離心泵顧名思義,通過旋轉(zhuǎn)葉輪產(chǎn)生的離心力帶動流體,從而實現(xiàn)流體運輸。離心泵應(yīng)用廣泛,具有體積小、操作簡單、使用壽命長等優(yōu)點,是流程系統(tǒng)中最常見、不可缺少的一類設(shè)備。本期小課堂將介紹離心泵的設(shè)計和分類方式,并在隨后的課程中讓大家深入了解離心泵的工作原理。
葉輪是離心泵的做功零件,離心泵依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)使液體做功,實現(xiàn)液體輸送。葉輪一般由輪轂、葉片和蓋板三部分組成,根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可以分為以下三種:
閉式葉輪(上圖左)的兩側(cè)均有蓋板,葉片位于蓋板之間。它效率高、應(yīng)用最廣,適用于不含固體顆粒及纖維的清潔液體,如淡水和海水。
半開式葉輪(上圖中)的葉輪入口處是開放的,只有一塊后蓋板。它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體。
開式葉輪(上圖右)的兩側(cè)均沒有蓋板,它的結(jié)構(gòu)十分簡單,葉片通過筋板連接在輪轂上,制造也較為容易,但效率較低,通常適用于需輸送含有大量固體懸浮物或纖維的場景,如污水處理系統(tǒng)。
流出葉輪的方向
離心泵根據(jù)流體流出葉輪的方向可以分為徑流、軸流和混流。
徑流離心泵的泵壓力完全由離心力產(chǎn)生,它是工業(yè)應(yīng)用中最常見的泵之一。其出口處的流體與泵軸垂直,因此能充分利用離心力,是許多高壓、大流量應(yīng)用的理想選擇。
軸流離心泵用于低壓、大流量應(yīng)用,幾乎沒有徑向力施加在流體上,但泵內(nèi)的一部分流體仍然會沿徑向作離心運動,因此也屬于離心泵。
葉輪數(shù)
離心泵也可以根據(jù)葉輪數(shù)的不同進行分類,如單級離心泵就是只有一個葉輪的離心泵。圖中是一個多級離心泵,它具有五個葉輪,因此也叫五級離心泵。
離心泵的葉輪數(shù)和揚程成正比,這是因為串聯(lián)的多個葉輪,可以分段進行吸水和壓水,從而提升泵的總揚程。多級泵的優(yōu)點是可以用于礦山排水、城市工廠供水等高揚程、大流量工況應(yīng)用,相對地,它在設(shè)計、使用、維護上也有更高的技術(shù)要求。
泵的型式
進水方式
離心泵根據(jù)葉輪進水方式的不同,可以分為單吸式泵和雙吸式泵。
單吸式泵即只在葉輪一側(cè)有進水口,流體在軸向上被吸入,并向上徑向吐出。
雙吸式泵可以看作兩個單吸泵的組合,但多了一個密封腔,因此成本較高。雙吸泵的優(yōu)點是運行平穩(wěn),不容易產(chǎn)生汽蝕,可以用于大流量高揚程場合。當泵的流量要求很高時,使用雙吸泵可以顯著降低泵的轉(zhuǎn)速要求,提高容積效率。