两项新技术(shù)在潜水排(pái)污泵中的应用(yòng)
潜水排污泵(bèng)是(shì)一种泵与电机连体,并同时潜入液下工作的泵类产品,与一般卧式污水(shuǐ)泵或立式污水泵相比,潜水排污泵明(míng)显具有以下几(jǐ)个方面的优点:1.结构紧凑、占地(dì)面积小(xiǎo)。潜水排污(wū)泵由于潜入液(yè)下工作,因此可直接安(ān)装于污水池内,无需建造(zào)专门的泵(bèng)房用来安装泵及机,可以节省大量的土地及基建费用。2.安装维修方便。小型的潜水排污泵可以(yǐ)自(zì)由(yóu)安(ān)装,大型的潜(qián)水排污泵一般都配有自动藕合装置可以进行(háng)自动安装,安装(zhuāng)及维修(xiū)相当方(fāng)便(biàn)。3.连续运转(zhuǎn)时间长。潜水(shuǐ)排污泵由于泵和电机同轴,轴短,转动部件重量轻,因此轴承上承受的载荷(径向)相对较小,寿命比一般泵要长得多。4.不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很大的方便。5.振动噪声小,电机温升低,对环境无污染。正是由于上述优点,潜水排污泵已越来越受到人们的重视,使用的范围也(yě)越来越广,由原来的单纯(chún)地用来输送清水到现在的可以(yǐ)输送各(gè)种生活污水、工业(yè)废水、建筑工(gōng)地(dì)排水、液状饲料等等。在市(shì)政工程、工业、医院、建筑、饭店、水利建设等各行各业(yè)中起着十分重要的作用。
但是任何事物都是一(yī)分为二的,对于(yú)潜水排污泵来说(shuō)关键的问题是可靠性问题,因为潜水排污泵的使用场合是在液下;输送的介质是一些含有固体物料的混合液体;泵与电机靠得很近(jìn);泵为立(lì)式布置,转动部件重量与叶轮承受水压力同向。这些问题都使得潜水排污(wū)泵在密封(fēng)、电机(jī)承载能力、轴承布置及(jí)选用等(děng)方面的(de)要求比一般的污水泵要高。
为了提高潜水排污泵的寿命,现在国内外大部分厂家都在泵的保护系统上想办法,即在(zài)泵发生泄漏、过载、超(chāo)温等故障时能进行自(zì)动(dòng)报警,并自动停机备修。可是(shì)我们认为,在潜水排污泵中设置保护系统很有必要(yào)的,它能有效地保护电泵的安全运行。但这并不是(shì)问题的关键,保护系统只不(bú)过是在泵发生故障后的一种补救办法,是一种比较被(bèi)动的办法。问题的(de)关键应该是从根本着手,彻底解决泵在密封、过载等(děng)方面的问题,这才是一种较(jiào)为主(zhǔ)动的办法。为此我们把(bǎ)副(fù)叶轮流体动力密封技(jì)术及泵的无过(guò)载设计技术应用于潜水排污泵中来,较大提高(gāo)了泵密封可靠性和承载能力,延长了泵的使用寿命。
一、副叶轮流体动力密封技术的应用(yòng)
所谓(wèi)的副叶轮流体动(dòng)力(lì)密封是指在泵的叶轮后盖板背面附近同轴反方向安装(zhuāng)一开式叶轮。当泵工(gōng)作时,副叶轮随泵主轴一起旋转,副叶轮中的液体也会一起旋(xuán)转,转动的(de)液(yè)体会产生一(yī)个向(xiàng)外的离心力,这个离心力一方面顶住流向机械密封处的液体,降低了机械密封处的压力。另一(yī)方面阻止介质中的固体颗粒进(jìn)入机械密(mì)封的摩擦副中(zhōng),减少机械密封磨块的磨损,延长了其使用(yòng)寿命。副叶轮除了起到密封作用外,还可以起到降低轴向力的(de)作用,在潜水排污泵中轴向力主要是由液体作用在叶轮上的压差力和整个转动部分的(de)重力所组成(chéng),这两个力的作用方向是相同的,合(hé)力是由两个力相加而成。可以看出,在性能(néng)参数完全(quán)相同(tóng)的(de)情况下,潜水排污泵的轴向力比一般卧式泵要大,而平衡难度比(bǐ)立式泵要难。所以在潜水排污泵中,轴承容(róng)易损坏其原因也是与轴向力大有(yǒu)着很大的关系。而(ér)如果安装了副叶轮,液体作用在副叶轮上压差力的方向是与上述两力的合力相反的,这样可以抵消一部分轴向力,也就(jiù)起到了延长轴承寿命的作用。但是使用副叶轮密封系统(tǒng)也有一个缺点(diǎn),那就是(shì)在副叶轮上要消耗一部分能量,一般(bān)在3%左右,但是只(zhī)要(yào)设计合理,完全可以把这部分损失降低到低限度。
二、泵的无过载设计技术的应用
在一般的离心泵中,功率总是随着流量的增加而增加的(de),也就是(shì)说,功率曲线是一(yī)根随流量(liàng)增加而上升的曲线,这对泵(bèng)的使用会带来一个问题(tí):当泵(bèng)在设(shè)计工况点运行时,一般来说,泵的功率小于电机额定功率,这台泵的使用是安全的;但(dàn)是当泵扬程降低时,流量就(jiù)会增加(从泵的性能(néng)曲线可(kě)以看出),功率(lǜ)也随之增加。当流量超(chāo)过设计工况点流量并到达一定值时,泵的输入功率可能会超过电机额定功率而造成电机过载而烧毁。电机过载运行时要么保护系统动作使泵停(tíng)止转动;要么保(bǎo)护系统失灵使电机烧毁。泵的(de)扬(yáng)程低于设计工况点(diǎn)扬程使用的情况,在实际中也是经常会遇到的,一(yī)种情况是在泵选型时,泵的扬程选(xuǎn)得过高,而实(shí)际使(shǐ)用时泵是(shì)降低扬程使用(yòng)的;另一(yī)种情况是,在使用(yòng)中泵的工况点不太好确定,换句(jù)话说泵的流量需要经常进行调节;还有一种情况是泵需要经常改变(biàn)地点使用。这三种情况者陌可能使泵过载而影响泵的使用可靠性。可以这么说,对于没有全扬程(chéng)特性的泵(包括潜水排污泵(bèng)),其使用范围会受到很大(dà)程度上的限制(zhì)。所谓的全扬程特性(也称无过载特征)是指功率曲线(xiàn)随流量增加而上升的速度非常缓慢,更理想的是当(dāng)流量增加到某一定(dìng)值时,功率不但不(bú)会(huì)再上升,反而会(huì)有所下(xià)降,也就是说功率曲线是一根有驼峰的曲线,如果这样的(de)话,我们只(zhī)要选择电机额定功率略超过驼峰点的功率值,那么在0流(liú)量到大流量的整个范围内,你无论在那一个工况点上运(yùn)行,泵的功率都不会超过(guò)电机功(gōng)率而使泵过载,对于具(jù)备这种性能的泵(bèng),无论是选型还(hái)是使用时,都会(huì)非(fēi)常方便和可靠。另外电机功率也不需配得过大,可(kě)以节省可观(guān)的设备费用。