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技術(shù)文章
新技術(shù)在潛水排污泵中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：996 發(fā)布時(shí)間：2012-12-1
兩項(xiàng)新技術(shù)在潛水排污泵中的應(yīng)用
潛水排污泵是一種泵與電機(jī)連體,并同時(shí)潛入液下工作的泵類產(chǎn)品,與一般臥式污水泵或立式污水泵相比,潛水排污泵明顯具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):1.結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。潛水排污泵由于潛入液下工作,因此可直接安裝于污水池內(nèi),無需建造專門的泵房用來安裝泵及機(jī),可以節(jié)省大量的土地及基建費(fèi)用。2.安裝維修方便。小型的潛水排污泵可以自由安裝,大型的潛水排污泵一般都配有自動(dòng)藕合裝置可以進(jìn)行自動(dòng)安裝,安裝及維修相當(dāng)方便。3.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長。潛水排污泵由于泵和電機(jī)同軸,軸短,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量輕,因此軸承上承受的載荷（徑向）相對較小,壽命比一般泵要長得多。4.不存在汽蝕破壞及灌引水等問題。特別是后一點(diǎn)給操作人員帶來了很大的方便。5.振動(dòng)噪聲小,電機(jī)溫升低,對環(huán)境無污染。正是由于上述優(yōu)點(diǎn),潛水排污泵已越來越受到人們的重視,使用的范圍也越來越廣,由原來的單純地用來輸送清水到現(xiàn)在的可以輸送各種生活污水、工業(yè)廢水、建筑工地排水、液狀飼料等等。在市政工程、工業(yè)、醫(yī)院、建筑、飯店、水利建設(shè)等各行各業(yè)中起著十分重要的作用。
但是任何事物都是一分為二的,對于潛水排污泵來說zui關(guān)鍵的問題是可靠性問題,因?yàn)闈撍盼郾玫氖褂脠龊鲜窃谝合?輸送的介質(zhì)是一些含有固體物料的混合液體;泵與電機(jī)靠得很近;泵為立式布置,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量與葉輪承受水壓力同向。這些問題都使得潛水排污泵在密封、電機(jī)承載能力、軸承布置及選用等方面的要求比一般的污水泵要高。
為了提高潛水排污泵的壽命,現(xiàn)在國內(nèi)外大部分廠家都在泵的保護(hù)系統(tǒng)上想辦法,即在泵發(fā)生泄漏、過載、超溫等故障時(shí)能進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,并自動(dòng)停機(jī)備修。可是我們認(rèn)為,在潛水排污泵中設(shè)置保護(hù)系統(tǒng)很有必要的,它能有效地保護(hù)電泵的安全運(yùn)行。但這并不是問題的關(guān)鍵,保護(hù)系統(tǒng)只不過是在泵發(fā)生故障后的一種補(bǔ)救辦法,是一種比較被動(dòng)的辦法。問題的關(guān)鍵應(yīng)該是從根本著手,*解決泵在密封、過載等方面的問題,這才是一種較為主動(dòng)的辦法。為此我們把副葉輪流體動(dòng)力密封技術(shù)及泵的無過載設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于潛水排污泵中來,較大提高了泵密封可靠性和承載能力,延長了泵的使用壽命。
一、副葉輪流體動(dòng)力密封技術(shù)的應(yīng)用
所謂的副葉輪流體動(dòng)力密封是指在泵的葉輪后蓋板背面附近同軸反方向安裝一開式葉輪。當(dāng)泵工作時(shí),副葉輪隨泵主軸一起旋轉(zhuǎn),副葉輪中的液體也會(huì)一起旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的液體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外的離心力,這個(gè)離心力一方面頂住流向機(jī)械密封處的液體,降低了機(jī)械密封處的壓力。另一方面阻止介質(zhì)中的固體顆粒進(jìn)入機(jī)械密封的摩擦副中,減少機(jī)械密封磨塊的磨損,延長了其使用壽命。副葉輪除了起到密封作用外,還可以起到降低軸向力的作用,在潛水排污泵中軸向力主要是由液體作用在葉輪上的壓差力和整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力所組成,這兩個(gè)力的作用方向是相同的,合力是由兩個(gè)力相加而成。
可以看出,在性能參數(shù)*相同的情況下,潛水排污泵的軸向力比一般臥式泵要大,而平衡難度比立式泵要難。所以在潛水排污泵中,軸承容易損壞其原因也是與軸向力大有著很大的關(guān)系。而如果安裝了副葉輪,液體作用在副葉輪上壓差力的方向是與上述兩力的合力相反的,這樣可以抵消一部分軸向力,也就起到了延長軸承壽命的作用。但是使用副葉輪密封系統(tǒng)也有一個(gè)缺點(diǎn),那就是在副葉輪上要消耗一部分能量,一般在3%左右,但是只要設(shè)計(jì)合理,*可以把這部分損失降低到zui低限度。
二、泵的無過載設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用
在一般的離心泵中,功率總是隨著流量的增加而增加的,也就是說,功率曲線是一根隨流量增加而上升的曲線,這對泵的使用會(huì)帶來一個(gè)問題:當(dāng)泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí),一般來說,泵的功率小于電機(jī)額定功率,這臺泵的使用是安全的;但是當(dāng)泵揚(yáng)程降低時(shí),流量就會(huì)增加（從泵的性能曲線可以看出）,功率也隨之增加。當(dāng)流量超過設(shè)計(jì)工況點(diǎn)流量并到達(dá)一定值時(shí),泵的輸入功率可能會(huì)超過電機(jī)額定功率而造成電機(jī)過載而燒毀。
電機(jī)過載運(yùn)行時(shí)要么保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作使泵停止轉(zhuǎn)動(dòng);要么保護(hù)系統(tǒng)失靈使電機(jī)燒毀。泵的揚(yáng)程低于設(shè)計(jì)工況點(diǎn)揚(yáng)程使用的情況,在實(shí)際中也是經(jīng)常會(huì)遇到的,一種情況是在泵選型時(shí),泵的揚(yáng)程選得過高,而實(shí)際使用時(shí)泵是降低揚(yáng)程使用的;另一種情況是,在使用中泵的工況點(diǎn)不太好確定,換句話說泵的流量需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié);還有一種情況是泵需要經(jīng)常改變地點(diǎn)使用。這三種情況者陌可能使泵過載而影響泵的使用可靠性。
可以這么說,對于沒有全揚(yáng)程特性的泵（包括潛水排污泵）,其使用范圍會(huì)受到很大程度上的限制。所謂的全揚(yáng)程特性（也稱無過載特征）是指功率曲線隨流量增加而上升的速度非常緩慢,更理想的是當(dāng)流量增加到某一定值時(shí),功率不但不會(huì)再上升,反而會(huì)有所下降,也就是說功率曲線是一根有駝峰的曲線,如果這樣的話,我們只要選擇電機(jī)額定功率略超過駝峰點(diǎn)的功率值,那么在0流量到zui大流量的整個(gè)范圍內(nèi),你無論在那一個(gè)工況點(diǎn)上運(yùn)行,泵的功率都不會(huì)超過電機(jī)功率而使泵過載,對于具備這種性能的泵,無論是選型還是使用時(shí),都會(huì)非常方便和可靠。另外電機(jī)功率也不需配得過大,可以節(jié)省可觀的設(shè)備費(fèi)用。
潛水排污泵是一種泵與電機(jī)連體,并同時(shí)潛入液下工作的泵類產(chǎn)品,與一般臥式污水泵或立式污水泵相比,潛水排污泵明顯具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):1.結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。潛水排污泵由于潛入液下工作,因此可直接安裝于污水池內(nèi),無需建造專門的泵房用來安裝泵及機(jī),可以節(jié)省大量的土地及基建費(fèi)用。2.安裝維修方便。小型的潛水排污泵可以自由安裝,大型的潛水排污泵一般都配有自動(dòng)藕合裝置可以進(jìn)行自動(dòng)安裝,安裝及維修相當(dāng)方便。3.連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長。潛水排污泵由于泵和電機(jī)同軸,軸短,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量輕,因此軸承上承受的載荷（徑向）相對較小,壽命比一般泵要長得多。4.不存在汽蝕破壞及灌引水等問題。特別是后一點(diǎn)給操作人員帶來了很大的方便。5.振動(dòng)噪聲小,電機(jī)溫升低,對環(huán)境無污染。正是由于上述優(yōu)點(diǎn),潛水排污泵已越來越受到人們的重視,使用的范圍也越來越廣,由原來的單純地用來輸送清水到現(xiàn)在的可以輸送各種生活污水、工業(yè)廢水、建筑工地排水、液狀飼料等等。在市政工程、工業(yè)、醫(yī)院、建筑、飯店、水利建設(shè)等各行各業(yè)中起著十分重要的作用。
但是任何事物都是一分為二的,對于潛水排污泵來說zui關(guān)鍵的問題是可靠性問題,因?yàn)闈撍盼郾玫氖褂脠龊鲜窃谝合?輸送的介質(zhì)是一些含有固體物料的混合液體;泵與電機(jī)靠得很近;泵為立式布置,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量與葉輪承受水壓力同向。這些問題都使得潛水排污泵在密封、電機(jī)承載能力、軸承布置及選用等方面的要求比一般的污水泵要高。
為了提高潛水排污泵的壽命,現(xiàn)在國內(nèi)外大部分廠家都在泵的保護(hù)系統(tǒng)上想辦法,即在泵發(fā)生泄漏、過載、超溫等故障時(shí)能進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,并自動(dòng)停機(jī)備修。可是我們認(rèn)為,在潛水排污泵中設(shè)置保護(hù)系統(tǒng)很有必要的,它能有效地保護(hù)電泵的安全運(yùn)行。但這并不是問題的關(guān)鍵,保護(hù)系統(tǒng)只不過是在泵發(fā)生故障后的一種補(bǔ)救辦法,是一種比較被動(dòng)的辦法。問題的關(guān)鍵應(yīng)該是從根本著手,*解決泵在密封、過載等方面的問題,這才是一種較為主動(dòng)的辦法。為此我們把副葉輪流體動(dòng)力密封技術(shù)及泵的無過載設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于潛水排污泵中來,較大提高了泵密封可靠性和承載能力,延長了泵的使用壽命。
一、副葉輪流體動(dòng)力密封技術(shù)的應(yīng)用
所謂的副葉輪流體動(dòng)力密封是指在泵的葉輪后蓋板背面附近同軸反方向安裝一開式葉輪。當(dāng)泵工作時(shí),副葉輪隨泵主軸一起旋轉(zhuǎn),副葉輪中的液體也會(huì)一起旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)的液體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向外的離心力,這個(gè)離心力一方面頂住流向機(jī)械密封處的液體,降低了機(jī)械密封處的壓力。另一方面阻止介質(zhì)中的固體顆粒進(jìn)入機(jī)械密封的摩擦副中,減少機(jī)械密封磨塊的磨損,延長了其使用壽命。副葉輪除了起到密封作用外,還可以起到降低軸向力的作用,在潛水排污泵中軸向力主要是由液體作用在葉輪上的壓差力和整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重力所組成,這兩個(gè)力的作用方向是相同的,合力是由兩個(gè)力相加而成。
可以看出,在性能參數(shù)*相同的情況下,潛水排污泵的軸向力比一般臥式泵要大,而平衡難度比立式泵要難。所以在潛水排污泵中,軸承容易損壞其原因也是與軸向力大有著很大的關(guān)系。而如果安裝了副葉輪,液體作用在副葉輪上壓差力的方向是與上述兩力的合力相反的,這樣可以抵消一部分軸向力,也就起到了延長軸承壽命的作用。但是使用副葉輪密封系統(tǒng)也有一個(gè)缺點(diǎn),那就是在副葉輪上要消耗一部分能量,一般在3%左右,但是只要設(shè)計(jì)合理,*可以把這部分損失降低到zui低限度。
二、泵的無過載設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用
在一般的離心泵中,功率總是隨著流量的增加而增加的,也就是說,功率曲線是一根隨流量增加而上升的曲線,這對泵的使用會(huì)帶來一個(gè)問題:當(dāng)泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí),一般來說,泵的功率小于電機(jī)額定功率,這臺泵的使用是安全的;但是當(dāng)泵揚(yáng)程降低時(shí),流量就會(huì)增加（從泵的性能曲線可以看出）,功率也隨之增加。當(dāng)流量超過設(shè)計(jì)工況點(diǎn)流量并到達(dá)一定值時(shí),泵的輸入功率可能會(huì)超過電機(jī)額定功率而造成電機(jī)過載而燒毀。
電機(jī)過載運(yùn)行時(shí)要么保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作使泵停止轉(zhuǎn)動(dòng);要么保護(hù)系統(tǒng)失靈使電機(jī)燒毀。泵的揚(yáng)程低于設(shè)計(jì)工況點(diǎn)揚(yáng)程使用的情況,在實(shí)際中也是經(jīng)常會(huì)遇到的,一種情況是在泵選型時(shí),泵的揚(yáng)程選得過高,而實(shí)際使用時(shí)泵是降低揚(yáng)程使用的;另一種情況是,在使用中泵的工況點(diǎn)不太好確定,換句話說泵的流量需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào)節(jié);還有一種情況是泵需要經(jīng)常改變地點(diǎn)使用。這三種情況者陌可能使泵過載而影響泵的使用可靠性。
可以這么說,對于沒有全揚(yáng)程特性的泵（包括潛水排污泵）,其使用范圍會(huì)受到很大程度上的限制。所謂的全揚(yáng)程特性（也稱無過載特征）是指功率曲線隨流量增加而上升的速度非常緩慢,更理想的是當(dāng)流量增加到某一定值時(shí),功率不但不會(huì)再上升,反而會(huì)有所下降,也就是說功率曲線是一根有駝峰的曲線,如果這樣的話,我們只要選擇電機(jī)額定功率略超過駝峰點(diǎn)的功率值,那么在0流量到zui大流量的整個(gè)范圍內(nèi),你無論在那一個(gè)工況點(diǎn)上運(yùn)行,泵的功率都不會(huì)超過電機(jī)功率而使泵過載,對于具備這種性能的泵,無論是選型還是使用時(shí),都會(huì)非常方便和可靠。另外電機(jī)功率也不需配得過大,可以節(jié)省可觀的設(shè)備費(fèi)用。