潛水軸流泵的工作原理結(jié)構(gòu)
軸流泵是流量大、揚(yáng)程低、比轉(zhuǎn)數(shù)高的葉片式泵,軸流系的液流沿轉(zhuǎn)軸方向流動,但其設(shè)計(jì)的基本原理與離心泵基本相同。
軸流泵的主要零件有進(jìn)水管、葉輪、導(dǎo)葉、出水管、泵軸、軸承和軸封等。軸流泵按主軸的安裝方式分有立式、臥式和斜式三種。
1. 進(jìn)水管
喇叭管為中小型立式軸流泵的吸水室,用鑄鐵制造,它的作用是把水以較小的損失均勻地引向葉輪。喇叭管的進(jìn)口部分呈圓弧形,進(jìn)口直徑約為葉輪直徑的1.5倍。在大型軸流泵中,吸水室一般做成流道的形式。
2. 葉輪
葉輪是主要的工作部件,由葉片、輪縠、導(dǎo)水錐等組成。
軸流泵的葉片呈扭曲形裝在輪縠上。根據(jù)葉片調(diào)節(jié)的可能性分為固定式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式三種。固定式的葉片和輪穀成一體,葉片的安裝角度是不能調(diào)節(jié)的。半調(diào)節(jié)式的葉片用螺母拴緊在輪鞍上,在葉片的根部刻有基準(zhǔn)線,而在輪縠上刻有幾個(gè)相應(yīng)安裝角度的位置線。葉片不同的安裝角度,其性能曲線將不同,使用時(shí)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)葉片安裝角度。半調(diào)節(jié)式葉輪葉片需要停機(jī)并拆卸葉輪之后,才能進(jìn)行調(diào)節(jié)。全調(diào)節(jié)式的葉片是通過機(jī)械或液壓的一套調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來改變?nèi)~片的安裝角。它可以在不停機(jī)或只停機(jī)而不拆卸葉輪的情況下,改變?nèi)~片的安裝角。
3. 導(dǎo)葉
導(dǎo)葉位于葉輪上方的導(dǎo)葉管中,并固定在導(dǎo)葉管上。它的主要作用是消除流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,減少水頭損失。同時(shí)可將流體的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗堋?/span>
4. 軸和軸承
中小型軸流泵泵軸是實(shí)心的。對于大型軸流泵,為了布置葉片調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),泵軸做成空心的。軸腔內(nèi)安置有操作油管或操作桿。
軸流泵的軸承按其功能可以分為三類:徑向軸承、推力軸承和導(dǎo)軸承。推力軸承用于承受泵運(yùn)行過程中產(chǎn)生的軸向力。徑向軸承導(dǎo)軸承主要用來承受轉(zhuǎn)動部件的徑向力,起徑向定位作用。導(dǎo)軸承裝在導(dǎo)葉錐體中,用于減小軸的擺動,導(dǎo)軸承常用介質(zhì)潤滑或外沖洗液潤滑。
5. 軸封
軸流泵可根據(jù)應(yīng)用場合的要求配置填料或機(jī)械密封,與離心泵軸封相似。
6. 泵殼
軸流泵的泵殼呈圓筒形,由于其中有固定導(dǎo)葉,故稱導(dǎo)葉式泵殼。導(dǎo)葉裝在葉輪后面,呈圓錐形,內(nèi)有多片導(dǎo)葉。軸流泵的出水道是一彎管。中小型軸流泵的進(jìn)水道多采用喇叭形短管,而大型軸流泵則多采用肘彎形或鐘形進(jìn)水道。
軸流泵的性能特點(diǎn)
1. 軸流泵適用于大流量、低揚(yáng)程。
2. 軸流泵的H-V特性曲線很陡,關(guān)死揚(yáng)程(流量Q=0時(shí))是額定值的1.5~2倍。
3. 與離心泵不同,軸流泵流量愈小,軸功率愈大,因此應(yīng)開閥啟動。
4. 高效操作區(qū)范圍很小,在額定點(diǎn)兩側(cè)效率急劇下降。
5. 軸流泵的葉輪一般浸沒在液體中,因此不需考慮汽蝕,啟動時(shí)也不需灌泵。
軸流泵的操作與流量調(diào)節(jié)
軸流泵一般不采用出口閥調(diào)節(jié)流量,常用改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)泵入口導(dǎo)葉或改變?nèi)~片安裝角度的方法調(diào)節(jié)流量。
1. 變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)
與離心泵相似,軸流泵通過改變轉(zhuǎn)速可獲得多條性能曲線,使得工作點(diǎn)保持在高效區(qū)。變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)由于其調(diào)節(jié)的便捷性已經(jīng)在大型軸流泵上得到越來越多的應(yīng)用。
2. 入口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)
軸流泵可在入口設(shè)導(dǎo)葉,通過導(dǎo)葉改變?nèi)肟谝毫鞯念A(yù)選強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)泵特性曲線的改變。導(dǎo)葉調(diào)節(jié)適用于流量小范圍變化而揚(yáng)程大范圍變化的場合。
3. 葉片安裝角調(diào)節(jié)
葉片安裝角調(diào)節(jié)相當(dāng)于改變了泵的比轉(zhuǎn)速,適用于要求流量大范圍變化而揚(yáng)程變化范圍較小的場合。葉片半調(diào)節(jié)式由于每次調(diào)節(jié)需對泵進(jìn)行拆卸,因此適用場合較少。葉片全調(diào)節(jié)式軸流泵設(shè)有液壓式或機(jī)械調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。液壓式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)源自水輪機(jī)葉片調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),具有輸出力矩大的優(yōu)點(diǎn),但油系統(tǒng)復(fù)雜,一般用于功率2500kW以上的大型軸流泵。機(jī)械式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般用于功率2500kW以下的軸流泵。葉片安裝角調(diào)節(jié)由于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜,可靠性相對較差,正逐步被變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)所取代。
潛水軸流泵的運(yùn)用與管理
1、使用與管理
軸流泵是一種高比轉(zhuǎn)速的泵,一般比轉(zhuǎn)速在500~1000之間。由于比較速越大,則揚(yáng)程越低,流量越大。由于軸流泵的qv-H性能曲線很陡降,在起動時(shí)不應(yīng)將排出管路上閥門關(guān)閉,否則起動功率過大,會造成電動機(jī)過載而損壞。軸流泵采用可調(diào)節(jié)式葉片泵來調(diào)節(jié)流量。
2、特點(diǎn)與應(yīng)用
軸流泵的優(yōu)點(diǎn)是流量大、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、外形尺寸小、占地面積小。對調(diào)節(jié)式軸流泵,當(dāng)工作條件變化時(shí),只要改變?nèi)~片角度,仍然可保持在較高效率下工作,但由于楊程太低,其應(yīng)用范圍受到限制。為提高楊程,軸流泵也可做成多級的。
軸流泵氣蝕性能較差,一般允許吸上真空高度僅為4~5mH2O(40~50kPa)。由于軸流泵本身具有的特點(diǎn),因此大流量是軸流泵的發(fā)展方向之一。
目前國內(nèi)已成系列地大量發(fā)展大口徑的巨型軸流泵,在結(jié)構(gòu)上也趨向于采用調(diào)節(jié)式葉片泵的方向發(fā)展。