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摘要:离心泵工作时,泵内不能存在气体。因为气体的重度小,旋转时产生的离心力很小,叶轮中不能形成要求的真空度,无法将液体吸入泵中。因此离心泵启动前必须预先使泵体和吸入室中充满液体。在工作时,吸入系统也不能漏气。这是离心泵正常工作必须具备的条件。本文将主要探讨离心泵在工业中的应用。
关键词:离心泵;工业;吸入
离心泵是使用最广的液体输送设备,由安装在轴上的叶轮、吸入室、压出室和扩散管组成。叶轮旋转时,叶片拨动液体旋转,使液体产生惯性离心力从叶轮中甩出,所以叫做离心泵。叶轮甩出的液体经过泵压出室、扩散管排出。同时,叶轮内产生负压,吸入室的液体在大气压力作用下,经过吸入管吸入叶轮中。叶轮连续而均匀地旋转,液体连续而均匀地被吸入和甩出。
1、离心泵工作原理和性能特点
离心泵是叶片式泵的一种。由于这种泵主要是靠一个或数个叶轮旋转时产生的离心力而输送液体的,所以叫做离心泵。离心泵的分类:
①按叶轮的个数和级数 a.单级泵泵中只有一个叶轮。b.多级泵泵中有多个叶轮,一个叶轮便是一级,级数越多,扬程越高。
②按叶轮的吸入液体方式 a.单吸泵 液体从一侧吸入叶轮。b.双吸泵 叶轮的两侧同时吸入液。
③按泵体接缝形式 a.具有水平接缝的泵(中开式)通过泵轴中心线的水平面上开有泵体接缝的泵。b.具有垂直接缝的泵垂直于泵轴中心线的面上安装泵盖的泵。单级泵和分段式多级泵多采用这种形式。
④按输送液体性质和用途 一般分为离心水泵、离心式井泵、离心式油泵、冷凝水泵、锅炉给水泵及其他特殊离心泵等。
2、离心泵产生振动的原因
①设计欠佳所引起的振动 离心泵设计上刚性不够、叶轮水力设计考虑不周全、叶轮的静平衡未作严格要求、轴承座结构不佳、基础板不够结实牢靠,是泵产生振动的原因。②制造质量不高所引起的振动 离心泵制造中所有回转部件的同轴度超差、叶轮和泵轴制造质量粗糙,是泵产生振动的原因。③安装问题所引起的振动 离心泵安装时基础板未找平找正、泵轴和电动机轴未达到同轴度要求、管道配置不合理、管道产生应力变形、基础螺栓不够牢固,是泵引起振动的原因。④使用运行不当所引起的振动 选用中采用了过高转速的离心泵、操作不当产生小流量运转、泵的密封状态不良、泵的运行状态检查不严,是泵引起振动的原因。
3、离心泵防治振动的措施
3.1 从设计上防治泵振动
a.提高泵的刚性 刚性对防治振动和提高泵的运转稳定性非常重要。其中很重要的一点是适当增大泵轴直径和提高泵座刚性。提高泵的刚性是要求泵在长期的运转过程中保持最小的转子挠度,而增大泵轴刚性有助于减少转子挠度,提高运转稳定性。运转过程中发生轴的晃动、破坏密封、磨损口环等诸多故障均与轴的刚性不够有关。泵轴除强度计算外,其刚度计算不能缺。b.周全考虑叶轮的水力设计 泵的叶轮在运转过程中应尽量少发生汽蚀和脱流现象。为了减少脉动压力,宜于将叶片设计成倾斜的形式。c.严格要求叶轮的静平衡数据 离心泵叶轮的静平衡允许偏差数值一般为叶轮外径乘以0.025g/mm,对于高转速叶轮(2970r/min以上),其静平衡偏差还应降低一半。d.设计上采用较佳的轴承结构轴承座的设计,应以托架式结构为佳。目前使用的悬臂式轴承架,看起来结构紧凑、体积小,但刚性不足、抗振性差、运转中故障率高。而采用托架式泵座不仅可以提高支承的刚性,而且可以节约泵壳所使用的耐腐蚀贵重金属材料,即省略了泵壳支座又可减薄壁厚,达到两全其美。
3.2 从制造质量上防治
a.同轴度应达到要求有不少泵的振动或故障是由于同轴度失调所引起的,同轴度包括泵的所有回转部件,如泵轴、轴承座、联轴器、叶轮、泵壳及轴承精度等,这些都需要按設计图纸上标注的精度加工检测来保证。
b.精细地制造叶轮和泵轴的表面光洁度要高,尤其是密封和油封部位。泵轴的热处理质量应达到要求,高转速泵更应严格要求。叶轮的过流面应尽可能光洁,材质分布应均匀,型线应准确。
3.3 安装上防治泵振动的主要措施
a.基础板找平找正垫铁应选好着力点,最好设置于基础附近并对称布置,同一处垫铁数量不能多于3块。垫铁放置不适当时,预紧螺栓可能造成基础板变形。b.泵轴和电动机轴要保证同轴度校联轴器同轴度时,应从上下和左右方向分别校正。两联轴器之间应留有所要求的间隙,以保证两轴在运转过程中做限定的轴向移动。c.管道配置应合理泵的进口管段应避免突弯和积存空气,进口处最好配置一段锥形渐缩管,使其流体吸入时逐渐收缩增速,以便流体均匀地进入叶轮。d.应设计避免管道应力对泵的影响 管道配置时应当尽可能地避免装配应力、变形应力和管道阀门的重力作用到泵体上,对温差变化较大的管系,应设置金属弹簧软管以消除管道热应力的影响。e.检查基础螺栓是否牢固可靠 新泵安装好后,一定要预紧地脚螺栓后再行试机。如果这一关键事被忽略,往往造成基础板下的斜垫铁振动而退位,再紧就容易破坏基础板的水平,这将对泵的运转造成长期的不良影响。
3.4 从运转维修上防治泵振动
①尽可能地选用低转速泵。尽管高转速泵可以减小泵的体积和提高效率,但有些高转速泵由于设计制造问题很难适应高速运转的要求,运转稳定性差,其使用寿命较短,故从运行方面考虑,为了减少停机损失和延长运行寿命,还是选用低转速泵较为有利。②防止小流量运转或开空泵。操作上不允许使用进口阀门调节流量,运行情况下进口阀门一般要全开,控制流量只能调节出口阀门,如果运转过程中阀门长期关得过小,说明泵的容量过大、运行不经济且影响寿命,应当改选泵型或降低转速运行。③保持泵良好的密封状态。密封不好的泵除了造成跑冒滴漏损失以外,最严重的问题是流体进入轴承内部,加剧磨损,引起振动,缩短寿命。施加填料函(盘根)时,除了需遵照通常的操作要求外,最容易被忽视的问题是将填料函弄脏。轴套上显现的道道沟槽往往是由于装入了粘有泥土和砂粒的脏填料函所致。如果是采用机械密封,需要注意的问题是动、静环的材质选择要恰当,材料不能抵抗工作介质的腐蚀作用,是机械密封故障多发的重要因素之一。
4、结论
总之,离心泵与其他种类的泵相比,具有构造简单、能与电动机直接相连、不受转速的限制、不易磨损、运行平稳、噪声小、出水均匀、调节方便、效率高、运行可靠、维修方便等优点。在叶片泵产品中,离心泵的用量最大、使用范围也最广。因此,离心泵在各行各业中得到了广泛应用。
参考文献:
[1]李从保. 离心泵常见故障及判断处理[J]. 科技传播,2014,01
[2]付燕霞,袁寿其,袁建平,付跃登,黄萍. 离心泵小流量工况下的内部流动特性[J]. 排灌机械工程学报,2014,03
[3]杨帅,姜新阔,吴大转,王乐勤. 离心泵通用自动化测试控制技术[J].排灌机械工程学报,2014,03
[4]袁建平.带预应力的高速离心泵转子模态分析[J]. 中国农村水利水电,2014,02
关键词:离心泵;工业;吸入
离心泵是使用最广的液体输送设备,由安装在轴上的叶轮、吸入室、压出室和扩散管组成。叶轮旋转时,叶片拨动液体旋转,使液体产生惯性离心力从叶轮中甩出,所以叫做离心泵。叶轮甩出的液体经过泵压出室、扩散管排出。同时,叶轮内产生负压,吸入室的液体在大气压力作用下,经过吸入管吸入叶轮中。叶轮连续而均匀地旋转,液体连续而均匀地被吸入和甩出。
1、离心泵工作原理和性能特点
离心泵是叶片式泵的一种。由于这种泵主要是靠一个或数个叶轮旋转时产生的离心力而输送液体的,所以叫做离心泵。离心泵的分类:
①按叶轮的个数和级数 a.单级泵泵中只有一个叶轮。b.多级泵泵中有多个叶轮,一个叶轮便是一级,级数越多,扬程越高。
②按叶轮的吸入液体方式 a.单吸泵 液体从一侧吸入叶轮。b.双吸泵 叶轮的两侧同时吸入液。
③按泵体接缝形式 a.具有水平接缝的泵(中开式)通过泵轴中心线的水平面上开有泵体接缝的泵。b.具有垂直接缝的泵垂直于泵轴中心线的面上安装泵盖的泵。单级泵和分段式多级泵多采用这种形式。
④按输送液体性质和用途 一般分为离心水泵、离心式井泵、离心式油泵、冷凝水泵、锅炉给水泵及其他特殊离心泵等。
2、离心泵产生振动的原因
①设计欠佳所引起的振动 离心泵设计上刚性不够、叶轮水力设计考虑不周全、叶轮的静平衡未作严格要求、轴承座结构不佳、基础板不够结实牢靠,是泵产生振动的原因。②制造质量不高所引起的振动 离心泵制造中所有回转部件的同轴度超差、叶轮和泵轴制造质量粗糙,是泵产生振动的原因。③安装问题所引起的振动 离心泵安装时基础板未找平找正、泵轴和电动机轴未达到同轴度要求、管道配置不合理、管道产生应力变形、基础螺栓不够牢固,是泵引起振动的原因。④使用运行不当所引起的振动 选用中采用了过高转速的离心泵、操作不当产生小流量运转、泵的密封状态不良、泵的运行状态检查不严,是泵引起振动的原因。
3、离心泵防治振动的措施
3.1 从设计上防治泵振动
a.提高泵的刚性 刚性对防治振动和提高泵的运转稳定性非常重要。其中很重要的一点是适当增大泵轴直径和提高泵座刚性。提高泵的刚性是要求泵在长期的运转过程中保持最小的转子挠度,而增大泵轴刚性有助于减少转子挠度,提高运转稳定性。运转过程中发生轴的晃动、破坏密封、磨损口环等诸多故障均与轴的刚性不够有关。泵轴除强度计算外,其刚度计算不能缺。b.周全考虑叶轮的水力设计 泵的叶轮在运转过程中应尽量少发生汽蚀和脱流现象。为了减少脉动压力,宜于将叶片设计成倾斜的形式。c.严格要求叶轮的静平衡数据 离心泵叶轮的静平衡允许偏差数值一般为叶轮外径乘以0.025g/mm,对于高转速叶轮(2970r/min以上),其静平衡偏差还应降低一半。d.设计上采用较佳的轴承结构轴承座的设计,应以托架式结构为佳。目前使用的悬臂式轴承架,看起来结构紧凑、体积小,但刚性不足、抗振性差、运转中故障率高。而采用托架式泵座不仅可以提高支承的刚性,而且可以节约泵壳所使用的耐腐蚀贵重金属材料,即省略了泵壳支座又可减薄壁厚,达到两全其美。
3.2 从制造质量上防治
a.同轴度应达到要求有不少泵的振动或故障是由于同轴度失调所引起的,同轴度包括泵的所有回转部件,如泵轴、轴承座、联轴器、叶轮、泵壳及轴承精度等,这些都需要按設计图纸上标注的精度加工检测来保证。
b.精细地制造叶轮和泵轴的表面光洁度要高,尤其是密封和油封部位。泵轴的热处理质量应达到要求,高转速泵更应严格要求。叶轮的过流面应尽可能光洁,材质分布应均匀,型线应准确。
3.3 安装上防治泵振动的主要措施
a.基础板找平找正垫铁应选好着力点,最好设置于基础附近并对称布置,同一处垫铁数量不能多于3块。垫铁放置不适当时,预紧螺栓可能造成基础板变形。b.泵轴和电动机轴要保证同轴度校联轴器同轴度时,应从上下和左右方向分别校正。两联轴器之间应留有所要求的间隙,以保证两轴在运转过程中做限定的轴向移动。c.管道配置应合理泵的进口管段应避免突弯和积存空气,进口处最好配置一段锥形渐缩管,使其流体吸入时逐渐收缩增速,以便流体均匀地进入叶轮。d.应设计避免管道应力对泵的影响 管道配置时应当尽可能地避免装配应力、变形应力和管道阀门的重力作用到泵体上,对温差变化较大的管系,应设置金属弹簧软管以消除管道热应力的影响。e.检查基础螺栓是否牢固可靠 新泵安装好后,一定要预紧地脚螺栓后再行试机。如果这一关键事被忽略,往往造成基础板下的斜垫铁振动而退位,再紧就容易破坏基础板的水平,这将对泵的运转造成长期的不良影响。
3.4 从运转维修上防治泵振动
①尽可能地选用低转速泵。尽管高转速泵可以减小泵的体积和提高效率,但有些高转速泵由于设计制造问题很难适应高速运转的要求,运转稳定性差,其使用寿命较短,故从运行方面考虑,为了减少停机损失和延长运行寿命,还是选用低转速泵较为有利。②防止小流量运转或开空泵。操作上不允许使用进口阀门调节流量,运行情况下进口阀门一般要全开,控制流量只能调节出口阀门,如果运转过程中阀门长期关得过小,说明泵的容量过大、运行不经济且影响寿命,应当改选泵型或降低转速运行。③保持泵良好的密封状态。密封不好的泵除了造成跑冒滴漏损失以外,最严重的问题是流体进入轴承内部,加剧磨损,引起振动,缩短寿命。施加填料函(盘根)时,除了需遵照通常的操作要求外,最容易被忽视的问题是将填料函弄脏。轴套上显现的道道沟槽往往是由于装入了粘有泥土和砂粒的脏填料函所致。如果是采用机械密封,需要注意的问题是动、静环的材质选择要恰当,材料不能抵抗工作介质的腐蚀作用,是机械密封故障多发的重要因素之一。
4、结论
总之,离心泵与其他种类的泵相比,具有构造简单、能与电动机直接相连、不受转速的限制、不易磨损、运行平稳、噪声小、出水均匀、调节方便、效率高、运行可靠、维修方便等优点。在叶片泵产品中,离心泵的用量最大、使用范围也最广。因此,离心泵在各行各业中得到了广泛应用。
参考文献:
[1]李从保. 离心泵常见故障及判断处理[J]. 科技传播,2014,01
[2]付燕霞,袁寿其,袁建平,付跃登,黄萍. 离心泵小流量工况下的内部流动特性[J]. 排灌机械工程学报,2014,03
[3]杨帅,姜新阔,吴大转,王乐勤. 离心泵通用自动化测试控制技术[J].排灌机械工程学报,2014,03
[4]袁建平.带预应力的高速离心泵转子模态分析[J]. 中国农村水利水电,2014,02