På kundens forespørsel vil Elektrogidromash-selskapet levere reservedeler til pumper egen produksjon: X, AH, AHP, ANS 60, ANS 130, S569M, S245. Og også til pumpene forskjellige typer: D, 1D, SDV, SM, SD, TsNS, VK, K, KM, NKU, KS, NK, SM, TsVK, SE, Sh, NMSh, VVN og mange andre pumper. Spesielt er slike komponenter som rotorenheten, pumpehjulet, tetningsringen, akselen, beskyttelseshylsen, ledeskovlen og pumpehuset levert.

Hva gir det å installere nye reservedeler:

Reservedeler til pumper er ikke bare forlenge levetiden til enheten, men også betydelige besparelser penger. Vi kan gi følgende eksempel: Effektiviteten til en pumpe D 320/50 med en 75 kW elektrisk motor har gått ned med 10 % over 5 års drift på en vannledning. Dette førte til en liten reduksjon i strømning (fra 320 til 304 m3/t) og trykk (fra 50 til 47,5 m). De tilsvarende elektrisitetstapene viste seg imidlertid å være svært betydelige: i løpet av året utgjorde de 65 700 kW/t, dvs. 45 990 RUB, som betydelig overstiger kostnadene for et nytt hjul ( 4600 gni.)

2.1. Impeller enhet

Figur 4 viser et lengdesnitt (langs akselaksen) av pumpehjulet til en sentrifugalpumpe. Hjulets kanaler mellom bladene er dannet av to formede skiver 1, 2 og flere blader 3. Skiven 2 kalles hoved (drevet) og danner en integrert enhet med navet 4. Navet tjener til å feste hjulet fast på pumpeakselen 5. Skive 1 kalles dekkende eller fremre skive. Den er integrert med bladene i pumpene.

Løpehjulet er preget av følgende geometriske parametere: innløpsdiameteren D 0 til væskestrømmen inn i hjulet, diameteren på innløpet D 1 og utløpet D 2 fra bladet, diameteren til akselen d b og navet d st , lengden på navet l st , bredden på bladet ved innløp b 1 og utløp b 2 .

d std inn

l st

Figur 4

2.2. Kinematikk av væskestrøm i et hjul. Hastighetstrekanter

Væsken tilføres pumpehjulet i aksial retning. Hver væskepartikkel beveger seg med absolutt hastighet c.

En gang i mellombladrommet, deltar partiklene i en kompleks bevegelse.

Bevegelsen til en partikkel som roterer med hjulet er preget av den perifere (overførbare) hastighetsvektoren u. Denne hastigheten er rettet tangentielt til rotasjonssirkelen eller vinkelrett på rotasjonsradiusen.

Partiklene beveger seg også i forhold til hjulet, og denne bevegelsen er preget av den relative hastighetsvektoren w, rettet tangentielt til bladets overflate. Denne hastigheten karakteriserer væskens bevegelse i forhold til bladet.

Den absolutte bevegelseshastigheten til væskepartikler er lik den geometriske summen av vektorene for omkrets- og relative hastigheter

c = w+ u.

Disse tre hastighetene danner farttrekanter som kan konstrueres hvor som helst i kanalen mellom bladene.

For å vurdere kinematikken til væskestrømmen i løpehjulet, er det vanlig å konstruere hastighettrekanter ved innløps- og utløpskantene til bladet. Figur 5 viser tverrsnitt pumpehjul som det er bygget farttrekanter på ved innløpet og utløpet av kanalene mellom bladene.

w 2β 2

Figur 5

I hastighettrekanter er vinkel α vinkelen mellom den absolutte og perifere hastighetsvektoren, β er vinkelen mellom den relative vektoren og den inverse fortsettelsen av den perifere hastighetsvektoren. Vinklene β1 og β2 kalles inn- og utgangsvinklene fra bladet.

Periferihastigheten til væsken er

u = π 60 Dn,

hvor n er pumpehjulets rotasjonshastighet, rpm.

For å beskrive væskestrømmen brukes også projeksjoner av hastigheter med u er r. Projeksjon med u er projeksjonen av absolutt hastighet på retningen til omkretshastigheten, med r er projeksjonen av absolutt hastighet i retning av radius (meridional hastighet).

Fra hastighetstrekantene følger det
с1 u = с1 cos α 1 ,	с2 u = с2 cos α 2,
med 1r= med 1sin α 1,	med 2r= med 2sin α 2.

Det er mer praktisk å konstruere hastighettrekanter utenfor løpehjulet. For å gjøre dette velges et koordinatsystem der den vertikale retningen sammenfaller med retningen til radius, og den horisontale retningen sammenfaller med retningen til den perifere hastigheten. Deretter, i det valgte koordinatsystemet, har inngang (a) og utgang (b) trekantene formen vist i figur 6.





			med 2r

Figur 6

Hastighetstrekanter gjør det mulig å bestemme verdiene av hastigheter og hastighetsprojeksjoner som er nødvendige for å beregne det teoretiske væsketrykket ved utløpet av kompressorhjulet

H t = u2 c2 u g − u1 c1 u .

Dette uttrykket kalles Eulers ligning. Det faktiske trykket bestemmes av uttrykket

N = µ ηg N t,

hvor µ er en koeffisient som tar hensyn til det endelige antallet blader, er ηg den hydrauliske effektiviteten. I omtrentlige beregninger µ ≈ 0,9. Dens mer nøyaktige verdi beregnes ved å bruke Stodola-formelen.

2.3. Impeller typer

Utformingen av pumpehjulet bestemmes av hastighetskoeffisienten n s, som er et likhetskriterium for pumpeinnretninger og er lik

nQns = 3,65 H34.

Avhengig av verdien av hastighetskoeffisienten deles løpehjulene inn i fem hovedtyper, som er vist i figur 7. Hver av de gitte hjultypene tilsvarer en viss hjulform og forholdet D 2 /D 0. Ved liten Q og stor H, tilsvarende små verdier på n s, har hjulene et smalt strømningshulrom og det største forholdet D 2 / D 0. Med økende Q og avtagende H (n s øker) gjennomstrømning hjulet må vokse, og derfor øker dets bredde. Hastighetskoeffisienter og forhold D 2 / D 0 for ulike typer hjul er gitt i tabellen. 3.

Figur 7

		Tabell 3
Hastighetskoeffisienter og forhold D 2 / D 0 for hjul
	ulike hastigheter
Hjultype	Koeffisienten ville være	Forhold D 2 /D 0
	retthet n s
Saktegående	40÷ 80
Normal	80÷ 150
hastighet
Høy hastighet	150÷ 300	1,8 ÷ 1,4
Diagonal	300÷ 500	1.2 ÷ 1.1
	500 ÷ 1500

2.4. En forenklet metode for å beregne pumpehjulet til en sentrifugalpumpe

Pumpens ytelse, trykket på overflatene til suge- og utslippsvæsken og parametrene til rørledningene som er koblet til pumpen, er spesifisert. Oppgaven er å beregne hjulet til en sentrifugalpumpe, og inkluderer beregning av dens geometriske hoveddimensjoner og hastigheter i strømningshulrommet. Det er også nødvendig å bestemme maksimal sugehøyde som sikrer kavitasjonsfri drift av pumpen.

Beregningen begynner med valg av designtype for pumpen. For å velge en pumpe, er det nødvendig å beregne trykket N. I henhold til kjente H og Q, ved bruk av komplette individuelle eller universelle egenskaper gitt i kataloger eller litterære kilder (for eksempel velges en pumpe. Rotasjonshastigheten til pumpeakselen er valgt.

For å bestemme designtypen til pumpehjulet beregnes hastighetskoeffisienten n s.

Den totale virkningsgraden til pumpen bestemmes η =η m η g η o. Mekanisk virkningsgrad antas å være i området 0,92-0,96. For moderne pumper ligger verdiene av η o i området 0,85-0,98, og η g - i området 0,8-0,96.

Effektiviteten η o kan beregnes ved å bruke det tilnærmede uttrykket

d in = 3 M (0,2 τ addert),

			η0 =
			η0 =		1 + an - 0,66

	For å beregne hydraulisk effektivitet kan du bruke skjemaet

			ηg =1 −
			ηg =1 −	(LnD		− 0,172) 2

hvor D 1п er den reduserte diameteren ved innløpet, tilsvarende strøm
			impeller og			definert av
		D 2 − d	D 0 og d st – henholdsvis diameteren på væskeinntaket

bein i løpehjulet og diameteren på hjulnavet. Den gitte diameteren er relatert til matingen Q og n ved forholdet D 1п = 4,25 3 Q n.

Strømforbruket til pumpen er N in = ρ QgH η. Det er relatert til dreiemomentet som virker på akselen, forholdet M = 9,6 N in / n. I dette uttrykket er måleenhetene

Pumpeakselen påvirkes hovedsakelig av en torsjonskraft forårsaket av momentet M, samt tverr- og sentrifugalkrefter. I henhold til torsjonsforholdene beregnes akseldiameteren ved hjelp av formelen

hvor τ er torsjonsspenningen. Verdien kan angis i diameter

området fra 1,2·107 til 2,0·107 N/m2.

Diameteren til navet antas å være d st = (1,2÷ 1,4) d st, lengden bestemmes ut fra forholdet l st = (1÷ 1,5) d st.

Diameteren på inngangen til pumpehjulet bestemmes i henhold til det gitte

diameter D 0 = D 1п = D 1п + d st (D 02 − d st2) η o.

Inngangsvinkelen er funnet fra trekanten for inngangshastighet. Forutsatt at hastigheten for inntrengning av fluidstrømmen inn i pumpehjulet er lik hastigheten for inntrengning på bladet, og også under betingelsen for radiell inngang, dvs. c0 = c1 = c1 r, kan vi bestemme tangenten til inngangsvinkelen til bladet

tg β1 =c 1 . u 1

Tar man hensyn til angrepsvinkelen i, er vinkelen til bladet ved innløpet β 1 l = β 1 + i. Tap

Energien i løpehjulet avhenger av angrepsvinkelen. For tilbaketrukket skulderblad optimal vinkel angrep varierer fra -3 ÷ +4o.

Bredden på bladet ved innløpet bestemmes basert på loven om bevaring av masse

b 1 = πQ µ,

D 1c 1 1

hvor µ 1 er begrensningskoeffisienten til inngangsdelen til hjulet ved kantene på bladene. I omtrentlige beregningerµ 1 ≈ 0,9 er akseptert.

Med radiell inntreden i kanalene mellom bladene (c1u = 0), fra Euler-ligningen for trykk, kan man få et uttrykk for periferihastigheten ved hjulutgangen

ctgβ

Ønsket om å spare energi og implementere, om mulig, enhetlige teknologiske prosesser i avløpsrenseanlegg fører til behovet for å bruke pumper med kontroll over rotasjonshastigheten til deres impellere. Men hvis rotasjonshastigheten er for lav, kan både løpehjulet og de vertikale rørene bli tette dersom det ikke tas hensyn til strømningshastighetsgrensene i rørseksjonen. Utvidelse av avløpsnett krever pumping over lange avstander Avløpsvann til nærmeste hovedpumpestasjon el behandlingssenter. I press kloakksystemer Små mengder væske pumpes under høyt trykk. For å unngå blokkeringer med små geometriske dimensjoner flowdelen krever spesielle tekniske løsninger. Behovet for å redusere kostnader for Vedlikehold fører i økende grad til at man slutter å bruke avfallsbeholderrister, noe som utgjør en betydelig høye krav til kloakkpumper. Ulike vannbesparende tiltak og endrede sanitære og hygieniske forhold i siviliserte industrialiserte land har økt innholdet av faste og fibrøse partikler i avløpsvannet betydelig og har følgelig krevd mer høy beskyttelse pumper fra tilstopping. Dette betyr at andelen vann i transportmediet er betydelig redusert i forhold til innholdet av fibrøse og faste partikler. Dette problemet blir spesielt alvorlig etter tørre sommerperioder. Fibre og faste stoffer kan sette seg i kloakk og avløp og vaskes i klumper inn i pumpestasjonen under påfølgende regnbyger. I dette tilfellet, hvis den geometriske formen til løpehjulet er valgt feil, er det fare for tilstopping av pumpen. Det er to typer tilstopping:
harde gjenstander− ofte kommer faste gjenstander inn i pumpene: treavfall, leker eller annet husholdningsavfall. Omtrent de samme faste formasjonene kan oppstå som følge av konglomerering av små faste partikler til store formasjoner;
fibre - dannet primært av husholdningsavfall, hygieneartikler og industriavfall av enhver art. De samler seg i gapet mellom pumpehjulet og huset ved innløpet til impellerskiven eller i sugeporten til pumpehjulet.

I fig. Figur 1 viser et tverrsnitt av en typisk strømningsbane kloakkpumpe. Hvis foringsrørssliteringen er sterkt slitt, øker lekkasje fra trykksiden til sugesiden, noe som fører til fiberinntrengning i gapet mellom foringsrøret og pumpehjulet. I ekstreme tilfeller kan disse fiberansamlingene i gapet føre til impellerbremsing. Det er ikke uvanlig at fibre avsettes kort på forkanten av løpehjulet. Med riktig geometrisk form på innløpskanten blir disse fibrene snart vasket av pumpehjulet og ført ut av pumpen. Hvis formen på innløpskanten er forskjellig, kan ansamlinger av fibre føre til fullstendig blokkering av sugeåpningen. Selv moderne pumper kan være upålitelige hvis impellergeometrien er feil valgt og ikke samsvarer med den spesifikke applikasjonen eller den spesifikke sammensetningen av avløpsvannet. De geometriske formene til kloakkpumpehjulene er vist i fig. 2.

Ofte er ikke sammensetningen av kommunalt avløpsvann kjent på forhånd og kan endres etter tilkobling til kloakknett ny bruker. Avløpsvann deles inn i regnvann, forurenset vann og slam. For å pumpe slam med et tørt restinnhold på over 5 %, bruker avløpsrenseanlegg i dag hovedsakelig volumetriske, for eksempel eksentriske. skrue pumper. Sentrifugalpumper brukes som regel til å pumpe forurenset vann - kommunalt, husholdnings- og industrielt, så vel som landbruk. De målte parametrene for disse typer avløpsvann er imidlertid ikke nøyaktig definert. De er forskjellige i forskjellig innhold av gass, fiber, tørrstoff og sand. Derfor må pumpeforhold for avløpsvann analyseres nøye for hvert enkelt tilfelle. Generelle instruksjoner eller universelle anbefalinger er kun mulig i begrenset grad. I tabellen Tabell 1 viser hovedparametere for pumpet avløpsvann og slam.

I fig. Figur 3 viser effektivitetsverdiene til ulike typer løpehjul for én designmodus. Det kan sees at forskjellene mellom åpne og lukkede enbladede impellere, samt mellom åpne og lukkede to-kanals impellere, er ubetydelige (3−5%). Bruken av to-kanals impellere gir en liten økning i effektiviteten - ca 2%. For å bestemme den maksimalt oppnåelige effektiviteten ble det gjort omfattende sammenligninger av kjente strømningsdeler for kloakkpumpe. Diagrammer i fig. 4 show beste verdier Effektiviteten til pumper av de mest brukte standardstørrelsene er med nominell boring DN 80, DN 100 og DN 150. For pumper med frivirvelhjul i alle standardstørrelser er maksimal oppnåelig virkningsgrad 55 %. Effektivitetsverdier for enkeltblads og to-kanals impellere av lukkede eller åpen type ligger i området fra 75 til 85 %. Kun ved relativt høy hastighet og relativt høye strømningshastigheter (størrelse DN 150), med åpent enbladshjul, kan en effektivitetsøkning på 3 % oppnås. Gjennom målrettet hydraulisk optimalisering av et lukket to-kanals impeller var det mulig å oppnå en meget høy virkningsgrad på over 80 %. Effektiviteten til lukkede to-kanals impeller har samme verdier som for en flerkanals impeller. Virkningsgraden til åpne to-kanals løpehjul, for eksempel type N løpehjul fra en av de svenske produsentene, er nesten 5 % lavere enn samme løpehjul i lukket versjon. Det er åpenbart at tapene i gapet mellom huset og bladene til løpehjulet og i et spesialdesignet spor for avbøyning av fibre er mye høyere enn tapene i skiven og halstetningen til et lukket løpehjul.

Like viktig som effektiviteten på sweet spot er effektiviteten i dellastområdet. Her kan du finne en betydelig påvirkning av den geometriske formen til løpehjulet. For en detaljert analyse i fig. Figur 5 viser arten av endringen i effektivitet avhengig av matingen for impellere med forskjellige geometriske former. Avhengighetene η = f(Q) er plottet i relative enheter med hensyn til strømningshastigheten Q/Qopt = 1. Et frivirvelhjul har en konstant, men lav effektivitet over et bredt spekter av pumpestrømningshastigheter. Lav effektivitet skyldes hydrodynamiske forhold og kan bare forbedres innenfor snevre grenser. Flerkanals impellere takket være mer blader omdanner energi mest effektivt over hele belastningsområdet, men er kun egnet for pumping av forhåndsbehandlet avløpsvann. Impellere lukket type har en flatere virkningsgradskurve og dermed høyere dellasteffektivitet enn åpne løpehjul. For eksempel, i dellastområdet, kan effektiviteten til et lukket enkanals impeller avvike fra den til et åpent enkeltkanals impeller med 10%, selv om effektivitetsegenskapene deres på det optimale punktet er de samme. Denne situasjonen gjelder også for to-kanals impellere. Derfor, når du vurderer energiparametrene til pumper, er det nødvendig å ta hensyn til ikke bare effektiviteten på det optimale karakteristiske punktet, men også effektiviteten i dellastmodus, der kloakkpumper fungerer veldig ofte.

I løpet av driftsperioden endres effektiviteten og avhengigheten P = f(Q). Denne omstendigheten må tas i betraktning ved utforming av en pumpestasjon for pumping av avløpsvann. I fig. Figur 6 viser effekten av slitasje på slitasjen på ytelsen til et åpent enkeltblads skovlhjul. Det er tydelig at reduksjonen i effektivitet på det optimale punktet av karakteristikken kan nå opptil 10%. Ettersom det oppstår slitasje, endres også trykkegenskapene til pumpen. For den som er vist i fig. 6 nettverksegenskaper reduseres tilbudet med ca. 8 %. Denne effekten er imidlertid ikke merkbar under daglig drift, siden det generelt ikke er installert strømningsmålere og mengden energi som forbrukes forblir omtrent konstant på grunn av reduksjonen i forsyningen. I fig. Figur 7 viser hvordan effektivitetsverdien kontinuerlig synker avhengig av økningen i gapet. Det kan tydelig sees at for et løpehjul av åpen type, for eksempel type N, synker virkningsgraden mye raskere enn for et løpehjul av lukket type.

Et viktig kriterium for å vurdere sannsynligheten for tilstopping av pumpehjul er den frie passasjen, bestemt av diameteren på kulen som kan passere gjennom pumpehjulet. I fig. Figur 8 viser en sammenligning av maksimal fri passasje for forskjellige løpehjul. Fri passasje avhenger av størrelse og antall impellerblader. De frie passasjene på minst 80 mm eller til og med 100 mm som kreves av forbrukere for å pumpe rått avløpsvann, kan bare oppnås med visse typer pumpehjul. Både frivirvel- og enkeltvingehjul har relativt store frie passasjer og har bevist sin verdi i mange år ved pumping av råavløpsvann med store faste stoffer. Åpne enbladede impellere kjennetegnes av litt mindre frie passasjer, men fortsatt minst 75 mm for alle standardstørrelser. Med DN 150 er den frie passasjen jevn 100 mm. For lukkede to-kanals løpehjul er fri passasje på samme nivå som for åpne løpehjul med ett blad. Imidlertid har åpne to-kanals og flerkanals impellere en smalere, designavhengig, fri passasje og kan derfor ikke gi blokkeringsfri drift i nærvær av store faste stoffer. Dobbelt-kanals impellere har begrenset fri passasje. Dette gjelder også for type N-løpehjul Bare med en spesiell utforming i form av et såkalt pottehjul kan et lukket to-kanals løpehjul ha en fri passasje på mer enn 75 mm ved DN 80 og DN 100 og mer enn 100. mm fra DN 150. For å sikre pålitelig pumping av urenset avløpsvann og pålitelig drift pumper, må fri passasje være minst 100 mm. Dette kravet er inneholdt i de nye standardene for valg av kloakkpumper ATV-134 fra den tyske sammenslutningen av spesialister på avløpsvannbehandling.

Når du velger kloakkpumper, flere og flere viktig kriterium det er kostnader over levetiden. Ved drift i periodisk modus, typisk for kloakk pumpestasjoner, energikostnadene utgjør omtrent 50 % av levetidskostnadene. I kontinuerlig modus, der vannbehandlingsanleggets mottaksstasjon ofte opererer, overstiger energikostnadene 80 % av de totale kostnadene. Denne bestemmelsen gjelder selvfølgelig bare for problemfri drift av kloakkpumpen og uten blokkeringer. For pumpeblokkeringer (Figur 9) er de direkte kostnadene knyttet til feilsøking og de indirekte kostnadene på grunn av pumpens nedetid de avgjørende kostnadsfaktorene. Disse kostnadene kan overstige pumpens kostnad. Av denne grunn legger eiere av kloakkpumpestasjoner primær vekt på driftssikkerhet og bare sekundært til effektivitet. Valget av pumpehjul betyr alltid et kompromiss mellom sannsynligheten for tilstopping av pumpen, effektivitet i arbeidsplass og slitasjeegenskaper. Formen på pumpehjulet kan kun velges under hensyntagen til den spesifikke sammensetningen av avløpsvannet. Derfor kan det ikke finnes et universalhjul, slik en av de store svenske pumpeprodusentene foreslår.

Noen anbefalinger for valg av optimal impellerform er gitt i tabellen. 2. Med et høyt innhold av gassinneslutninger er frivirvelhjulet som før den beste løsningen. Med et høyt innhold av fibrøse stoffer, gode resultater med åpne enkeltblads og dobbeltkanals impellere. For gjennomsnittlig fiberinnhold, typisk for kommunalt avløpsvann, foretrekkes lukkede enkeltblads- og dobbeltkanalshjul på grunn av deres høye driftssikkerhet. Når det er ekstrem forurensning fra industriavfall eller husholdningsavfall, brukes et frivirvelhjul, til tross for utilfredsstillende energieffektivitet. Dette gjelder spesielt små størrelser - DN 80 og DN 100.

Dette har blitt bekreftet av en rekke eksperimenter med forskjellige typer og konsentrasjoner av fibrøse materialer på en KSB-testbenk som simulerer pumpeforhold for avløpsvann. Den åpenbare konklusjonen som kan trekkes er at for økonomisk transport av avløpsvann er det nødvendig å velge geometriske former impellere av kloakkpumper strengt i samsvar med sammensetningen og egenskapene til det pumpede mediet.

Pumpehjul. Impellermateriale og design.

Den ledende rollen blant pumpedeler er okkupert av pumpehjulet. Løftehjulet til en sentrifugalpumpe er det viktigste designelementet. Hovedformålet er å overføre energi fra en roterende aksel til en væske.

Strømningsdel sentrifugalpumpehjul bestemt ved hydrodynamisk beregning. Pumpehjulet utsettes for betydelige strømningsreaksjonskrefter, sentrifugalkrefter og, i tilfelle en interferenspasning på akselen, for krefter på landingsstedet.

Pumpehjulet er et sett med blader plassert rundt omkretsen av pumpehjulet. Disse bladene er plater buet i retning motsatt av vassdraget. Plasseringen, geometrien og retningen til pumpehjulet bestemmer ytelsesegenskapene til pumpen. Alle disse parametrene bestemmes ved beregning på pumpedesignstadiet.

Impelleren og impelleren til en sentrifugalpumpe er en av de essensielle elementer pumpeanordninger.

Prinsipp for operasjon

Når pumpen fungerer, skapes en sentrifugalkraft av hjulet, som bokstavelig talt skyver væsken ut av pumpens arbeidskammer inn i rørledningen.

Hvis vi vurderer operasjonsprinsippet mer detaljert, vil syklusen se slik ut.
1 Ved begynnelsen av syklusen er pumpens arbeidskammer fylt med væske (pumpet medium).
2 Når pumpeakselen begynner å rotere etter at den elektriske motoren starter, begynner impelleren som er montert på akselen å rotere.
3 Trykk skapes fra arbeidshulrommet på grunn av utseendet til sentrifugalkraft.
4 Under påvirkning av sentrifugalkraft beveger væsken seg fra midten av hjulet til veggene i kammeret
5 Det økende trykket skyver væsken inn i utslippskanalen til rørledningen
6 I midten av pumpehjulet faller trykket, noe som letter sugingen av en ny porsjon væske inn i arbeidskammeret.

Denne typen sentrifugalhjul er mye brukt i overflatepumpedesign, varmepumpe og en trykkøkningspumpe.

Impeller typer

Av design pumpehjul Det er lukkede - med dekkskive, åpne og toveis inngangshjul.

Åpne impeller

De aller fleste åpne hjul er støpt. Løftehjulene støpes til en spesiell form ved hjelp av presisjonsstøpemetoder. I dette tilfellet oppnås hjulene med en strømningsdel høy presisjon og overflaterenhet.

Åpne pumpehjul brukes til å pumpe forurensede og/eller tykke væsker. Utformingen av et slikt hjul har fordeler, nemlig:
langsiktig drift og høy level Slitestyrke
evne til å rydde effektivt forskjellige typer blokkeringer

Så det er ulempene - relativt lav effektivitet (effektivitetsfaktor), i gjennomsnitt ca 40%.

Lukket pumpehjul

I et lukket løpehjul monteres en dekkskive som sveises til hovedskiven med støpte eller freste blader.

Den lukkede designen er preget av en høy effektivitetsverdi, noe som gjør pumper med hjul av denne typen svært populære.

Pumper utstyrt med hjul av denne typen brukes både til å pumpe rene væsker og lett forurensede medier.

Dobbelinngangshjul er parkoblede enkeltinngangshjul med samme strømningsbaneform. Slike hjul kan være solide (støpte) eller bestå av to halvdeler (sveiset-støpt).

Med makt scapula interaksjon impeller med strømmen som strømmer rundt den, er de delt inn i aksial og radial. Forskjellen mellom disse typene er strømningsretningen.

Radial impeller

I pumper hvor det er installert en radial impeller, er væskestrømmen i radiell retning og det skapes derfor forhold for drift av sentrifugalkrefter.

Driften av pumpen er som følger: når det radielle løpehjulet (2) roterer inne i huset (1), oppstår det en trykkforskjell i væskestrømmen på begge sider av hvert blad, og derfor en kraftvekselvirkning mellom strømmen og løpehjulet . Trykkkreftene til bladene på strømmen skaper tvungen rotasjons- og translasjonsbevegelse av fluidet, og øker dets trykk og hastighet, dvs. mekanisk energi.

Den spesifikke økningen i energien til væskestrømmen i dette tilfellet avhenger av kombinasjonen av strømningshastigheter, rotasjonshastigheten til vannpumpehjulet, diameteren til pumpehjulet og dets form, dvs. fra en kombinasjon av designdimensjoner og hastighet.

Aksialhjul

I pumper med en aksial impeller er væskestrømmen parallell med rotasjonsaksen til vingepumpen. Driftsprinsippet til sentrifugalenheten er lik den forrige versjonen og er basert på overføring av energi fra bladet til væskestrømmen.

Effekt av pumpeinstallasjon på pumpehjulet.

Metoden for pumpeinstallasjon påvirker direkte tidspunktet for feilfri drift av pumpen, og dens levetid som helhet. Alle detaljer om installasjonen er beskrevet mer detaljert i artikkelen om pumpetrykk. Kort sagt, impellerens levetid påvirkes av:
diameteren på sugeseksjonen til rørledningen er mindre enn diameteren på pumpens sugerør
skråning bort fra pumpesuget eller henging av den horisontale delen av rørledningen på sugesiden
et stort antall svinger og svinger i rørledningen.

Impeller diameter og beregning

Beregningen utføres basert på de gitte verdiene for strømning Q, trykk H og hastighet n for å bestemme strømningsveien, diameteren og dimensjonene til pumpehjulet.

Beregningen av de gjenværende elementene i pumpens strømningsbane - strømningsinnløp og -utløp - utføres for å sikre forholdene akseptert i forrige beregning.

Oppgaven for å beregne pumpehjulet bestemmes fra data for pumpen som helhet basert på vedtatt pumpediagram.

Hjulmating

hvor K er antall strømninger i pumpen

Hjultrykk

hvor i er antall trinn i pumpen (hvis det er flere hjul).

Tap skal tas med i beregningen. Estimert feed Q vil være større enn Q1 med mengden av volumetriske tap, hvis størrelse bestemmes av den volumetriske effektiviteten. Den volumetriske effektivitetsverdien er vanligvis i området 0,85 - 0,95, med større verdier som refererer til pumper med høy hastighetskoeffisient.

Situasjonen er lik for press. Hydrauliske tap bestemmes av hydraulisk effektivitet, som avhenger av den perfekte formen på pumpens strømningsbane, kvaliteten på dens utførelse og størrelsen på enheten. Den hydrauliske effektivitetsverdien er i området 0,85-0,95.

Når du bestemmer diameteren til løpehjulet og utfører beregningen, må du først bestemme hoveddimensjonene til kanalen og vinkelen på bladene ved innløpet og utløpet, og deretter profilere kanalen i meridianseksjonen og konturene til bladene.

Arbeid med beregninger anses som svært nøyaktig, fordi ytelsesegenskapene avhenger av dette, og hver feil medfører store økonomiske tap ved serieproduksjon. Derfor utføres slikt arbeid bare av spesialiserte bosettingsorganisasjoner

Pumpehjul og årsaker til ødeleggelse

Kavitasjon

Kavitasjon oppstår som et resultat av en lokal reduksjon i trykket i væsken. Kavitasjonsprosessen er dannelsen av damp etterfulgt av kollaps av dampbobler med samtidig kondensering av damp i en væskestrøm. Som et resultat av disse mange sprutene - mikroskopiske eksplosjoner - oppstår trykkstøt som kan skade pumpehjulet og til og med føre til sammenbrudd av hele hydraulikksystemet.

Et karakteristisk tegn på kavitasjon er økt støy under drift av pumpeenheten.

Tørrløping

Tørrkjøring er preget av pumpedrift i fravær av væske ved innløpet. Ved arbeid uten væskebevegelse, på grunn av friksjon og mangel på kjøling, varmes væsken opp og koker i pumpens arbeidskammer. Slike fenomener fører til deformasjon av løpehjulet og deretter til fullstendig ødeleggelse.

Korrosjon av metall

Korrosjon av metaller i vann eller vandige løsninger er av elektrokjemisk natur. Denne prosessen oppstår på grunn av en potensiell forskjell, dvs. i nærvær av et såkalt galvanisk par.

Dannelsen av et galvanisk par skjer når to eller flere forskjellige metaller er nedsenket (makro-par) eller i nærvær av strukturell heterogenitet av metallet (mikro-par).

Ulike komponenter i både mikropar og makropar har forskjellige elektrodepotensialer, noe som resulterer i elektrisitet. Komponenter med et mer positivt potensial kalles katoder, og de med et mer negativt potensial kalles anoder.

Ødeleggelse av metallet til pumpehjulet skjer i de anodiske områdene på grunn av overgangen av ioner (elektrisk ladede partikler) fra metallet til pumpens arbeidsmiljø. De frigjorte elektronene strømmer gjennom metallet fra de anodiske til katodiske områdene og utlades der.

Korrosjon er altså en kombinasjon av to prosesser: den anodiske prosessen (overgang av ioner fra metall til løsning) og den katodiske prosessen (utladning av elektroner).

Materialer for pumpehjul

Ved valg av impellermaterialer må en rekke krav overholdes. De mekaniske egenskapene til materialet må gi den nødvendige styrken til løpehjulet, tatt i betraktning temperaturspenninger. Den lineære ekspansjonskoeffisienten bør ikke avvike særlig fra den lineære ekspansjonskoeffisienten til akselmaterialet.

Ikke mindre viktig egenskap er materialets motstand mot korrosjon i den pumpede væsken.

Generelt viser det seg at materialet impeller En sentrifugalpumpe må oppfylle en kompleks kombinasjon av krav.

De mekaniske egenskapene til materialet skal sikre hjulets styrke ikke bare under normale driftsforhold, men også under spesielle driftsforhold forbundet med temperatursjokk.

I noen tilfeller kan fremmedlegemer komme inn i pumpen og forårsake skade på pumpehjulet, for eksempel bulker. Derfor må hjulmaterialet være sterkt, duktilt og gi høy korrosjonsbestandighet.

Bronse tilfredsstiller mest disse kravene, men bronse er også mest dyrt materiale. Dessuten under forhold høye temperaturer de mekaniske egenskapene til bronse er kraftig redusert. Det er ulemper forbundet med den høye koeffisienten for lineær utvidelse av bronsehjulet sammenlignet med stålakselen. Som et resultat svekkes passformen til bronsehjulet på akselen under normale temperaturforhold under driftsforhold ved høye temperaturer.

Rustfritt stål har gode mekaniske egenskaper og korrosjonsbestandighet. Men på grunn av lave støpekvaliteter, må hjul fra slike stål produseres ved sveising fra maskinert smiing.

Støpejern kan brukes som materiale for pumpehjulet til en pumpe som opererer i et lite korrosivt miljø.

Nylig har ulike typer plast blitt stadig mer populære i utformingen av pumpehjul, med relativt høye mekaniske egenskaper og motstand mot aggressive miljøer.

I store pumper under forhold som er gunstige mot korrosjon, er løpehjulene laget av karbonstål, og områder utsatt for økt slitasje er beskyttet med spesiell overflate.

Reparasjon og utskifting av pumpehjul for pumper (videoinstruksjoner)

Hvis pumpeutstyret svikter, er en av årsakene pumpehjulet, og deretter må pumpehjulet skiftes.

Hvis du har spørsmål om hvordan du fjerner pumpehjulet, bruk instruksjonene nedenfor:

1 Sørg for at det ikke er strøm til pumpeenheten;

2 For lekkende pumper er det nødvendig å koble fra koblingen som forbinder pumpen og den elektriske motoren;

3 Avhengig av utformingen av enheten (om nødvendig), koble fra suge- og/eller utløpsrørene;

4 Fjern pumpehuset ved å skru ut de tilsvarende boltene;

5 Slå ut nøkkelen som forbinder akselen og pumpehjulet;

6 Fjern impelleren.

Hjulsetene på motorakselen kan lages i korsformet eller sekskantet design eller i form av en sekskantet stjerne.

Arbeidshjul

I avsnittet "Generelt" vil vi vurdere impellere for pumper eller impellere, som de ofte kalles. – er den viktigste arbeidsdelen av pumpen. Hensikten med pumpehjulet er at den konverterer rotasjonsenergien som mottas fra motoren til energien til væskestrøm. På grunn av rotasjonen av pumpehjulet, roterer også væsken i den og påvirkes av sentrifugalkraft. Denne kraften får væske til å bevege seg fra den sentrale delen av pumpehjulet til periferien. Som et resultat av denne bevegelsen skapes et vakuum i den sentrale delen av løpehjulet. Dette vakuumet skaper effekten av at væske suges inn i det sentrale hullet i pumpehjulet direkte gjennom pumpens sugerør.

Væsken, som når periferien av pumpehjulet, slippes ut under trykk inn i pumpens utløpsrør. Utendørs og indre diameter, formen på bladene og bredden på arbeidsgapet til hjulet bestemmes ved hjelp av beregninger. Impellere kan være forskjellige typer radial, diagonal, aksial, samt åpen, semi-lukket og lukket. Løftehjulene i de fleste pumper har en tredimensjonal design som kombinerer fordelene med radielle og aksiale løpehjul.

Impeller typer

Utformingen av pumpehjulet er åpen, halvlukket og lukket. Deres typer er vist i (fig. 1).

Åpen (fig. 1a) hjulet består av en skive og blader plassert på overflaten. Antall blader i slike løpehjul er oftest enten fire eller seks. De brukes svært ofte der det kreves lavt trykk og arbeidsmiljøet er forurenset eller inneholder oljete og faste inneslutninger. Denne hjuldesignen er praktisk for rengjøring av kanalene. Effektivitet De åpne hjulene er små og utgjør omtrent 40 %. Sammen med den angitte ulempenåpne impellere har betydelige fordeler, de er mindre utsatt for tilstopping og er enkle å rengjøre fra smuss og avleiringer i tilfelle tilstopping. Og videre, dette designet Hjulene er preget av høy slitestyrke mot slitende komponenter i det pumpede mediet (sand).

Halvlukket (Fig. 1b) Hjulet skiller seg fra et lukket ved at det ikke har en andre skive, og hjulbladene, med et lite gap, grenser direkte til pumpehuset, som fungerer som en andre skive. Halvlukkede hjul brukes i pumper beregnet for pumping av sterkt forurensede væsker (slam eller slam).

Lukket(Fig. 1c) hjulet består av to skiver, mellom hvilke bladene er plassert. Denne typen impeller brukes oftest i sentrifugalpumper, da de skaper godt trykk og har minimal væskelekkasje fra utløpet til innløpet. Lukkede hjul er laget på forskjellige måter: støping, punktsveising, nagling eller stempling. Antall blader i hjulet påvirker effektiviteten til pumpen som helhet. I tillegg påvirker antallet blader også brattheten ytelsesegenskaper. Jo flere blader, jo mindre pulsering av væsketrykk ved utløpet av pumpen. Eksistere ulike måter landing av hjulene på pumpeakselen.

Typer impellerlandinger

Setet til pumpehjulet på motorakselen i enkelthjulspumper kan være konisk eller sylindrisk. Hvis du ser på setet til løpehjulene i flertrinns vertikal eller horisontale pumper, så vel som pumper for brønner, så kan setet der enten være kryssformet, eller i form av en sekskant, eller i form av en sekskantet stjerne. (Fig. 2) viser løpehjul med ulike typer landinger.

Konisk (konisk) passform (fig. 2a). Den koniske tilpasningen sikrer enkel tilpasning og fjerning av pumpehjulet. Ulempene med denne passformen inkluderer den mindre presise posisjonen til pumpekroppen i lengderetningen enn med en sylindrisk passform. Impelleren sitter godt fast på akselen flyttes på skaftet. Det skal også sies at den koniske passformen generelt forårsaker store hjulavbrudd, noe som påvirker de mekaniske tetningene og pakkbokspakningene negativt.

Sylindrisk passform (fig. 2b). Denne passformen sikrer den nøyaktige posisjonen til løpehjulet på akselen. Løftehjulet er festet til akselen med en eller flere kiler. Denne avsatsen brukes i, og. Denne koblingen har en fordel fremfor en konisk kobling på grunn av en mer presis posisjon av løpehjulet på akselen. Ulempene med en sylindrisk passform inkluderer behovet for presis bearbeiding av både pumpeakselen og selve hullet i hjulnavet.

Kryssformet eller sekskantet passform (fig. 2c og 2d). Disse typer beplantning brukes oftest i. Denne passformen muliggjør enkel installasjon og fjerning av pumpehjulet fra pumpeakselen. Den fester hjulet stivt på akselen i rotasjonsaksen. Spaltene i løpehjulene og diffusorene justeres med spesielle skiver.

Hex stjerne passform(Fig 2d). Denne passformen brukes i og der impellerne er laget av rustfritt stål. Dette er mest kompleks design sete, som krever en meget høy klasse av prosessering, både selve akselen og impelleren. Den fester hjulet stivt i rotasjonsaksen til akselen. Spaltene i løpehjulene og diffusorene justeres ved hjelp av foringer.

Det finnes andre typer impellerfester på pumpeakselen, men vi satte oss ikke som mål å demontere alt eksisterende metoder. Dette kapittelet diskuterer de mest brukte impellertypene.

Drift, vedlikehold og reparasjon

Som kjent, impeller eller impeller er hovedelementet i pumpen. Impelleren bestemmer hovedvekten spesifikasjoner og pumpeparametere. Levetiden og bruken av pumper avhenger i stor grad av levetiden til pumpehjulene. Levetiden til pumpehjulet påvirkes av mange faktorer, hvorav de viktigste er kvaliteten på den utførte installasjonen og driftsforholdene til utstyret.

Installasjonskvalitet. Det så ut til at dette var komplisert, jeg koblet et rør eller en slange til suge- og trykkrørene, fylte pumpe og sugerør med vann, plugget støpselet inn i stikkontakten og alt var i orden. Pumpen begynte å levere vann, og nå kan du høste fruktene av arbeidet ditt. Det virker slik ved første øyekast, men i virkeligheten er alt mye mer komplisert. Levetiden til utstyret og driftsforholdene avhenger i stor grad av kvaliteten på installasjonen. De vanligste installasjonsfeilene:

koble til et rør med mindre diameter enn pumpeinnløpet. Dette fører til en økning i motstanden i sugeledningen og fører følgelig til en reduksjon i pumpens sugedybde og dens ytelse. Produsenter pumpeutstyr Det anbefales å øke diameteren på sugeledningen med én standardstørrelse når sugedybden er over 5 meter. Avkutting av diameteren på sugerøret fører også til tap av pumpeytelse. En avkortet sugerør er ikke i stand til å passere væskevolumet som pumpen kan levere. Hvis en slange er koblet til pumpens sugerør, må den være korrugert og ha en passende diameter; Det er strengt forbudt å koble enkle slanger til sugerøret. I dette tilfellet, på grunn av vakuumet som skapes av pumpehjulet ved suget, blir slangen komprimert og sugeledningen avkortet. Pumpen vil levere vann til beste scenario dårlig, eller i verste fall ikke servert i det hele tatt;
fravær tilbakeslagsventil med netting på sugeledningen. I fravær av en tilbakeslagsventil, etter at pumpen er slått av, kan vann strømme tilbake i brønnen eller borehullet. Dette problemet er relevant for pumper der sugerøret er plassert under pumpens sugeakse, eller for pumper hvor sugerøret er under trykk når det stopper. Sugeaksen til pumpen er sentrum av sugerøret;
rør henger horisontalt snitt eller mothelling fra pumpen i sugerørledningen. Dette problemet fører til "lufting" av sugerørledningen og følgelig til tap av pumpeytelse eller til fullstendig opphør av driften;
et stort antall svinger og bøyninger i suget. Slik installasjon fører også til en økning i motstanden i sugerørledningen og følgelig til en reduksjon i sugedybden og pumpeytelsen;
dårlig tetthet i sugerøret. I denne situasjonen lekker luft inn i pumpen, noe som påvirker pumpens sugeevne og ytelse. Tilstedeværelsen av luft fører også til økt støy under drift av utstyret.

Driftsforhold for utstyret. Denne faktoren inkluderer drift av utstyr i kavitasjonsmodus og drift uten væskestrøm "tørrkjøring"

Kavitasjon. I kavitasjonsmodus fungerer pumpen når det mangler vann ved innløpet. Denne driftsmåten for utstyret avhenger helt av riktig installasjon. Hvis det er vannmangel ved pumpeinnløpet på grunn av vakuumet skapt av pumpehjulet, i overgangssonen med lavtrykk Ved høye temperaturer oppstår den såkalte "kaldkoking av væsken" på overflaten av pumpehjulet. I denne sonen begynner luftbobler å kollapse. På grunn av disse mange mikroskopiske eksplosjonene i områder med mer høytrykk(f.eks. i periferien av løpehjulet) mikroskopiske eksplosjoner forårsaker trykkstøt som skader eller kan ødelegge hydraulisk system. Hovedtegnet på kavitasjon er økt støy under pumpedrift og gradvis erosjon av pumpehjulet. I (fig. 3) kan du se hva messinghjulet har blitt når det ble drevet i kavitasjonsmodus.

NPSH. Denne karakteristikken bestemmer minimum tilleggsverdien av innløpstrykket i en bestemt type pumpe som er nødvendig for drift uten kavitasjon. NPSH-verdien avhenger av typen impeller, typen væske som pumpes og hastigheten til motoren. Verdien av minimum bakvann påvirkes av eksterne faktorer, slik som temperaturen på den pumpede væsken og atmosfærisk trykk.
Drift uten væskestrøm "tørrkjøring". Denne driftsmodusen kan oppstå både i fravær av pumpet væske ved pumpeinnløpet, og når utstyret opererer med en lukket ventil eller kran. Ved drift uten væskestrøm, på grunn av friksjon og mangel på kjøling, skjer hurtig oppvarming og koking av væsken i pumpens arbeidskammer. Oppvarming fører først til deformasjon av pumpens arbeidselementer (Venturi-rør, diffusor(er) og impeller(er)), og deretter til fullstendig ødeleggelse. I (fig. 4) kan du se deformasjonen av løpehjulene når du bruker pumpeutstyr i "tørrkjøring"-modus

Konsekvenser av "Dry Run"

For å eliminere slike situasjoner er det nødvendig å forhindre slike tilfeller og installere ekstra beskyttelse mot utstyrsdrift i "tørrkjøring" -modus. Du kan lære om noen beskyttelsesmetoder . Det er også nødvendig å utføre periodisk inspeksjon og vedlikehold av utstyr for å øke levetiden. Under inspeksjonen må du være oppmerksom på luftlekkasjer (sugerør) og fravær av lekkasjer i koblingene og mekanisk tetning. Dette gjelder spesielt i tilfeller hvor pumpeutstyr langsiktig var inaktiv og ikke i bruk. Hvis det oppdages problemer, må du fikse dem selv eller invitere en spesialist fra service Senter, hvis det for eksempel er behov for utskifting. Reparasjoner i slike tilfeller vil ikke være lange eller dyre. Mye vanskeligere og dyrere reparasjoner verdt det når du skal bytte alle innsiden av pumpen og i tillegg også spole tilbake statoren. Reparasjon i dette tilfellet kan koste omtrent det samme som en ny pumpe. Derfor, hvis avvik i driften av utstyret oppdages (trykk og strømning har redusert, støy har dukket opp under drift), er det nødvendig å nøye undersøke og inspisere hele systemet selv og eliminere problemene. Det skal legges til at når du reparerer pumpeutstyr, veldig ofte når du bytter ut impelleren, kan du støte på følgende problem: hvordan fjerne det? Dette gjelder pumper som har messing eller noril impeller, men med messing innsats, eller støpejern impeller med sylindrisk nøkkelpassning. Under drift "fester" slike hjul seg til akselen. Kvaliteten på vannet vårt bidrar også til dette, med høyt innhold av hardhetssalter eller jern. Det er veldig vanskelig å fjerne slike hjul fra akselen uten å skade noe. For å fjerne hjul må du først rense dem for kalkavleiringer og hardhetssalter ved å bruke husholdningsproduktet "SANTRI" eller noe lignende. Dette produktet renser innsiden av pumpen perfekt fra avleiringer av hardhetssalter. Hvis pumpehjulet ikke kan fjernes etter rengjøring, bør du bruke et "WD"-produkt som brukes i bilreparasjoner eller et hvilket som helst flytende smøremiddel du har for hånden. På grunn av sin høye fluiditet trenger "WD" væske dypt inn i alle hulrom og porer, og fukter og smører arbeidsflater. Deretter, ved hjelp av en bøssing (bøssingen skal ha en diameter på 3-5 mm større enn diameteren på akselen, men ikke strekke seg utover messinginnsatsen, dette er viktig for plasthjul) og en hammer, prøv å flytte løpehjulet fra setet sitt. Du må også være oppmerksom på selve akselen, for ikke å skade gjengen som mutteren som fester løpehjulet er skrudd på. For å gjøre dette legger vi bøssingen på motorakselen og slår den med en hammer. Det er nødvendig å slå med en slik kraft for ikke å skade den mekaniske mekaniske tetningen, som er plassert på akselen, rett bak pumpehjulet. Som du vet, har den bevegelige delen av en mekanisk mekanisk tetning en fjær som konstant presser arbeidsflatene til de bevegelige og stasjonære delene av den mekaniske tetningen mot hverandre. Ved å komprimere denne fjæren kan vi flytte løpehjulet med 1-2 mm. langs motorakselen. Deretter må vi flytte løpehjulet langs akselen i den andre retningen. For å gjøre dette trenger du to kraftige skrutrekkere. Skrutrekkere settes inn mellom motorstøtten (caliper) og løpehjulet motsatt hverandre, alltid under skilleveggene til bladene (for ikke å bryte bladene til plasthjulet). Vi strammer løpehjulet og prøver å bevege det langs akselen i motsatt retning. Deretter tar vi en hammer, en bøssing og utfører prosedyren beskrevet ovenfor. Det kan være flere slike forsøk inntil impelleren er fjernet. Løpehjul av messing og støpejern måtte fjernes på samme måte. På riktig installasjon og overholdelse av driftsbetingelserimpeller eller impeller, som selve pumpen, kan vare lenge og pålitelig i mange år.

Takk for din oppmerksomhet.