
多級泵水泵葉輪的作用及葉輪的種類
的重要工作部件,它的形狀、尺寸、加工工藝等對泵性能有決定性的影響。水泵葉輪的作用是把原動機輸入的能量傳給液體。葉輪的形狀和尺寸與水泵性能有密切關系。水泵葉輪一般可分為單吸式和雙吸式兩種。單吸式葉輪為單邊吸水,小流量水泵葉輪多為此形式。雙吸式葉輪為兩邊吸水,大流量水泵葉輪均采用雙吸式葉輪。
葉輪主要有三種結構形式:有前后蓋板的稱為閉式葉輪。僅有后蓋板的稱為半開式葉輪。無前后蓋板的稱為開式葉輪。另外葉片的結構形式也可分為圓柱形葉片和扭曲葉片兩種。多級離心泵葉輪的葉片一般為后彎式葉片。葉片有圓柱形和扭曲形兩種,應用扭曲葉片可減少葉片的負荷,并可改善多級離心泵的吸入性能,提高抗氣蝕能力,但制造難度較大,造價較高。葉輪煉油化工用離心泵要求葉輪為鑄造或全焊縫焊接的整體水泵葉輪。焊接水泵葉輪是近年發展起來的,多用于鑄造性能差的金屬材料,如鐵及其合金,制造的化工用特種離心泵。焊接水泵葉輪的幾何精度和表面光潔度均優于鑄造葉輪,有利于提高離心泵的效率。一般閉式水泵葉輪有2-12個后彎式葉片,具有較高的運行效率,如前述的單吸式、雙吸離心泵就采用了這種葉輪。其中單級單吸離心泵葉輪由于具有軸向力,因此有的葉輪在葉片的根部開有平衡孔。
半開式與開式葉輪葉片數較少,一般為2~5片,大多用于抽送漿粒狀液體或污水,如污水泵的葉輪。在排污領域,為了**輸送含有固體顆粒、纖維等纏繞物的介質時元堵塞,常采用流道式葉輪。多級離心泵葉輪材料要有足夠的機械強度,并有一定的耐磨、耐腐蝕性。根據輸送介質的要求,目前通常采用鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼或者例如油泵產品輸送易燃易爆油類均采用青銅材料的葉輪。
在設計泵用機械密封時,不僅要考慮機械密封本身的影響因素,而且要考慮機械密封外部的各種影響因素。
(1)在泵產品的設計過程中要充分考慮到泵其它零部件以及現場其它設備對機械密封的使用效果的影響,為機械密封創造一個良好的外部條件。
(2)增加對機械密封輔助系統的重要作用的認識,盡可能配備完善的機械密封輔助系統,以提高密封效果。
(3)對重要泵產品的機械密封,要增加保護措施,提高密封質量,減少密封質量事故。
(4)分析機械密封的質量事故的原因時,要充分考慮到泵的其它零部件對機械密封運行的影響,采取措施不斷提高機械密封的效果。
離心泵工作時,當葉輪上的軸向力大于平衡盤5上的平衡力時,泵的轉子就會向吸入方向竄動,使平衡盤5的軸向間隙b0減小,增加液體的流體阻力,因而減少了泄漏量。泄漏量減少后,液體流過徑向間隙b0的壓力降減小,從而提高了平衡盤5前面的壓力p‵,即增加了平衡盤5上的平衡力。隨著平衡盤5向左移動,平衡力逐漸增加,當平衡盤5移動到某一個位置時,平衡力與軸向力相等,達到平衡。
同樣,當軸向力小于平衡力時,轉子將向右移動,移動一定距離后軸向力與平衡力將達到新的平衡。由于慣性,運動著的轉子不會立刻停止在新的平衡位置上,而是繼續移動促使平衡破壞,造成轉子向相反方向移動的條件。
水泵在工作時,轉子永遠也不會停止在某一位置,而是在某一平衡位置左右軸向竄動。當泵的工作點改變時,轉子會自動地移到另一平衡位置進行軸向竄動。由于平衡盤有自動平衡軸向力的特點,因而得到廣泛應用。
單級泵的平衡裝置:①葉輪上開平衡孔可使葉輪兩側的壓力基本上得到平衡。但由于液體通過平衡孔有一定阻力,所以仍有少部分軸向力不能完全平衡,并且會使泵的效率有所降低,這種方法主要優點是結構簡單,多用于小型離心泵。
②泵體上裝平衡管,將葉輪背面的液體通過平衡管與泵入口處液體相連通來平衡軸向力。這種方法比開平衡孔優越,它不干擾泵入口液體流動,效率相對較高。
多級離心泵技術的發展一如其他產業的發展一樣,是由市場需求的推動取得的。當今二十一世紀,以環保、電子等領域高科技發展及世界可持續發展為主所產生的巨大需求的背景下,對于包括泵行業在內的許多行業或領域都帶來了技術的變革和飛速發展。中國多級離心泵技術的發展趨勢,主要有以下幾點:
產品的生命力在于市場的需求。如今的市場需求正是要求產品有各自的特色特點,做到與眾不同;正是這一點,造就了泵產品的多元化趨勢
均勻流與非均勻流,在不可壓縮流體中,流線為相互平行直線的流動稱為均勻流。或者說,多級離心泵流場中任何質點的流速大小和方向均不隨時間而變化的流動稱為均勻流。
各質點的流線相互平行,過流斷面為一平面。
位于同線上的各個質點速度相等。
沿流程各過流斷面上的流速分布相同,而且平均流速相等,但同一過流斷面上各點的流速不相等。
沿流程各質點的加速度為零。
多級離心泵過流斷面上壓強分布規律與靜止流體相同,即在同一過流斷面上各點的測壓管水頭為常數,但在不同過流斷面上為不同的常數。
合理地設計軸向力平衡機構,使之能夠真正充分地平衡掉軸向力,給機械密封創造一個良好的條件。對于一些電廠、石油、化工等領域應用的重要產品,在產品出廠之前,必須做到臺臺試驗檢測和發現問題和解決問題。有些重要的多級泵可以在轉子上設計一個軸向測力環,對軸向力的大小進行隨時監測,發現問題及時解決。
這種現象大多存在多級泵中,在設計時采取以下措施:
(1)減少兩端軸承之間的距離。泵葉輪的級數不要太多,在多級泵總揚程要求較高的情況下,盡量提高每級葉輪的揚程,減少級數。
(2)增加泵軸的直徑。在設計泵軸直徑的時候,不要簡單地僅考慮傳遞功率的大小,而要考慮機械密封、軸撓度、起動方法和有關慣性負荷、徑向力等因素。很多設計員沒有充分認識到這一點。
(3)提高泵軸材料的等級。
(4)泵軸設計完成后,對泵軸的撓度要進行校核檢驗計算
級離心泵出口壓力降低的原因有許多,如果發生這種情況,一般從以下幾個方面入手檢查多級泵。
由于接線的原因會導致電機的轉向與離心泵的實際要求轉向相反,這樣一般啟動時要先觀察一下泵的轉向,如果轉向反了,應將電機上接線柱上任意兩根電線交換一下即可。
一般情況下,多級離心泵都具有連續向下的性能曲線,流量隨著揚程的降低逐漸變大。在操作過程過程中,由于某種原因導致泵背壓減少,泵的工作點被動地隨著裝置曲線向低揚程大流量點偏移,這樣就會造成揚程降低,其實這是由于外界因素如裝置的改變而造成的,與泵本身沒有特別的關系。這時只要增加泵背壓,如關閉一點出口閥等即可解決問題。
影響離心泵揚程的重要因素是葉輪外徑和泵的轉速,在其他條件不變的情況下,泵的揚程與速度的二次方成正比例關系,可見速度對揚程的影響是非常大的,有時因為外部的某種原因使得泵的轉速降低,就會相應的降低泵的揚程。此時應檢查泵的轉速,如果確實轉速不夠,應檢查原因,合理解決。
如果多級泵的吸入口壓力太低,低于泵送介質的飽和蒸汽壓,就會形成汽蝕。此時應檢查進口管路系統有無阻塞或進口閥門開度是否過小,或者提高吸入水池的液位高度。
當泵內的轉動部分與靜止部分間隙**過了設計范圍,將導致內部產生泄漏,體現為泵的排出壓力下降,如葉輪口環間隙、多級泵的級間間隙。此時應進行相應的拆檢,對造成間隙過大的零部件進行維修或更換。
如果葉輪部分流道堵塞,將影響葉輪的做功,導致出口壓力下降。因此需要拆泵檢查清除異物。為防止再次出現該問題,必要時可在泵進口前加設過濾裝置。
級離心泵的抗堵塞性能為什么會被越來越看重?這主要源于兩方面原因:一是腐蝕性液體處置費用的增高。工業企業都在努力降低單位產品生產的耗水量,這使腐蝕性液體中固體物質和纖維的含量越來越高。二是多級離心泵越來越多地采用了節能的手段,就是轉速調節的驅動方式,而轉速調節卻不能**多級離心泵會不會堵塞。
針對異物經常堵塞機泵葉輪的問題,設備運行初期采用有堵塞就通。但經常拆卸泵體,造成機泵口環等部件的磨損加劇同時每次清堵耗費大量人力。為改變這種狀況,在機泵進水管處加裝碳鋼阻污箱,并呈45。傾角。箱內使用過濾網用來再次過濾雜質,減少堵塞發生的幾率。
上述解決方案實施后,人力消耗得到緩解。但部分腐蝕性液體及雜質在死角積聚后,在清理中易造成人員的輕微氣體中毒傷害,不利于安全作業。因此必須更換方案,以確保更好的維修效果。
多級離心泵轉子葉片的形態分為兩種,分別為旋流式葉片和切削式葉片,旋流式葉輪并不在被輸送的介質中運動,把需要泵送的介質引導到泵腔中,被泵送的介質從葉輪旁流過。這樣,被泵送的液體介質中的長纖維或者固體物質也一起被泵送出去。而切削式葉片,能將較大的塊狀固體物質切碎,從而不再堵塞。
多級泵的拆卸注意事項
在拆卸多級泵時,首先應對其兩端的軸承(一般為滑動軸承)進行檢查,并測量水泵在長期運行(一個大修間隔)后軸瓦的磨損情況。
軸瓦的徑向間隙一般為1‰~1.5‰D (D為泵軸直徑),若測出的間隙**過標準,則應重新澆注軸瓦合金并研刮合格。此外,還應檢查軸瓦合金層是否有剝離、龜裂等現象,若嚴重影響使用,則應重新澆注合金。在軸瓦檢測完畢后,即可按順序拆卸,并注意做好順序、位置標記。
一、靜止部件的拆裝
在泵體全部分解后,應對各個部件進行仔細檢查,若發現損壞或缺陷,要予以修復或更換。本節將介紹對靜止部件的檢查與修復。
1、 泵殼(中段)
(1)止口間隙檢查
多級泵的相鄰泵殼之間都是止口配合的,止口間的配合間隙過大會影響泵的轉子與靜止部分的同心度。檢查泵殼止口間隙的方法如下:
將相鄰的泵殼疊置于平板上,在上面的泵殼上放置好磁力表架,其上夾住百分表,表頭觸點與下面的泵殼的外圓相接觸
泵殼止口同心度的檢查
隨后,將上面的泵殼沿十字方向往復推動測量二次,百分表上的讀數差即為止口之間存在的間隙。通常止口之間的配合間隙為0.04~0.08mm,若間隙大于0.10-0.12mm,就應進行修復。較簡單的修復方法是在間隙較大的泵殼公止口上均勻堆焊6~8 處,然后按需要的尺寸進行車削。
(2)裂紋檢查
2、 導葉
多級泵的導葉若采用不銹鋼材料,則一般不會損壞;若采用錫青銅或鑄鐵,則應隔2~3年檢查一次沖刷情況,必要時更換新導葉。凡是新鑄的導葉,在使用前應用手砂輪將流道打磨光滑,這樣可提高效率2%~3%。此外還應檢查導葉襯套(應與葉輪配合在一起)的磨損情況,根據磨損的程度來確定是整修還是更換。導葉與泵殼的徑向配合間隙為0.04~0.06mm,過大時則會影響轉子與靜止部件的同心度,應當予以更換。用來將導葉定位的定位銷釘與泵殼的配合要過盈0.02~0.04mm,銷釘*與導葉配合處應有1.0—1.5mm的調整間隙。導葉在泵殼內應被適當地壓緊,以防高壓泵的導葉與泵殼隔板平面被水流沖刷。通常,壓緊導葉的方法是在導葉背面葉片的肋上鉆孔,加裝3~4 個紫銅釘(盡量靠近導葉外緣,沿圓周均布),如圖2-5 所示,利用紫銅釘的過盈量使導葉與泵殼配合面密封。加裝的紫銅釘一般應高出背面導葉平面0.50~0.80mm。
3、 平衡裝置
在水泵的解體過程中,應用壓鉛絲法來檢查動、靜平衡盤面的平行度,方法是:
①將軸置于工作位置,在軸上涂潤滑油并使動盤能自由滑動,其鍵槽與軸上的鍵槽對齊。
②用黃油把鉛絲粘在靜盤端面的上下左右四個對稱位置上,然后將動盤猛力推向靜盤,將受撞擊而變形的鉛絲取下并記好方位;
③再將動盤轉180°重測一遍,做好記錄。用千分尺測量取下鉛絲的厚度,測量數值應滿足上下位置的和等于左右的和,上減下或左減右的差值應小于0.05mm,否則說明動靜盤變形或有瓢偏現象,應予以消除。檢查動靜平衡盤接觸面只有輕微的磨損溝痕時,可在其結合面之間涂以細研磨砂進行對研;若磨損溝痕很大、很深時,則應在車床或磨床上修理,使動、靜平衡盤的接觸率在75%以上。
4、密封環與導葉襯套
目前,密封環與導葉襯套一般都是用不銹鋼或錫青銅兩種耐磨材料制成的。選用不銹鋼制造的密封環與導葉襯套壽命較長,但對其加工及裝配的質量要求很高,否則易于在運轉中因配合間隙略小、軸彎曲度稍大而發生咬合的情況。若用錫青銅制造,則加工容易,成本低,也不易咬死,但其抗沖刷性能相對稍差些。新加工的密封環和導葉襯套安裝就位后,與葉輪的同心度偏差應小于0.04mm。密封環與葉輪的徑向間隙隨密封環的內徑大小而不同,具體可參閱表2-3-1。密封環與泵殼的配合間隙一般為0.03~0.05mm。
表2-1 密封環與葉輪的徑向間隙(mm)
密封環內徑 裝配間隙 磨損后的允許間隙
80~120 0.09 ~0.22 0.48
120~150 0.105~0.255 0.60
150~180 0.12 ~0.28 0.60
180~220 0.135~0.315 0.70
220~260 0.16 ~0.34 0.70
260~290 0.16 ~0.35 0.80
290~320 0.175~0.375 0.80
320~360 0.20 ~0.40 0.80
導葉襯套與葉輪輪轂的間隙一般為0.40~0.45mm。葉襯套與導葉之間采用過盈配合,過盈量為0.015~0.02mm,并需用止動螺釘緊固好。
二、轉子部件的拆裝
轉子部件主要有泵軸、葉輪和平衡盤等。水泵能否長期安全可靠地運行,與轉子的結構、平衡精度及裝配質量有密切的關系。下面將對這幾個主要部件的檢修工藝進行介紹。
1、泵軸
軸是水泵的重要部件,它不僅支承著轉子上的所有零部件,而且還承擔著傳遞扭矩的作用。
(1)泵軸的檢查與更換
泵解體后,對軸的表面應**行外觀檢查,通常是用細砂布將軸略微打光,檢查是否有被水沖刷的溝痕、兩軸頸的表面是否有擦傷及碰痕。若發現軸的表面有沖蝕,則應做專門的修復。在檢查中若發現下列情況,則應更換為新軸:
1) 軸表面有被高速水流沖刷而出現的較深的溝痕,特別是在鍵槽處。
2) 軸彎曲很大,經多次直軸后運行中仍發生彎曲者。
(2)軸彎曲的測量方法及校正
1) 將泵軸放在專用的滾動臺架上,也可使用車床或V形鐵為支承來進行檢查。
2) 在泵軸的對輪側端面上做好八等分的*標記,一般以鍵槽處為起點,如圖所示。在所有檢修檔案中的軸彎曲記錄,都應與所做的標記相一致。
) 開始測量軸彎曲時,應將軸始終靠向一端而不能來回竄動(但軸的兩端不能受力),以**測量的精確度。
4) 對各斷面的記錄數值應測2~3 次,每一點的讀數誤差應**在0.005mm以內。測量過程中,每次轉動的角度應一致,盤轉方向也應保持一致。在裝好百分表后盤動轉子時,一般自*二點開始記錄,并且在盤轉一圈后*二點的數值應與原數相同。
5) 測量的位置應選在無鍵槽的地方,測量斷面一般選10~15 個即可。在進行測量的位置應打磨、清理光滑,確保無毛刺、凹凸和污垢等缺陷。
6) 泵軸上任意斷面中,相對180°的兩點測量讀數差的較大值稱為該端面的“跳動”或“晃度”,軸彎曲即等于晃度值的一半。每個斷面的晃度要用箭頭表示出,根據箭頭的方向是否一致來判定泵軸的彎曲是否在同一個縱剖面內。
7) 測量完成后,根據每個斷面的彎曲值找出較大彎曲斷面,然后可用百分表進一步測量確定出泵軸的較大彎曲斷面(此斷面不一定恰好是剛才的測量斷面),并往復盤轉泵軸,找到此斷面較凸、較凹點并做好記錄和標記。
8) 檢查泵軸較大彎曲不得**過0.04mm,否則應采用“捻打法”或“內應力松弛法”進行直軸,而“局部加熱直軸法”則盡量不要采用。具體的直軸操作詳見后面的有關內容。
2、葉輪
(1)葉輪及其密封環的檢修
在水泵解體后,檢查葉輪密封環的磨損程度,若在允許范圍內,可在車床上用專門胎具脹住葉輪內孔來車修磨損部位,修正后要保持原有的同心度和表面粗糙度。最后,配制相應的密封環和導葉襯套,以保持原有的密封間隙。葉輪密封環經車修后,為防止加工過程中胎具位移而造成同心度偏差,應用專門胎具進行檢查.以上資料由專業
多級泵廠家——--長沙東方工業泵廠整理提供。
長沙東方工業泵廠建廠于二十世紀八十年代,是湖南的水泵生產企業;自成立以來,東方人用自己的辛勤勞動,打造了湖南乃至全國工業泵行業實力卓著,品質精良的品牌——湘楚東方。 長沙東方工業泵廠廠部位于座落于美麗的瀏陽河畔——湖南省長沙瀏陽市鎮頭鎮。這里山青水秀,人杰地靈。俯瞰瀏陽河的地理位置,為產品的性能測試提供了得天*厚的條件;精益求精,講求信譽的質樸民風**了產品質量的精良。 長沙東方工業泵廠前身是一家專業從事水泵生廠的鄉鎮企業,為多家國營水泵廠從事配套生產。秉承以質為本,以信為先的企業宗旨,經過二十多年的艱苦創業,長沙東方工業泵廠從一家鄉鎮企業發展成為頗具規模的現代化綜合性泵類生產企業。 現在的長沙東方工業泵廠,擁有員工將近二百人,專業研發人員有二十多人,廠房面積三千多平方米;在現代企業制度的治理下,廠部實行“精益生產”,建立了完善的質量管理體系,并-通過ISO9001質量管理體系認證;與各供應商,經銷商及用戶建立了雙贏的長遠合作關系,先后獲得“湖南省消費者信得過單位”、“長沙市重合同,守信用單位”等榮譽稱號;本廠的產品以質量可靠,運行平穩,經久耐用,服務周到,價格合理而**業界,深得用戶**!產品各地,**東南亞.服務領域遍及能源、礦山、冶金、石油、化工、建材、輕紡、食品、船舶、城市建設、大型農田排灌等生產生活領域,市場前景一片廣闊