過高容易造成爆管，給人民、國家造成財產(chǎn)損失，水壓過低，影響部分用戶的用水，造成企業(yè)的不良形象。因此，白天保持(bǎo chí)地區(qū)的壓力是30—35千帕左右，夜間地區(qū)壓力保持在30以下千帕。根據(jù)管網(wǎng)壓力的要求，白天開高揚(yáng)程機(jī)泵，夜間開高、低揚(yáng)程組合，有效地控制了出廠水壓力，保證了地區(qū)管網(wǎng)和賓館高樓的用水，采用這些最佳的機(jī)泵組合，既節(jié)約了電耗，又合理地控制了壓力，這些方法保證了機(jī)泵設(shè)備安全運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
隨著科技的不斷發(fā)展，水泵的現(xiàn)代化程度也不斷提高(tí gāo)，減少了許多的人為管理操作。現(xiàn)在大多采用計算(jì suàn)機(jī)監(jiān)控的自動操作模式，這也就對操作人員的自身素質(zhì)提出了更高的要求。因為一臺水泵的異常狀況會影響到整各供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，造成嚴(yán)重的后果。經(jīng)過幾年的實際工作和理論的學(xué)習(xí)，把所學(xué)的知識運(yùn)用到實踐工作中去，合理安排好水量的分配和調(diào)度，利用各臺水泵的特性使用最少的功率達(dá)到水泵的最大出水量，達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。并做到安全，優(yōu)質(zhì)，低耗供水!
水泵原理和構(gòu)造