水泵工作原理及基本構(gòu)造
2017-08-18 18:44:05
一、水泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的
水泵（water pump）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(bearing)，密封環(huán)，填料函。
1、葉輪(指裝有動(dòng)葉的輪盤)是水泵的核心部分，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(shí)驗(yàn)（experiment)。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，并與安裝軸承的托架相連接。
3、泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)相連接，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距傳給葉輪，所以它是傳遞水能的主要部件。
4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件，有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。滾動(dòng)軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當(dāng)一般為2/3～3/4的體積太多會(huì)發(fā)熱，太少又有響聲并發(fā)熱!滑動(dòng)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(shí)處理!
5、密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進(jìn)口(entrance)與泵殼間的間隙過大會(huì)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(huì)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壽命(lifetime)，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。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為核心的技術(shù)體系。擁有專利近二百項(xiàng)（其中國家發(fā)明專利5項(xiàng)），全國建設(shè)行業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目2項(xiàng)，國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。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)行巡回巡查過程中對(duì)填料函的檢查是特別要注意!在運(yùn)行600個(gè)小時(shí)左右就要對(duì)填料進(jìn)行更換。
二、水泵的過流部件
水泵（water pump）的過流部件有：吸入室，葉輪，壓出室三個(gè)部分。葉輪室是泵的核心，也是流部件的核心。泵通過葉輪對(duì)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(離心式葉輪)液體是沿著與軸線垂直的方向流出葉輪。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為核心的技術(shù)體系。擁有專利近二百項(xiàng)（其中國家發(fā)明專利5項(xiàng)），全國建設(shè)行業(yè)科技成果推廣項(xiàng)目2項(xiàng)，國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng)。
(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(dòng)的方向與軸線平行的。
葉輪按吸入的方式分為二類：
(1)單吸葉輪(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)。
葉輪按蓋板形式分為三類：
(1)封閉式葉輪(指裝有動(dòng)葉的輪盤)。
(2)敞開式葉輪。
(3)半開式葉輪(指裝有動(dòng)葉的輪盤)。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司與上海交大、江蘇大學(xué)等近10所高等院校和研究所建立了長期的戰(zhàn)略合作關(guān)系，形成了以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)為核心的技術(shù)體系。
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、水泵的工作原理
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(dòng)時(shí)，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(shí)現(xiàn)連續(xù)抽水。在此值得一提的是：水泵啟動(dòng)前一定要向泵殼內(nèi)充滿水以后，方可啟動(dòng)，否則將造成泵體發(fā)熱，震動(dòng)，出水量減少，對(duì)水泵造成損壞(簡稱 ;氣蝕 ;)造成設(shè)備(shè bèi)事故!
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(jí)水泵
多級(jí)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(biàn huà)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。
水泵性能曲線主要有三條曲線：流量—揚(yáng)程曲線，流量—功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)曲線，流量—效率曲線。
A、流量—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(diǎn)(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(單位:立方米每秒)小時(shí)，揚(yáng)程就高，隨著流量的增加揚(yáng)程就逐漸下降。
B、流量—功率曲線
軸功率(指物體在單位時(shí)間內(nèi)所做的功的多少)是隨著流量而增加的，當(dāng)流量Q=0時(shí)，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(gè)功率主要消耗于水損失上。此時(shí)水泵（water pump）里是充滿水的，如果長時(shí)間的運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致泵內(nèi)溫度（temperature)不斷升高，泵殼，軸承會(huì)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)可能使泵體熱力變形，我們稱為 ;悶水頭 ；此時(shí)揚(yáng)程為最大值，當(dāng)出水閥逐漸打開時(shí)，流量就會(huì)逐漸增加，軸功率亦緩慢的增加。
C、流量—效率曲線
它的曲線象山頭形狀，當(dāng)流量為零時(shí)，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(gè)最高值，在最高效率點(diǎn)附近，效率都比較高，這個(gè)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(gè)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(shí)際情況，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。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(shí)間，隨著市政動(dòng)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(duì)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(deploy)，實(shí)行人機(jī)最佳組合。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(jì)算及CIMATRON三維CAD、CAM、CAE、FMS等研究設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。(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(tí gāo)水力條件，安裝靜態(tài)混合器等。(D)安裝四十臺(tái)儀表，運(yùn)用現(xiàn)代化監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)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(duì)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(jí)保養(yǎng)，每日一次的一級(jí)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(xiàng)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)（作用:知識(shí)傳遞、技能傳遞、標(biāo)準(zhǔn)傳遞)、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(shí)，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(shè bèi)安全運(yùn)行的經(jīng)濟(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(mó shì)，最低的制水成本，來控制企業(yè)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，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(yàn)。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(cái)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，減少了許多的人為管理操作。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(jì)算及CIMATRON三維CAD、CAM、CAE、FMS等研究設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。現(xiàn)在大多采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控的自動(dòng)操作模式，這也就對(duì)操作人員的自身素質(zhì)提出了更高的要求。因?yàn)橐慌_(tái)水泵的異常狀況會(huì)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(shí)際工作和理論的學(xué)習(xí)，把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐工作中去，合理安排好水量的分配和調(diào)度，利用各臺(tái)水泵的特性使用(shǐ yòng)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)(zhuàng tài)。并做到安全，優(yōu)質(zhì)，低耗供水!
水泵工作原理