Skysčių tekėjimo proceso metu dėl srauto pasipriešinimo prarandama dalis mechaninės energijos. Todėl, norint transportuoti skystį iš vienos vietos į kitą, nesvarbu, ar tai būtų pernešimas iš vietos, kurioje yra mažesnė bendroji savitoji energija, į vietą, kurioje bendra savitoji energija didesnė, ar tik norint įveikti srauto pasipriešinimą, skysčiui turi būti tiekiama mechaninė energija. Skysčiams transportuoti naudojama mašina vadinama siurbliu (siurbliu). Siurbliai daugiausia skirstomi į tris kategorijas pagal jų konstrukcines charakteristikas ir veikimo principus:
I. Mentelių-tipo siurbliai: šie siurbliai veikia taip, kad besisukančios mentės veikia skystį ir taip padidina mechaninę skysčio energiją. Pavyzdžiui, įvairūs išcentriniai siurbliai, sūkuriniai siurbliai, ašinio srauto siurbliai ir kt.
II Teigiamo stūmoklio siurbliai: Šie siurbliai naudoja stūmoklių grįžtamąjį judesį arba rotorių sukamąjį judesį, kad pakeistų darbinės kameros tūrį, suspausdami skystį ir dirbdami su skysčiu, taip padidindami mechaninę skysčio energiją. Pavyzdžiai: stūmokliniai siurbliai, krumpliaračių siurbliai, sraigtiniai siurbliai ir kt.
III reaktyvinis siurblys: jis veikia naudodamas didelio -greičio srautą, kurį sukuria darbinis skystis, kad išstumtų skystį, o tada, keičiantis impulsui, padidėja išstumto skysčio energija.
Dėl savo paprastos konstrukcijos, lengvumo gaminti, stabilaus srauto, didelio pritaikomumo ir patogaus veikimo išcentriniai siurbliai plačiai naudojami chemijos gamyboje. Todėl šiame straipsnyje mes sutelksime dėmesį į išcentrinių siurblių pristatymą.
Išcentrinio siurblio veikimo principas
Kai veikia išcentrinis siurblys, jis remiasi dideliu greičiu{0}}sukančiu sparnuotės ratu, kad skystis galėtų įgyti energijos ir padidinti savo slėgio potencialą veikiant inercinei išcentrinei jėgai. Prieš pradedant dirbti išcentriniam siurbliui, siurblio korpusas ir įleidimo vamzdynas turi būti užpildyti skysta terpe, kad būtų išvengta kavitacijos.
Kai sparnuotė sukasi greitai, mentės priverčia greitai sukasi terpė. Besisukanti terpė išmetama iš sparnuotės veikiama išcentrinės jėgos. Išleidus vandenį iš siurblio, sparnuotės centre susidaro vakuuminis plotas. Tuo pačiu metu jis nuolat siurbia skystį ir nuolat suteikia tam tikrą energiją siurbiamam-skysčiui, tada skystį išleidžia. Taigi išcentrinis siurblys tokiu būdu veikia nuolat.
Išcentrinio siurblio struktūra
Yra daugybė išcentrinių siurblių tipų. Nors įvairių tipų siurblių konstrukcijos skiriasi, pagrindiniai komponentai iš esmės yra vienodi.
Pagrindiniai išcentrinio siurblio komponentai yra: sparnuotė, siurblio velenas, siurblio korpusas, siurblio pagrindas, sandarinimo dėžė (sandarinimo įtaisas), sandarinimo žiedas, guolio korpusas ir kt.
1. Darbaratis
Darbinis ratas yra darbinis išcentrinio siurblio komponentas. Jis siurbia skysčius sukdamasis dideliu greičiu ir dirbdamas su skysčiais. Tai svarbi išcentrinio siurblio dalis.
Darbaratį paprastai sudaro stebulė, mentės ir dengiamoji plokštė. Darbaračio dengiamoji plokštė yra padalinta į priekinę dangtelio plokštę ir galinę dangtelio plokštę. Dengimo plokštė, esanti sparnuotės įleidimo pusėje, vadinama priekine dangteliu, o kitos pusės dengiamoji plokštė vadinama galine dangteliu.
Kai paleidžiamas išcentrinis siurblys, siurblio velenas kartu varo sparnuotės sukimąsi dideliu greičiu. Tai priverčia skystį, kuris buvo iš anksto-užpildytas tarp ašmenų, suktis. Veikiant inercinei išcentrinei jėgai, skystis juda radialiai iš centro į sparnuotės periferiją.
Srauto proceso metu skystis įgauna energijos, didėjant jo statiniam slėgiui ir didėjant srauto greičiui. Kai skystis išeina iš sparnuotės ir patenka į siurblio korpusą, jis sulėtėja dėl palaipsniui besiplečiančių srauto kanalų korpuso viduje. Dalis kinetinės energijos paverčiama statinio slėgio energija ir galiausiai teka į išleidimo vamzdyną.
Pagal konstrukcines formas sparnuotės gali būti suskirstytos į tris tipus.
(1) Uždaras sparnuotės abiejose pusėse yra dengiamosios plokštės. Tarp dengiamųjų plokščių yra nuo 4 iki 6 ašmenų. Uždaras sparnuotė pasižymi dideliu efektyvumu ir yra plačiausiai naudojamas tipas. Tinka tiekti švarius skysčius be kietųjų dalelių ar skaidulų.
(2) Atviro -tipo sparnuotė neturi dengiamųjų plokščių abiejose menčių pusėse. Tinka transportuoti skysčius, kuriuose yra daug skendinčių kietųjų dalelių. Tačiau jo efektyvumas yra palyginti mažas, o gabenamo skysčio slėgis nėra didelis.
(3) Pusiau{1}}atviro tipo sparnuotė turi tik galinę dangtelio plokštę. Jis tinka skysčiams, kurie linkę į nuosėdas arba kuriuose yra kietų suspenduotų medžiagų, transportuoti. Jo efektyvumas yra tarp atviro ir uždaro tipo sparnuočių.
2. Siurblio velenas
Pagrindinė išcentrinio siurblio siurblio veleno funkcija yra perduoti galią ir palaikyti sparnuotę, kad jis būtų darbinėje padėtyje ir veiktų normaliai. Vienas veleno galas yra prijungtas prie variklio veleno per movą, o kitas galas palaiko sparnuotės sukimosi judėjimą. Velenas turi tokius komponentus kaip guoliai ir ašiniai sandarikliai.
Įprastos siurblio velenų medžiagos yra anglinis plienas ir nerūdijantis plienas.
Darbaratis ir velenas yra sujungti raktu. Kadangi šis sujungimo būdas gali perduoti tik sukimo momentą, bet negali fiksuoti sparnuotės ašinės padėties, siurblyje ašine įvorė ir fiksavimo veržlė naudojama sparnuotės ašinei padėčiai fiksuoti.
Po to, kai sparnuotė yra ašine padėtimi su fiksavimo veržle ir veleno įvore, kad fiksavimo veržlė neatsipalaiduotų, būtina neleisti siurbliui apsisukti. Ypač naujai sumontuotų siurblių arba siurblių, kurie buvo išardyti ir taisyti, sukimosi krypties patikrinimas turi būti atliktas pagal taisykles, siekiant užtikrinti atitiktį nurodytai krypčiai.
3. Rankovė
Veleno įvorės funkcija yra apsaugoti siurblio veleną, paverčiant trintį tarp tarpiklio ir siurblio veleno į trintį tarp tarpiklio ir veleno įvorės. Todėl veleno įvorė yra išcentrinio siurblio -dėvėjimasis komponentas.
Veleno įvorės paviršius taip pat gali būti apdorotas, pvz., karbiuravimas, azotavimas, chromavimas ir purškimas. Paviršiaus šiurkštumo reikalavimas paprastai reikalingas norint pasiekti Ra3,2 μm - Ra0,8 μm. Tai gali sumažinti trinties koeficientą ir padidinti tarnavimo laiką.
4. Guoliai
Guoliai atlieka rotoriaus svorio ir apkrovos palaikymą. Išcentriniuose siurbliuose dažniausiai naudojami riedėjimo guoliai. Išorinis guolio žiedas yra pagrindo veleno sistemoje su guolio korpuso anga, o vidinis žiedas yra pagrindo angų sistemoje su besisukančiu velenu. Atitinkamų kategorijų nacionaliniai standartai turi rekomenduojamas reikšmes ir jas galima pasirinkti pagal konkrečias aplinkybes. Guoliai paprastai sutepami tepalu ir tepimo alyva.
5. Užpildo dėžutė
Kai siurblio velenas išsikiša iš siurblio korpuso, tarp veleno ir korpuso yra tarpas. Vieno-siurbimo išcentriniuose siurbliuose, jei šioje dalyje nenaudojamas veleno sandarinimo įtaisas, siurblio korpuso viduje esantis aukšto slėgio vanduo ištekės dideliais kiekiais. Pakavimo dėžė yra vienas iš dažniausiai naudojamų veleno sandarinimo įtaisų. Sandarinimo dėžė susideda iš penkių komponentų: veleno sandarinimo įvorės, sandariklio, vandens sandariklio vamzdžio, vandens sandariklio žiedo ir sandarinimo dangčio.
⒍蜗壳
Sriegis yra spiralės -formos srauto kanalas, kurio skerspjūvio plotas palaipsniui didėja- nuo sparnuotės išleidimo angos iki kitos pakopos sparnuotės įleidimo angos arba iki siurblio išleidimo vamzdžio. Srauto kanalas palaipsniui plečiasi, o išėjimas yra difuzoriaus vamzdžio pavidalu. Kai skystis išteka iš sparnuotės, jo srauto greitis gali būti sklandžiai sumažintas, paverčiant didelę jo kinetinės energijos dalį į statinio slėgio energiją.
Volutos privalumai yra tai, kad ji yra paprasta gaminti, turi plačią efektyvumo zoną, o apdirbus sparnuotę siurblio efektyvumas kinta mažai.
Trūkumas yra tas, kad voliutos forma yra asimetriška. Naudojant vieną spiralę, slėgis, veikiantis rotorių radialiai, nėra vienodas, todėl velenas gali sulinkti. Todėl kelių-pakopų siurblių spiralės naudojamos tik pirmoje ir paskutinėje sekcijose, o vidurinėje sekcijoje naudojamas kreipiamojo rato įtaisas.
Volutos medžiaga dažniausiai yra ketus. Antikorozinio siurblio spiralė pagaminta iš nerūdijančio plieno ar kitų antikorozinių medžiagų, pvz., plastiko, stiklo pluošto ir kt. Daugiapakopiams siurbliams dėl didelio slėgio medžiagų stiprumo reikalavimai yra aukštesni, o jų spiralės dažniausiai gaminamos iš lietojo plieno.
⒎ Varomasis ratas
Kreipiamasis ratas yra stacionarus diskas su priekinėmis kreipiančiomis mentėmis, apvyniotomis aplink jo išorinį kraštą priekinėje pusėje. Šios kreipiamosios mentelės sudaro difuzoriaus{1}}formos srauto kanalų seriją. Galinėje pusėje yra atbulinės eigos kreipiančiosios mentelės, nukreipiančios skystį į kitos pakopos sparnuotės įleidimo angą. Po to, kai skystis išstumiamas iš sparnuotės, jis sklandžiai teka į kreipiamąjį ratą ir toliau teka į išorę išilgai priekinių kreipiamųjų mentelių, jo greitis palaipsniui mažėja, o didžioji jo kinetinės energijos dalis paverčiama statinio slėgio energija.
Radialinis vienašalis tarpas tarp sparnuotės ir kreipiamųjų mentelių yra maždaug 1 mm. Jei klirensas yra per didelis, efektyvumas sumažės; jei jis per mažas, sukels vibraciją ir triukšmą. Palyginti su spirale, segmentinio daugiapakopio išcentrinio siurblio su kreipiamaisiais ratukais siurblio korpusą lengviau gaminti, o energijos konversijos efektyvumas yra didesnis. Tačiau jo montavimas ir priežiūra yra sunkesni nei spiralės.
16. Sandarinimo žiedas
Siekiant sumažinti vidinį nuotėkį ir apsaugoti siurblio korpusą, ant korpuso sumontuotas keičiamas sandarinimo žiedas, atitinkantis sparnuotės įleidimo angą. Radialinis tarpas tarp sandarinimo žiedo vidinės angos ir sparnuotės išorinio apskritimo paprastai yra nuo 0,1 iki 0,2 mm. Susidėvėjus sandarinimo žiedui, padidėja radialinis tarpas, todėl sumažėja siurblio skysčio išleidimo tūris ir sumažėja efektyvumas. Kai sandarinimo tarpas viršija nurodytą vertę, būtina jį laiku pakeisti.
Sandarinimo žiedo konstrukcinės formos yra trijų tipų:
Plokščiasis{0}}žiedo tipas, paprastos struktūros ir lengvo gamybos, tačiau prastas sandarinimo efektas;
Stačiakampis{0}}kampinis sandarinimo žiedas leidžia skysčiui nutekėti per 90 laipsnių kanalą, todėl sandarinimo efektas yra geresnis, palyginti su plokščiu{2}}žiedu. Jis plačiai naudojamas.
Labirintinis sandarinimo žiedas turi gerą sandarinimo efektą, tačiau jo struktūra yra sudėtinga ir sudėtinga gaminti. Todėl jis retai naudojamas išcentriniuose siurbliuose.
Išcentrinio siurblio darbo procesas
Prieš paleisdami siurblį, užpildykite siurblį skysčiu, kurį pirmiausia reikia transportuoti.
2. Paleidus siurblį, siurblio velenas varo sparnuotės ratą, kad jis suktųsi dideliu greičiu, generuodamas išcentrinę jėgą. Veikiant šiai jėgai, skystis išmetamas iš sparnuotės centro į sparnuotės periferiją, padidėja jo slėgis ir jis labai dideliu greičiu (15-25 m/s) teka į siurblio korpusą.
3. Siurblio korpuse, srauto kanalui nuolat plečiantis, skysčio srauto greitis sulėtėja, todėl didžioji kinetinės energijos dalis paverčiama slėgio energija. Galiausiai skystis iš išleidimo angos išteka gana dideliu statiniu slėgiu ir patenka į išleidimo vamzdyną.
4. Išsiurbus iš siurblio esantį skystį, sparnuotės centre susidaro vakuumas. Esant slėgio skirtumui tarp skysčio paviršiaus slėgio (atmosferos slėgio) ir slėgio siurblio viduje (neigiamas slėgis), skystis per įsiurbimo vamzdyną patenka į siurblį ir užpildo vietą, kurioje skystis buvo išstumtas.
Išcentrinių siurblių klasifikacija
Išcentrinių siurblių gaminiai paprastai klasifikuojami pagal jų konstrukcines charakteristikas. Yra įvairių klasifikavimo būdų, įskaitant šešis tipus: klasifikuojami pagal darbinį slėgį, pagal darbinių sparnuočių skaičių, pagal tai, kaip sparnuotė įgeria vandenį ir kt.
⒈ Pagal darbinį slėgį:
Žemo-slėgio siurblys: slėgis mažesnis nei 100 metrų vandens stulpelio.
Vidutinio-slėgio siurblys: slėgis svyruoja nuo 100 iki 650 metrų vandens stulpelio.
Aukšto -slėgio siurblys: slėgis didesnis nei 650 metrų vandens stulpelio.
2. Pagal darbinių sparnuočių skaičių:
Vieno{0}}pakopio siurblys: tai siurblys, kurio siurblio velene yra tik vienas sparnuotė.
Kelių{0}}pakopų siurblys: šio tipo siurblys turi du ar daugiau sparnuočių ant veleno. Šiuo atveju bendra siurblio aukštis yra kiekvieno iš n sparnuotės generuojamų galvų suma.
3. Pagal sparnuotės vandens įsiurbimo metodą:
Vienpusis-šoninis vandens-siurbimo siurblys: taip pat žinomas kaip vienas-siurbimo siurblys, tai reiškia, kad ant sparnuotės yra tik viena vandens įsiurbimo anga.
Dviejų krypčių siurbimo siurblys: taip pat žinomas kaip dvigubas-siurbimo siurblys, turi įleidimo angą abiejose sparnuotės pusėse. Jo srautas yra dvigubai didesnis nei vieno-siurbimo siurblio. Tai galima apytiksliai laikyti dviem pavieniais-siurbimo siurblio sparnuotėmis, išdėstytomis atgal-su-nugara.
4. Pagal siurblio veleno padėtį:
Horizontalus siurblys: siurblio velenas yra horizontalioje padėtyje.
Vertikalus siurblys: siurblio velenas yra vertikalioje padėtyje.
5. Pagal siurblio korpuso jungties formą:
Horizontalus padalijamas siurblys: yra toks, kai jungties siūlė atidaroma horizontalioje plokštumoje, einančioje per ašį.
Vertikalus jungties paviršiaus siurblys: tai reiškia siurblį, kuriame jungties paviršius yra statmenas ašies linijai.
6. Vandens, išeinančio iš sparnuotės, nukreipimo į išleidimo kamerą būdas:
Korpuso siurblys: kai vanduo išeina iš sparnuotės, jis tiesiogiai patenka į siurblio korpusą, kuris yra spiralės formos.
Kreipiamosios mentelės siurblys: kai vanduo išeina iš sparnuotės, jis patenka į kreipiamąsias mentes, esančias už sparnuotės, ir pereina į kitą etapą arba teka į išleidimo vamzdį.
⒎ Atsižvelgiant į skirtingas gabenamas medžiagas, išcentriniai siurbliai gali būti skirstomi į: vandens siurblius, alyvos siurblius, korozijai{0}}atsparius siurblius ir kt.
Kavitacija ir garų užraktas
Erozijos reiškinys
Iš išcentrinio siurblio veikimo principo galima suprasti, kad iš greitai besisukančio sparnuotės{0}}išmetus tarp menčių esantį skystį, šalia sparnuotės įleidimo angos susidaro žemo-slėgio sritis. Kai slėgis sparnuotės įleidimo angoje yra lygus transportuojamo skysčio sočiųjų garų slėgiui pV darbinėje temperatūroje arba mažesnis už jį, skystis šioje srityje išgaruos ir susidarys burbuliukai. Kai burbuliukai kartu su skysčiu keliauja į aukšto-slėgio sritį, dėl slėgio jie greitai kondensuosis.
Burbulo kondensacijos momentu susidaro vietinis vakuumas. Aplink esantis skystis dideliu greičiu veržiasi link erdvės, kurią anksčiau užėmė burbulas, sukeldamas smūgį ir vibraciją, dėl ko susidaro didelė smūgio jėga. Ypač tada, kai burbulo kondensacijos taškas yra netoli ašmenų paviršiaus, daug skysčio dalelių paveikia ašmenis dideliu dažniu ir slėgiu; tuo pačiu metu burbulas gali turėti ir nedidelį kiekį deguonies bei kitų medžiagų, kurios turi cheminį korozinį poveikį metalinėms medžiagoms. Dėl nuolatinio smūgio ir cheminės korozijos kartu pažeidžiamas ašmenų paviršius, susidaro dėmės ir įtrūkimai, dėl kurių ašmenys bus sugadinti prieš laiką. Šis reiškinys vadinamas kavitacija išcentriniuose siurbliuose.
Dujų surišimo reiškinys
Įjungus išcentrinį siurblį, jei siurblyje yra oro, dėl mažo oro tankio išcentrinė jėga, susidaranti po sukimosi, yra maža. Dėl to sparnuotės centre susidaręs žemas slėgis yra nepakankamas skysčiui įsiurbti. Net paleidus išcentrinį siurblį jis negali atlikti transportavimo užduoties. Šis reiškinys vadinamas „oro užraktu“.
Tai rodo, kad išcentrinis siurblys neturi savaiminio{0}}siurbimo galimybės. Todėl prieš paleidžiant išcentrinį siurblį, jis turi būti užpildytas skysčiu, kurį reikia transportuoti. Žinoma, jei išcentrinio siurblio įsiurbimo anga yra žemiau tiekiamo skysčio skysčio lygio, skystis automatiškai pateks į siurblį. Tai ypatingas atvejis. Išcentrinio siurblio siurbimo vamzdyne įrengtas apatinis vožtuvas, kad skystis, kuris buvo pripildytas prieš paleidžiant, neištekėtų iš siurblio. Filtro ekranas gali užkirsti kelią kietoms skystyje esančioms medžiagoms įsiurbti ir užblokuoti vamzdynus bei siurblio korpuso išleidimo vamzdį. Išleidimo vamzdyje sumontuotas reguliavimo vožtuvas naudojamas siurblio paleidimui, siurblio sustabdymui ir srauto reguliavimui.
Įvairių kavitacijos ir garų užrakto priežasčių požiūriu:
Oro surišimas reiškia oro buvimą siurblio korpuse. Paprastai tai įvyksta paleidus siurblį. Pagrindinis pasireiškimas yra tai, kad oras iš siurblio korpuso nebuvo visiškai pašalintas. Kavitaciją sukelia skystis, pasiekiantis garavimo slėgį tam tikroje temperatūroje. Matyti, kad tai glaudžiai susiję su gabenama terpe ir darbo sąlygomis.
Norint išvengti oro užrakto reiškinio, gali būti naudojami šie metodai:
1. Prieš pradėdami, užpildykite apvalkalą skysčiu. Užtikrinkite sandarų korpuso sandarumą. Vandens pildymo vožtuvas ir dušo galvutė neturi nutekėti. Sandarinimo efektyvumas turėtų būti geras.
2. Išcentrinio siurblio siurbimo vamzdyne yra apatinis vožtuvas, kad skystis, kuris buvo pumpuojamas prieš paleidžiant, nepatektų atgal į siurblį. Filtro ekranas gali neleisti įsiurbti skystyje esančioms kietosioms dalelėms. Išleidimo vamzdyne yra reguliavimo vožtuvas, kuris naudojamas siurbliui paleisti ir sustabdyti bei reguliuoti srautą.
3. Išcentrinio siurblio įsiurbimo angą pastatykite žemiau skysčio lygio, kur skystis turi būti transportuojamas. Skystis automatiškai pateks į siurblį.
Kavitacijos atsiradimo priežastys ir sprendimai
Pagrindinės kavitacijos priežastys yra šios:
1. Įvadinio vamzdyno varža per didelė arba vamzdynas per plonas.
2. Tiekiamos terpės temperatūra per aukšta;
3. Per didelis srautas, ty išleidimo vožtuvas atidarytas per plačiai;
4. Montavimo aukštis yra per didelis, o tai turi įtakos siurblio skysčio įsiurbimo pajėgumui.
5. Atrankos klausimai, įskaitant siurblių pasirinkimą ir siurblio medžiagų parinkimą ir kt.
Sprendimas:
1. Pašalinkite pašalinius daiktus iš įvadinio vamzdyno, kad užtikrintumėte sklandų srautą, arba padidinkite vamzdyno skersmenį.
2. Sumažinti gabenamos terpės temperatūrą;
3. Sumažinkite montavimo aukštį;
4. Pakeiskite siurblį arba patobulinkite tam tikrus siurblio komponentus, pvz., naudokite medžiagas, atsparias kavitacijai.
