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    轴流泵和混流泵的区别

    放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-30 16:40:39    浏览次数:2    评论:0

    一、轴流泵
    (一)轴流泵的工作原理及基本构造
    轴流泵的工作是以空气动力学中的升力理论为基础的。当叶轮高速旋转时,泵体中的液体质点就会受到来自叶轮的轴向升力的作用,使水流沿轴向方向流动。
    轴流泵外型很像一根水管,泵壳直径与吸水口直径差不多。轴流泵按泵轴的工作位置可以分为立轴、横轴和斜轴三种结构形式。由于立轴泵占地面积小,轴承磨损均匀,叶轮淹没在水中,启动无需灌水,还可以采用分座式支承方式并且能将电机安置在较高位置上,以防被水淹没,因此大多数轴流泵都采用立式结构。图2-9(a)所示为立式半调(节)式轴流泵的外形图,图l—20(b)所示为该泵的结构图,其基本部件由吸人管1,叶轮(包括叶片2,轮毂体3),导叶4,泵轴8,出水弯管7,上下轴承5、9,填料盒l2以及叶片角度的调节机构等组成。
    1.吸入管
    吸人管的作用就是改善入Vl处水力条件,使来流稳定、均匀地流至叶轮进口。一般采用符合流线型的喇叭管或做成流道形式。
    2.叶轮
    轴流泵叶轮按其调节的可能性,可以分为固定式、半调式和全调式3种。固定式轴流泵的叶片和轮毂体是一体的,叶片的安装角度是不能调节的。半调式轴流泵的叶片是用螺母栓紧在轮毂体上,在叶片的根部上刻有基准线,而在轮毂体上刻有几个相应的安装角度的位置
    线,-4°、-2°、0°、+2°、+4°等。在使用过程中,可以根据流量和扬程的变化需要,调整叶片的安装角度,确保水泵在高效区工作。但调节叶片安装角度,只能在停机的情况下完成。全调式轴流泵可以根据不同的扬程与流量要求,在停机或不停机的情况下,通过一套油压调节机构来改变叶片的安装角度,从而来改变其性能,以满足使用要求,这种全调式轴流泵调节机构比较复杂,一般应用于大型轴流泵站。
    3.导叶
    在轴流泵中,液体流经叶轮时,除有轴向运动以外,还随叶轮有一个旋转运动,液体流出叶轮后继续旋转,而这种旋转运动是我们不需要的。导叶的作用就是把叶轮中向上流出的水流旋转运动变为轴向运动,把旋转的动能变为压力能,从而提高了泵的效率。导叶是固定在泵壳上不动的,水流经过导叶时就消除了旋转运动。一般轴流泵中有6~12片导叶。
    4.轴和轴承
    泵轴是用来传递扭矩的。在大型轴流泵中,为了在轮毂体内布置调节、操作机构,泵轴常做成空心轴,里面安置调节操作油管。轴承在轴流泵中按其功能有两种。
    (1)导轴承 主要是用来承受径向力,起到径向定位作用。
    (2)推力轴承其主要作用是在立式轴流泵中,用来承受水流作用在叶片上的方向向下的轴向推力,水泵转动部件重量以及维持转子的轴向位置,并将这些推力传到机组的基础上去。
    5.密封装置
    轴流泵出水弯管的轴孔处需要设置密封装置,目前,一般仍常用压盖填料型的密封装置。
    6.出水弯管
    出水弯管作为轴流泵的一个过流部件起到了改变流向的作用,弯管角度一般为60°或75°。
    (二)轴流泵的性能特点
    轴流泵与离心泵相比,具有下列性能特点。
    (1)扬程随流量的减小而剧烈增大,Q~H曲线陡降,并有转折点。其主要原因是,流量较小时,在叶轮叶片的进口和出口处产生回流,水流多次重复得到能量,类似于多级加压状态,所以扬程急剧增大。又回流使水流阻力损失增加,从而造成轴功率增大的现象,一般空转扬程Ho约为设计工况点扬程的l1.5~2倍。
    (2)Q~N曲线也是陡降曲线,当Q~N(出水闸阀关闭时),其轴功率最大。因此,轴流泵应“开闸启动”。
    (3)Q~H曲线呈驼峰形,高效率工作的范围很小。因此,轴流泵不宜采用闸阀调节流量,避免水泵在高效区外运行。轴流泵一般采用变角调节来改变流量,也就是通过改变叶片装置角p来改变其性能曲线。大型全调式轴流泵为了减小水泵的启动功率,通常在启动前先关小叶片的p角,待启动后再逐渐增大p角,这样,就充分发挥了全调式轴流泵的特点。
    (4)轴流泵的吸水性能较差,安装高度一般为负值。设计时安装高度时,须认真考虑轴流泵的进水条件(包括吸水口淹没深度、吸水流道的形状等),运行中实际工况点与该泵设计工况点的偏离程度,叶轮叶片形状的制造质量和水泵安装质量等,避免在运行中轴流泵内部产生汽蚀。
    (5)轴流泵的比转数比较高,一般用在大流量、低扬程的场合,如大型钢厂、火力发电厂、热电站的循环水泵站,城市雨水防洪泵站、大型污水泵站以及像长距离输水工程中的一些大型提升泵站等。轴流泵的扬程一般仅为4~1 5m左右。
    二、混流泵
    混流泵是介于离心泵与轴流泵之间的一种泵,泵体中的液体质点所受的力既有离心力,又有轴向升力,叶轮出水的水流方向是斜向的。根据其压水室的不同,通常可分为蜗壳式和导叶式两种,其中蜗壳式应用比较广泛。从外形上看,蜗壳式混流泵与单吸式离心泵相似,如图2—12所示;导叶式混流泵与立式轴流泵相似,如图2-13所示。这两种混流泵的部件无多大区别,所不同的仅是叶轮的形状和泵体的支承方式。混流泵适用于工厂、矿山、城市给水排水以及农田灌溉等。潜水泵主要是由电机、水泵和扬水管三个部分组成的,电机与水泵连在一起,完全浸没在水中工作。图2—14所示为QWB型立式潜水污水泵的结构示意图。吸入口位于泵的底部,排出口为水平设置。选用立式潜水电动机与泵体直联,过负荷保护装置和浸水保护装置保证了运转的安全。
    潜水泵按其用途分有给水泵和排污泵。潜水排污泵按其叶轮的形式分有离心式、轴流式和混流式。近些年潜水泵在工矿及城市给水排水工程中应用越来越广泛。
    潜水泵的主要优点是:
    (1)电机与水泵合为一体,不用长的传动轴,重量轻;
    (2)电动机与水泵均潜入水中,不需修建地面泵房;
    (3)由于电动机一般是用水来润滑和冷却的,所以维护费用小。
    由于潜水泵长期在水下运行,因此对电机的密封要求非常严格,如果密封质量不好,或者使用管理不好,会因漏水而烧坏电机。
    潜水电动机较一般电动机有特殊要求,通常有干式、半干式、湿式、充油式及气垫密封式电动机等几种类型。
    干式电机除对绕组绝缘加强防潮外,与一般电机无区别。由于干式潜水电机不允许所输送液体进入电机内腔,故在电机的轴伸端需要采取良好的密封措施。通常采用机械密封装置。但由于这种密封装置结构较复杂,加工工艺要求高,若水中含有泥沙,则密封构件很容易被磨损,使密封失效,故抽送不含泥沙的清水,采用机械密封效果较好。
    半干式电动机是仅将电动机的定子密封,而让转子在水中旋转。
    湿式电动机是在电动机定子内腔充以清水或蒸馏水,转子在清水中转动,定子是用聚乙烯、尼龙等防水绝缘导线绕制而成。为解决电机绕组及水润滑轴承的冷却问题,电机内腔充满清水。因而,这种泵的轴封仅起防止泥沙进入电机的作用,结构较简单,便于制造和维修。但是,这种泵对电机定子所用的绝缘导线和水润滑轴承材料要求较高,还要考虑部件的防锈蚀问题。
    充油式电动机就是在电动机内充满绝缘油(如变压器油),防止水和潮气进入电机绕组,并起绝缘、冷却、润滑和防止水及潮气侵入电机内腔的作用。同时,在电机轴伸端仍需设置机械密封,以阻止水和泥沙进入以及油的泄漏。电机定子线圈用加强绝缘的耐油、耐水漆包线绕制。这种泵的电机转子因在黏滞性较大的油中转动,造成较大的功率损耗,导致效率有所下降,一般约下降3%~5%。
    气垫密封式潜污泵的电机与干式潜水电机一样。但在电机下端有一个气封室,并由几个孔道与外界相通。泵潜入吸水池后,气封室内的空气在外界液体压力的作用下形成气垫,达到阻止液体进入电机内腔的目的。由于这种泵只适用于潜水深度较小且稳定的场合。这种密封方式存在因空气的溶解而使水进入电机内腔的危险,故使用得很少。
    很多型号的潜水泵都设有自动耦合装置,在泵出口端设有滚轮,在导轨内上下滚动,耦合装置保证泵的出水口与固定在基础上的出水弯管自动耦合和脱接,泵的检修工作可在池外进行。竖向导轨下端固定于弯管支座之上,上端与污水池顶梁或墙(出口弯管侧)内预埋钢板焊接固定。轴承与潜水电动机共用。轴封采用机械密封,传动与潜水电动机同轴,由电动机直接驱动。图2—15所示为QWB型泵的外形及安装示意。
    潜水给水泵常用的型号为QXG,其流量范围为200~400m3/h,扬程范围为6.5~60mHz 0,功率范围为11~150kW。
    潜水轴流泵和混流泵常用的型号为ZQB型和HQB型,出水口直径为350~1400mm。单机流量可超过20×104m3/d。潜污泵的流量范围为3~1000m3/h,扬程为7~40m,功率为0.25~30kW。其中QWB型潜污泵是使用较多的一种,它适用于输送40。C以下的工矿企业排放的工业废水、生活污水、粪便或含有纤维、纸屑等非磨蚀性固体的液体。液体的pH值在5~9范围内,固体颗粒直径小于20mm。被广泛地应用于矿山建设、市政工程以及医院、宾馆、饭店污水杂物的排放,也可用作采油、水处理及农田灌溉等。
    深井泵是用来从深井中提取地下水的设备,供以地下水为水源的城市、工矿企业及农田灌溉之用。常用的深井泵有JC型和QJ型。QJ型深井泵实际上是一种立式单吸分段式多级离心水泵。其组成包括三部分:(1)包括滤网在内泵的工作部分;(2)包括泵座和传动轴在内的扬水管部分;(3)带电动机的传动装置部分等。
    叶轮1可以有2~36个固定于同一根竖直的传动轴上。泵壳由上导流壳、中导流壳与下导流壳三部分组成。叶轮位于中导流壳内,下导流壳用来连接中壳与吸水管,把水流导向叶轮。上导流壳用来连接中壳与扬水管,并把叶轮甩出的水引入扬水管中。吸水管下端连有滤水网,用来防止砂石及其他杂物进入水泵。水泵运行时,水从滤网经下导流壳流道进入叶轮,以逐级增加压力,最后通向扬水管至泵底座弯管排出。工作部分在井内至少要让2~3个叶轮浸入动水位以下,而滤水网一方面至少要比最低动水位低0.5~1.0m,另一方面要离开井底不小于2m距离。
    传动轴通过扬水管中心并由橡胶轴承l0支承。整个泵轴系由许多单个短轴,采用联轴器将它联为一整体。所谓短轴就是一定标准长度的单节,其节数根据井的深度来决定,传动轴一般用螺纹联轴节连接。传动装置由立式电机和电机座所组成,泵的转动部分和轴向力全部由电机止推轴承来承受。从传动装置顶端向下看泵,泵为逆时针方向旋转。
    深井泵适用于输送常温、无腐蚀性的清水,水中不允许含有任何油类,含砂量应小于0.01%(质量分数)、水质为中性(pH值为6.5-8.5)。

     
    关键词: 轴流泵
    (文/小编)
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