兩項(xiàng)新技術(shù)在潛水排污泵中的應(yīng)用
2017-12-02 17:37:05
正是由于上述優(yōu)點(diǎn),潛水排污泵已越來(lái)越受到人們的重視,使用的范圍(fàn wéi)也越來(lái)越廣,由原來(lái)的單純地用來(lái)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。上海凱泉如安裝過(guò)高，則不吸水；此外，由于山區(qū)比平原大氣壓力低，因此同一臺(tái)水泵在山區(qū)，特別是在高山區(qū)安裝時(shí)，其安裝高度應(yīng)降低，否則也不能吸上水來(lái)。在市政工程、工業(yè)、醫(yī)院、建筑、飯店、水利建設(shè)等各個(gè)不同的行業(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(duì)于潛水排污泵來(lái)說(shuō)最關(guān)鍵的問(wèn)題(Emerson)是可靠性問(wèn)題,因?yàn)闈撍盼郾玫氖褂脠?chǎng)合是在液下;輸送的介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))是一些含有固體物料的混合液體;泵與馬達(dá)靠得很近;泵為立式布置,轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量與葉輪（指裝有動(dòng)葉的輪盤）承受水壓（特指：壓強(qiáng)）力同向。這些問(wèn)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(guó)內(nèi)外大部分廠家都在泵的保護(hù)系統(tǒng)(system)上想辦法,即在泵發(fā)生泄漏、過(guò)載、超溫等故障（fault）時(shí)能進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警,并自動(dòng)停機(jī)備修。凱泉泵業(yè)開(kāi)動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在 葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩向四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。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(wèn)題的關(guān)鍵,保護(hù)系統(tǒng)只不過(guò)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(wèn)題的關(guān)鍵應(yīng)該是從根本著手,徹底解決泵在密封、過(guò)載等方面的問(wèn)題,這才是一種較為主動(dòng)的辦法。為此我們把副葉輪（指裝有動(dòng)葉的輪盤）流體動(dòng)力密封技術(shù)及泵的無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于潛水排污泵中來(lái),較大提高了泵密封可靠性和承載能力,增加了泵的使用壽命。
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(kāi)式葉輪。當(dāng)泵工作時(shí),副葉輪隨泵主軸共同旋轉(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,最大化減少機(jī)械密封磨塊的磨損（零部件失效的一種基本類型）,增加了其使用壽命。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)完全相同的情況(Condition)下,潛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(zhǎng)軸承壽命的作用。但是使用副葉輪密封系統(tǒng)(system)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,完全可以把這部分損失降低到最低限度。
二、泵的無(wú)過(guò)載設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用
在一般的離心泵(Centrifugal pump)中,功率總是隨著流量的增加而增加的,也就是說(shuō),功率曲線是一根隨流量增加而上升的曲線,這對(duì)泵的使用會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題(Emerson):當(dāng)泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)運(yùn)行時(shí),一般來(lái)說(shuō),泵的功率小于電機(jī)額定功率,這臺(tái)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(guò)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(guò)電機(jī)額定功率而造成電機(jī)過(guò)載而燒毀。電機(jī)過(guò)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(Condition),在實(shí)際中也是常常會(huì)遇到的,一種情況是在泵選型時(shí),泵的揚(yáng)程選得過(guò)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(shuō)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(guò)載而影響泵的使用可靠性。可以這么說(shuō),對(duì)于沒(méi)有全揚(yáng)程特性的泵(包括(bāo kuò)潛水排污泵),其使用范圍(fàn wéi)會(huì)受到很大程度上的限制。所謂的全揚(yáng)程特性(也稱無(wú)過(guò)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(shuō)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(guò)駝峰點(diǎn)的功率值,那么在0流量到最大流量的整個(gè)范圍內(nèi),你無(wú)論在那一個(gè)工況點(diǎn)上運(yùn)行,泵的功率都不會(huì)超過(guò)電機(jī)功率而使泵過(guò)載,對(duì)于具備這種性能的泵,無(wú)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(guò)大,可以節(jié)省可觀的設(shè)備費(fèi)用(expense)。