Načelo izgradnje i rada centrifugalne pumpe
Prema fizici, tijelo koje se kreće kružno podvrgnuto je centrifugalnoj sili. Ako je centripetalna sila nedovoljna ili izgubljena, objekt će zbog inercije izletjeti duž smjera tangente oboda, tvoreći takozvano centrifugalno gibanje. Centrifugalne pumpe rade koristeći ovo inercijsko centrifugalno gibanje.
Shematski dijagram osnovne strukture jednostepenih centrifugalnih crpki koje se obično koriste u vodoopskrbi i inženjerstvu odvodnje. Njegove glavne radne komponente su rotor 1, kućište pumpe za volute 2 i osovina pumpe 3 koja pokreće rotor da se okreće. Usisani otvor za kućište puževa u obliku puževa spojen je na usisnu cijev 4 vodene pumpe, a izlaz je spojen na tlačnu cijev 7 pumpe za vodu. Impeler sa zakrivljenim noževima ugrađen je u fiksno kućište pumpe, a ulaz rotora je spojen na usisnu cijev vodene pumpe. Prije nego što započnete s pumpanjem, napunite crpku i usisnu cijev vodom. Kad stroj za napajanje vozi rotor da se okreće velikom brzinom kroz osovinu crpke,
Voda u impeleru rotira velikom brzinom zajedno s impelerom. Zbog nedovoljne kohezije vode i sile trenja između lopatica i vode koja stvara centripetalnu silu koja održava rotacijsko gibanje toka vode, tok vode u rotoru postupno teče prema vanjskom rubu rotora, tj. izbačen iz rotora i ulazi u kućište pumpe, a zatim teče u tlačnu cijev vodene pumpe kroz cijev difuzijskog konusa. Preko tlačne cijevi transportira se u cjevovodnu mrežu. Istodobno se u središtu impelera stvara vakuum zbog izbacivanja vode, a na površinu usisnog bazena djeluje atmosferski tlak. Voda u usisnoj cijevi kontinuirano teče u rotor duž usisne cijevi pod tom razlikom tlaka. Kontinuirana rotacija impelera uzrokuje stalno izbacivanje i usisavanje vode, tvoreći kontinuiranu isporuku vode centrifugalne pumpe.
Kao što je gore spomenuto, radni proces centrifugalne pumpe zapravo je proces prijenosa energije i pretvorbe. Pretvara mehaničku energiju uređaja za napajanje u kinetičku energiju i tlačnu energiju tekućine koja se transportira. U procesu prijenosa energije i pretvorbe neizbježno je mnogo gubitaka energije, a što je veći gubitak, to je niža radna učinkovitost, a što je i lošije performanse crpke.
Glavne komponente centrifugalne pumpe
Centrifugalna pumpa se sastoji od mnogo komponenti. Uzimajući jednostupanjsku centrifugalnu pumpu s jednim usisom kao primjer, raspravljat ćemo o funkcijama, materijalima i sastavu svake glavne komponente.
1, impeler
Impeler, poznat i kao radni kotač ili rotacijski kotač, koristi se za prijenos mehaničke energije strojeva za napajanje u tekućinu koja se pumpa, povećavajući energiju tekućine koja teče kroz rotor. Prilikom odabira materijala za rotor, osim razmatranja mehaničke čvrstoće pod centrifugalnom silom, treba uzeti u obzir i otpornost na habanje i otpornost na koroziju materijala. Trenutno su ronilaci uglavnom izrađeni od lijevanog željeza, lijevanog čelika i bronce.
Rotor je podijeljen u dvije vrste prema svojoj strukturi: jednostruki usis i dvostruki usis. Upija vodu s jedne strane, a prednja i stražnja pokrovna ploča impelera su asimetrične. Rotor s jednim usisom koristi se za centrifugalne pumpe s jednim usisom. Rotor s dvostrukim usisom, upija vodu s obje strane, a pokrovna ploča rotora je simetrična. Centrifugalne pumpe s dvostrukim usisom koriste impelere s dvostrukim usisom, koji imaju veliki protok i mogu automatski uravnotežiti aksijalne sile.
Rotor je podijeljen u tri oblika na temelju pokrovne ploče: zatvoren, otvoren i poluotvoren. Rotor s dvije pokrovne ploče naziva se zatvoreni rotor. Između pokrovnih ploča nalazi se 6-12 oštrica koje se savijaju unatrag. Ova vrsta impelera ima visoku učinkovitost i naširoko se koristi. Rotor sa samo stražnjom pokrovnom pločom i bez prednje pokrovne ploče naziva se poluotvorenim rotorom. Rotor sa samo lopaticama i bez pokrovne ploče naziva se otvoreni rotor. Poluotvoreni i otvoreni impeleri imaju manje lopatica, obično samo 2? 5 komada, ove dvije vrste impelera imaju manju učinkovitost u usporedbi s zatvorenim rotorima i prikladne su za 6
Ispuštanje tekućina koje su onečišćene ili sadrže veliku količinu krutih čestica.
2, osovina crpke
Funkcija osovine pumpe je podupiranje i pokretanje rotora na rotaciju, prenoseći energiju pogonskog stroja na rotor. Potrebno je da kraj osovine vodoravne centrifugalne pumpe bude ravan i da ima dovoljnu čvrstoću i krutost kako bi se izbjeglo njihanje rotora uzrokovano savijanjem osovine tijekom rada pumpe, što može uzrokovati oštećenje rotora i kućišta pumpe zbog trošenja. Osovina pumpe općenito je izrađena od ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika. Jedan kraj osovine crpke pričvršćen je na rotor s ravnim ključem i obrnutom maticom, čime se osigurava zatezanje rotora tijekom rotacije; Kod velikih i srednjih pumpi za vodu, aksijalni položaj impelera se određuje pomoću rukavaca osovine i matica koje zatežu rukavce osovine. Ugradite spojku na drugi kraj osovine pumpe.
3, kućište pumpe
Kućište pumpe centrifugalne pumpe je u obliku puževe kućice koja sadrži i prenosi tekućine. Sastoji se od poklopca pumpe i pužnog tijela. Poklopac pumpe je usisna komora pumpe, koja služi za ravnomjerno usmjeravanje vode u usisnoj cijevi prema impeleru uz minimalne gubitke. Prema strukturi, usisne komore se mogu podijeliti na ravne stožaste usisne komore, prstenaste usisne komore i poluspiralne usisne komore. Tijelo puža sastoji se od pužne komore i konusa difuzora. Glavna funkcija pužne komore je prikupljanje protoka vode koju izbacuje impeler i održavanje konstantne brzine protoka vode u pužnoj komori kontinuiranim povećanjem njenog protočnog presjeka, kako bi se smanjio gubitak tlaka. Nakon ispuštanja iz pužne komore, voda teče u tlačnu cijev kroz difuzijsku konusnu cijev. Funkcija difuzijske konusne cijevi je smanjiti brzinu protoka vode i pretvoriti dio kinetičke energije protoka vode u energiju tlaka.
Na ulaznoj i izlaznoj prirubnici kućišta pumpe nalaze se dvije izbušene rupe koje se koriste za ugradnju vakuum mjerača i mjerača tlaka za mjerenje ulaznog i izlaznog tlaka pumpe. Gornji dio kućišta pumpe opremljen je otvorom za punjenje vode (ili izvlačenje zraka), koji se koristi za punjenje vodom ili izvlačenje zraka iz kućišta pumpe prije pokretanja vodene pumpe. Dno kućišta pumpe opremljeno je drenažnim otvorom za pražnjenje nakupljene vode unutar pumpe nakon zaustavljanja, kako bi se spriječilo smrzavanje zimi. Dno kućišta pumpe opremljeno je rupama za vijke za pričvršćivanje na temelj. Osim rupa za vijke koji učvršćuju pumpu za vodu, ostale rupe za vijke potrebno je začepiti čepovima s navojem kada se pumpa za vodu privremeno ne koristi.
Među gore navedenim komponentama, rotor i osovina pumpe su rotirajući dijelovi vertikalne centrifugalne pumpe, dok je kućište pumpe fiksna komponenta. Postoje tri spojnice između ova dva: uređaj brtve osovine između osovine pumpe i kućišta pumpe, prsten za smanjenje curenja na spoju između rotora i unutarnje stijenke kućišta pumpe i ležaj na rotacijskom spoju između pumpe vratilo i sjedište pumpe.