Ošetření kol ponorných čerpadel. Vliv geometrického tvaru oběžného kola kalových čerpadel na jejich provozní spolehlivost a životnost

Široké použití odstředivých čerpadel v každodenním životě a průmyslu je způsobeno jejich vysokou výkonnostní charakteristiky a jednoduchost designu. Pro správná volba Instalace Zvažte konstrukci odstředivého čerpadla a hlavní typy.

Ve spirálovém pouzdře jednotky na hřídeli je oběžné kolo (nebo několik vícestupňová čerpadla). Skládá se z předních a zadních kotoučů (nebo jen zadních), mezi kterými jsou lopatky.

Čerpaná kapalina je přiváděna do střední části kola pomocí sacího (přijímacího) potrubí. Hřídel je poháněna elektromotorem. Voda je vlivem odstředivé síly vytlačována ze středu oběžného kola na jeho okraj. To vytváří řídký prostor ve středu kola, oblast nízký tlak. To podporuje příliv nové vody.

Na obvodu oběžného kola je to naopak: voda, která je pod tlakem, má tendenci vystupovat výtlačným (výtlačným) potrubím do potrubí.

Typy odstředivých čerpadel

  1. Podle počtu oběžných kol(stupně) odstředivé se rozlišují:
    • jednostupňové – modely s jedním pracovním stupněm (kolečko);
    • vícestupňové - s několika koly na hřídeli.
  1. Podle počtu kotoučů oběžného kola:
    • s předními a zadními kotouči - používají se pro nízkotlaké sítě nebo čerpání hustých kapalin;
    • pouze se zadním kotoučem.
  1. :
    • horizontální;
    • vertikální.
  1. Na základě množství vytvořeného tlaku vody odstředivá čerpadla jsou:
    • nízký (do 0,2 MPa) tlak;
    • střední (0,2-0,6 MPa) tlak;
    • vysoká (od tlaku 0,6 MPa).
  1. Podle počtu a umístění sacích trubek:
    • s jednosměrným sáním;
    • s oboustranným odsáváním.
  1. Podle rychlosti otáčení instalace:
    • vysokorychlostní (vysokorychlostní) - u těchto modelů je oběžné kolo umístěno na objímce;
    • normální běh;
    • pomalý pohyb.
  1. Způsobem odstranění kapaliny:
    • modely se spirálovým výstupem - v nich jsou vodní hmoty vypouštěny přímo z obvodu lopatek;
    • s lopatkovým výstupem - kapalina vystupuje přes vodicí lopatku s lopatkami.
  1. Podle jeho účelu:
    • kanalizace;
    • vodovodní potrubí atd.
  1. Podle způsobu připojení instalace k hnacímu motoru:
    • pomocí řemenicového pohonu nebo převodovky;
    • pomocí spojek.
  1. Podle místa instalace během provozu:
    • povrchová (externí) čerpadla - během provozu jsou umístěna na povrchu země a v nádrži ( žumpa, jímka atd.) přívodní hadice vody je spuštěna;
    • ponorné odstředivé modely - taková zařízení jsou navržena tak, aby byla ponořena do čerpané kapaliny;

Typy oběžných kol odstředivých čerpadel

Oběžné kolo je jednou z důležitých součástí odstředivého čerpadla. V závislosti na výkonu jednotky a místě jejího provozu se liší:

  1. podle materiálu:
    • litina, ocel, měď se používají pro výrobu kol pracujících v neagresivním prostředí;
    • keramika a podobné materiály – když čerpadlo pracuje v chemicky aktivním prostředí;
  1. způsobem výroby:
    • nýtované (používané pro čerpadla s nízkým výkonem);
    • obsazení;
    • vyraženo;
  1. podle tvaru lopatek:
    • s rovnými lopatkami;
    • zakřivený ve směru opačném ke směru otáčení oběžného kola;
    • zakřivené ve směru otáčení oběžného kola.

Tvar lopatek ovlivňuje tlak vody vytvářený jednotkou.

Pracovní hřídel

Jedná se o část instalace, která je během provozu nejvíce náchylná k poškození. Vyžaduje přesné vyvážení a zarovnání. Materiály, ze kterých je hřídel vyrobena:

  • kované oceli;
  • legovaná ocel (pro zařízení pracující při zvýšeném zatížení);
  • nerezová ocel (pro použití v agresivním prostředí).

Typy hřídelí:

  • tvrdý (pro normální provozní režimy);
  • flexibilní (pro vysoké rychlosti);
  • připojené k hřídeli hnacího motoru (používá se u modelů čerpadel pro domácnost).

Princip činnosti odstředivého čerpadla, stejně jako konstrukce odstředivého čerpadla, je u všech typů jednotek stejný. Je založena na silovém účinku rotujících lopatek na proudění čerpané kapaliny s přenosem mechanické energie z pracovního mechanismu. Rozdíly mezi typy instalací spočívají v jejich výkonu, vytvořeném tlaku vody a designu.

Čerpadla jsou již dlouho součástí našich životů a opustit je není ve většině odvětví možné. Existuje velké množství odrůd těchto zařízení: každé má své vlastní vlastnosti, design, účel a schopnosti.

Nejběžnější - odstředivé - jednotky jsou vybaveny oběžným kolem, které je hlavní částí, která přenáší energii přicházející z motoru. Průměr (vnitřní a vnější), tvar čepele, šířka kola - všechny tyto údaje jsou vypočteny.

Typy a vlastnosti

Většina čerpadel pracuje s jedním nebo více ozubenými koly nebo plochými koly. K přenosu pohybu dochází v důsledku otáčení podél cívky nebo potrubí, po kterém se kapalina uvolňuje do topného nebo vodovodního systému.

Lze rozlišit následující typy oběžných kol odstředivých čerpadel:

  • OTEVŘENO– mají nízkou produktivitu: účinnost je až 40 procent. Některé sací bagry samozřejmě takové jednotky stále používají. Jsou totiž vysoce odolné proti zanášení a lze je snadno chránit pomocí ocelových plátů. K tomu se přidává zjednodušená oprava oběžných kol čerpadel.
  • Polouzavřený– používá se k čerpání nebo přepravě kapalin s nízkou kyselostí a obsahujících malé množství abraziva ve velkých půdních agregátech. Tyto prvky jsou vybaveny diskem na straně protilehlé k sání.
  • ZAVŘENO– moderní a nejoptimálnější typ čerpadel. Používá se pro zásobování nebo čerpání odpadu nebo čisté vody, ropných produktů. Zvláštností tohoto typu kol je, že mohou mít různý počet lopatek umístěných v různých úhlech. Takové prvky mají nejvíce vysoká účinnost, to vysvětluje vysokou poptávku. Kola se obtížněji chrání před opotřebením a opravují, ale jsou vysoce odolná.

Pro snazší výběr a rozlišení má každé čerpadlo označení, které vám umožní vybrat si pro něj správné oběžné kolo. Typ je do značné míry určen objemem přenášených kapalin a používají se různé motory.

Pokud jde o počet pracovních lopatek v kole, tento počet se pohybuje od dvou do pěti, méně často se používá šest kusů. Někdy jsou na vnější části disků uzavřených kol vytvořeny výstupky, které mohou být radiální nebo sledovat obrysy lopatek.

Oběžné kolo čerpadla je často vyrobeno z jednoho kusu. I když například ve Spojených státech je tento prvek velkého půdního agregátu svařován z litých součástí. Někdy jsou oběžná kola vyrobena s odnímatelným nábojem vyrobeným z měkkého materiálu.

Tento prvek může mít průchozí otvor pro zpracování.

Otvor v náboji pro montáž na hřídel může být kuželový nebo válcový. Poslední možnost umožňuje přesněji fixovat polohu oběžného kola. Zároveň však povrchy vyžadují velmi pečlivé zpracování a je obtížnější vyjmout kolo válcovým uložením.

S kónickým střihem vysoká přesnost není nutné žádné zpracování. Důležité je pouze dodržet kuželovitost, která je obecně v rozmezí od 1:10 do 1:20.

Tento přístup k upevnění má ale i nevýhodu: dochází ke značnému házení kol, což způsobuje zvýšené opotřebení, zejména u olejového těsnění. Zároveň je poloha kola vůči spirále v podélném směru méně přesná - další mínus.

I když samozřejmě některé konstrukce mohou tuto nevýhodu eliminovat pohybem hřídele v podélném směru.

Oběžné kolo vodního čerpadla je spojeno s hřídelí pomocí prizmatického pera z uhlíkové oceli.

Moderní bagry stále častěji používají jiný typ fixace oběžného kola s hřídelí - šroub. Samozřejmě existují určité potíže při vytváření, ale ovládání je mnohem jednodušší.

Toto řešení se používá ve velkých půdních čerpadlech řady Gr (domácí výroba), stejně jako v jednotkách amerického a holandského původu.

Na oběžné kolo odstředivého čerpadla působí velké síly - výsledkem je:

  • změny tlaku na plochu kola proti náboji;
  • změny směru proudění uvnitř kola;
  • tlakový rozdíl mezi zadním a předním kotoučem.

Pokud má rozbočovač průchozí otvory axiální síla působí nejvíce na stopku hřídele. Pokud otvory nejsou průchozí, síla směřuje více ke šroubům, které se používají pro fixaci s kroužkem a hřídelí.

  • Vortexová a odstředivá vírová čerpadla. Kolo odstředivého čerpadla je kotouč s radiálně uspořádanými lopatkami, jejichž počet se pohybuje v rozmezí 48-50 kusů a má vyvrtané otvory. Oběžné kolo může změnit směr otáčení, ale to vyžaduje změnu účelu trysek.
  • Labyrintová čerpadla. Podle principu činnosti jsou takové jednotky podobné vírovým jednotkám. V tomto případě je oběžné kolo vyrobeno ve formě válce. Na vnitřním a vnějším povrchu jsou šroubové kanály v opačných směrech. Mezi pouzdrem pouzdra a kolem je mezera 0,3-0,4 mm. Když se kolo otáčí, tvoří se víry z hřebene kanálu.

Otáčení kola

Otáčení oběžného kola odstředivého čerpadla umožňuje zmenšit průměr pro snížení tlaku, přičemž účinnost hydrauliky čerpadla se nezhorší. S malým poklesem účinnosti se poměrně výrazně zvyšuje průtok a tlak.

Natáčení se používá, když charakteristika čerpadla neodpovídá aktuálním provozním podmínkám v určitých mezích, přičemž parametry systému zůstávají nezměněny a není možné vybrat jednotku z katalogu.

Počet závitů vytvořených výrobcem nepřesahuje dvě.

Velikost otáčení se pohybuje v rozmezí 8-15% průměru kola. A pouze v extrémních případech může být toto číslo zvýšeno na dvacet.

U turbínových čerpadel se brousí lopatky, u spirálových čerpadel se brousí i disky kol. Údaje o produktivitě, tlaku, výkonu a rychlostním koeficientu během postupu se určují takto:

  • G2 = G1D2/D1;
  • H2 = H1 (D2/D1)2;
  • N2 = N1 (D2/D1)3;
  • n s2 = n s1 D 1 /D 2,

kde indexy označují údaje před (1) a po (2) otočení.

V tomto případě dochází k následujícím změnám v závislosti na změně rychlostního koeficientu kola: 60-120; 120-200; 200–300:

  • snížení účinnosti na každých deset procent soustružení: 1-1,5; 1,5-2, 2-2,5 procenta;
  • zmenšení normálního průměru kola: 15-20; 11-15; 7-11 procent.

Výpočet kola odstředivého čerpadla umožňuje určit rychlostní koeficient pomocí vzorce:

  1. (√Q 0/i) / (H 0/j)¾.
  2. ns= 3,65 n * (výsledek prvního bodu).

kde j je počet kroků; i – koeficient v závislosti na typu oběžného kola (s dvoucestným přívodem kapaliny – 2, s jednosměrným přívodem kapaliny – 1); H 0 – optimální tlak, m; Q 0 – optimální průtok, m 3 /s; n – otáčky hřídele, ot./min.

Nedoporučuje se vypočítat oběžné kolo odstředivého čerpadla sami - je to zodpovědná práce a vyžaduje pozornost odborníků.

Oprava a výměna

Špatně vyrobený prvek vytváří nerovnoměrné zatížení, které vyvolává nerovnováhu průtokových částí. A to zase vede k nevyváženosti rotoru. Pokud se vyskytne podobný problém, je třeba vyměnit oběžné kolo.

Tento postup zahrnuje následující kroky:

  1. Demontáž části čerpadla.
  2. Vylisování, výměna kola nebo více kol (v závislosti na provedení).
  3. Kontrola ostatních prvků čerpadla.
  4. Montáž jednotky.
  5. Charakteristiky zkušebního zařízení při zatížení.

Postup opravy prvku může stát od 2 000 rublů. Oběžné kolo pro odstředivé čerpadlo si můžete koupit od 500 rublů - samozřejmě pro nejmenší možnost.

Zařízení v akci (video)

Fotografie odstředivého čerpadla

Zařízení, kterým se čerpá voda, se nazývá čerpání, dělí se do několika skupin: objemové a dynamické. V tomto článku budeme hovořit o dynamických čerpadlech, která zahrnují odstředivou jednotku, a o tom, co je oběžné kolo odstředivého čerpadla.

Co je tedy odstředivé čerpadlo? Jak již bylo zmíněno dříve, jedná se o zařízení, kterým se čerpá voda.
Jak design funguje:

  • To se děje pomocí odstředivé síly. Jednoduše řečeno, uvnitř čerpadla je voda, která se pomocí lopatek a odstředivé síly vrhá směrem ke stěnám skříně.
  • Poté voda pod tlakem začne proudit do tlakového a sacího potrubí.

Voda tak začne nepřetržitě pumpovat. Abychom lépe pochopili, jak se to děje, je nutné pochopit, z čeho se čerpadlo skládá.

K čemu slouží čerpadlo?

Jak se voda pumpuje čerpadlem, je již teoreticky jasné, ale jaké části v této věci pomáhají, nejsou.
Pojďme si říci, z jakých částí se skládá:

  • Oběžné kolo odstředivého čerpadla.
  • Důležitou součástí je také hřídel čerpadla.
  • Olejová těsnění.
  • Ložiska.
  • Rám.
  • Čerpací zařízení.
  • Těsnící kroužky.

Poznámka. Odstředivá čerpadla se používají nejen k čerpání vody, ale čerpají i chemické kapaliny, proto se součásti čerpadel mohou lišit v závislosti na způsobu jejich použití.

Pracovní kolo

Jeden z nejdůležitější detailyČerpadlo je oběžné kolo, protože to vytváří odstředivou sílu; voda pod vlivem tlaku začíná pumpovat.
Pojďme se tedy blíže podívat na to, z čeho se skládá a jak to funguje, skládá se z:

  • Přední kotouč.
  • Zadní disk.
  • Čepele, které jsou mezi nimi.
  • Když se kolo začne otáčet, začne se otáčet i voda umístěná uvnitř lopatek, díky čemuž vzniká odstředivá síla, objevuje se tlak, voda se připojuje k periferii a hledá cestu ven.

Protože čerpadla čerpají nejen vodu, ale také chemické kapaliny, jsou oběžná kola a skříň odstředivého čerpadla vyrobeny z různých materiálů:

  • Pro práci s vodou se používá například bronz nebo litina.
  • Pro zlepšení odolnosti proti opotřebení při práci s vodou, která obsahuje mechanické nečistoty, můžete použít oběžné kolo z chromové litiny.

A pokud je čerpadlo konstruováno pro práci s chemikáliemi, je nutné použít ocelové oběžné kolo.

Charakteristika oběžného kola

Níže je uvedena tabulka klasifikací oběžných kol:

Klasifikace oběžného kola odstředivého čerpadla
Počet oběžných kol
  • Jednostupňové čerpadlo
Osa
  • Vertikální
  • Horizontálně
Tlak
  • Nízký,< 0,2 МПа
  • Průměr, 0,2 - 0,6 MPa
  • Vysoká, > 0,6 MPa
Přívod kapaliny
  • jednostranný
  • bilaterální
  • OTEVŘENO
  • ZAVŘENO
Metoda konektoru pouzdra
  • horizontálně
  • vertikálně
Metoda odtoku kapaliny
  • spirála
  • skapulární
Rychlost
  • pomalý pohyb
  • normální
  • rychle
Účel
  • vodovodní potrubí
  • kanalizace
  • alkálie
  • olej
  • jiný
Připojení motoru
  • řízený
  • spojka
Nachází se ve vztahu k vodě
  • povrch
  • hluboký
  • ponořený

Příčiny poruch oběžného kola

Často je hlavní příčinou selhání oběžného kola kavitace, to znamená tvorba páry a tvorba bublin páry v kapalině, což vede k erozi kovu, protože bubliny kapaliny obsahují chemickou agresivitu plynu.
Hlavní příčiny kavitace jsou:

  • Vysoká teplota, více než 60 stupňů
  • Netěsné spoje při sacím tlaku.
  • Velká délka a malý průměr sací hlavy.
  • Ucpaný sací tlak.

Rada. Všechny tyto faktory vedou k poškození oběžného kola čerpadla, proto musíte pečlivě sledovat dodržování provozních podmínek vašeho zařízení. Ne nadarmo má každý typ zařízení své vlastní provozní podmínky, které jsou vytvořeny pro větší odolnost proti opotřebení.

Známky poruchy oběžného kola

Poškozené oběžné kolo odstředivého čerpadla nemusí být okamžitě patrné, existují však běžné příznaky, které naznačují, že s vaším zařízením není něco v pořádku:

  • Praskavý zvuk při sání.
  • Hluky.
  • Vibrace.

Rada. Pokud při provozu pumpy zaznamenáte výše uvedené příznaky, musíte ji přestat provozovat. Protože kavitace snižuje účinnost čerpadla, jeho tlak a tím i produktivitu.

Navíc to ovlivňuje nejen chod kola, ale i jeho další části. Při dlouhodobém vystavení kavitaci díly zdrsní a jediné, co jim pomůže, je oprava nebo nákup nového zařízení.

Oprava oběžného kola

Pokud se oběžné kolo porouchá nebo se porouchá čerpadlo, můžete jej opravit sami.

Rada. Je však lepší kontaktovat specializovanou opravu, protože to vyžaduje speciální nástroje.

Přesto je zde malý návod, jak si sami opravit oběžná kola odstředivého čerpadla.
Demontáž:

  • Pomocí stahováku poloviční spojky.
  • Dokud se vykládací kotouč nezastaví, rotor se pohybuje ve směru, kde dochází k sání.
  • Označte polohu šipky posunu osy.
  • Demontujte ložiska.
  • Vyjměte vložky.
  • Pomocí speciálního stahováku se vykládací kotouč vytáhne.
  • Pomocí lisovacích šroubů, jeden po druhém, aniž byste to povolili, sejměte oběžné kolo z hřídele.

Oprava oběžného kola:

Pro provedení oprav se provede výpočet oběžného kola odstředivého čerpadla.
Ocel:

  • Pokud je kolo opotřebované, je nejprve vedeno a poté soustruženo.
  • Pokud je kolo velmi opotřebené, je odstraněno a poté je svařeno nové.

Litina:

  • Litinová kola se zpravidla jednoduše vymění, pokud je možné ostření, pak se potřebná místa naplní mědí a poté se ostří.

Po opravě nebo výměně kola se čerpadlo znovu sestaví:

  • Otřete, abyste vytvořili odstředivé čerpadlo.
  • Zkontrolujte otřepy a zářezy, pokud nějaké jsou, odstraňte je.
  • Oběžné kolo je namontováno na hřídeli.
  • Vraťte vykládací disk.
  • Namontujte měkké těsnění olejových těsnění.
  • Utáhněte matice.
  • Zarolujte olejové těsnění.
  • Rotor je přiváděn, dokud se vykládací kotouč nezastaví na patě.

Pro lepší pochopení procesu opravy se můžete podívat na video v tomto článku.

Ceny

Cena oběžného kola se liší obchod od obchodu, vše závisí na materiálu samotného čerpadla. Počáteční cena je 1800 rublů, konečná cena je 49 tr. Vše záleží na tom, jakou máte odstředivou šikminu, k čemu ji používáte a jakou má velikost a také kolik má koleček.
Proto, aby se předešlo nákladům na opravy, je nutné pečlivě sledovat jeho provoz. A také, pokud existují nějaké známky naznačující jeho poruchu, nemusíte jej používat, dokud nepřestane fungovat; měli byste jej odnést ke specialistovi, který vám vymění nebo opraví ty díly, které se porouchají.

2.1. Zařízení oběžného kola

Obrázek 4 ukazuje podélný řez (podél osy hřídele) oběžným kolem odstředivého čerpadla. Mezilopatkové kanály kola jsou tvořeny dvěma tvarovými kotouči 1, 2 a několika lopatkami 3. Disk 2 se nazývá hlavní (pohon) a tvoří s nábojem 4 jeden celistvý celek. Náboj slouží k pevnému usazení kola na hřídel čerpadla 5. Disk 1 se nazývá krycí nebo přední disk. Je integrální s lopatkami v čerpadlech.

Oběžné kolo je charakterizováno následujícími geometrickými parametry: vstupní průměr D 0 průtoku kapaliny do kola, průměry vstupu D 1 a výstupu D 2 z lopatky, průměry hřídele d b a náboje d st, délka náboje l st , šířka lopatky na vstupu b 1 a výstupu b 2 .

d std in

l st

Obrázek 4

2.2. Kinematika proudění kapaliny v kole. Rychlostní trojúhelníky

Kapalina je přiváděna k oběžnému kolu v axiálním směru. Každá částice tekutiny se pohybuje absolutní rychlostí c.

Jakmile jsou částice v mezilopatkovém prostoru, účastní se komplexního pohybu.

Pohyb částice rotující s kolem je charakterizován vektorem obvodové (přenosné) rychlosti u. Tato rychlost je směrována tangenciálně ke kružnici otáčení nebo kolmo k poloměru otáčení.

Částice se také pohybují vzhledem ke kolu a tento pohyb je charakterizován vektorem relativní rychlosti w, směřujícím tangenciálně k povrchu lopatky. Tato rychlost charakterizuje pohyb tekutiny vzhledem k čepeli.

Absolutní rychlost pohybu částic kapaliny je rovna geometrický součet vektory obvodových a relativních rychlostí

c = w+u.

Tyto tři rychlosti tvoří rychlostní trojúhelníky, které lze zkonstruovat kdekoli v kanálu mezi lopatkami.

Pro zohlednění kinematiky proudění tekutiny v oběžném kole je obvyklé konstruovat rychlostní trojúhelníky na vstupní a výstupní hraně lopatky. Obrázek 5 ukazuje řez čerpacím kolem, na kterém jsou zkonstruovány rychlostní trojúhelníky na vstupu a výstupu mezilopatkových kanálů.

w 2p 2

Obrázek 5

V rychlostních trojúhelníkech je úhel α úhel mezi absolutním a obvodovým vektorem rychlosti, β je úhel mezi relativním vektorem a inverzním pokračováním vektoru obvodové rychlosti. Úhly β1 a β2 se nazývají úhly vstupu a výstupu z čepele.

Obvodová rychlost tekutiny je

u = π 60 Dn,

kde n je rychlost otáčení oběžného kola, ot./min.

K popisu proudění tekutiny se také používají projekce rychlostí s u je r. Promítání s u je projekce absolutní rychlosti do směru obvodové rychlosti, s r je promítání absolutní rychlosti do směru poloměru (poledníková rychlost).

Z rychlostních trojúhelníků to vyplývá

с1 u = с1 cos α 1,

с2 u = с2 cos α 2,

s 1r= s 1sin α 1,

s 2r= s 2sin α 2.

Výhodnější je konstruovat rychlostní trojúhelníky mimo oběžné kolo. K tomu je zvolen souřadnicový systém, ve kterém se vertikální směr shoduje se směrem poloměru a horizontální směr se shoduje se směrem obvodové rychlosti. Ve zvoleném souřadnicovém systému pak mají vstupní (a) a výstupní (b) trojúhelníky tvar znázorněný na obrázku 6.

s 2r

Obrázek 6

Rychlostní trojúhelníky umožňují určit hodnoty rychlostí a rychlostních projekcí nutných pro výpočet teoretického tlaku kapaliny na výstupu z kola kompresoru

H t = u2 c2 u g − u1 c1 u .

Tento výraz se nazývá Eulerova rovnice. Skutečný tlak je určen výrazem

N = µ ηg Nt,

kde µ je koeficient zohledňující konečný počet lopatek, ηg je hydraulická účinnost. V přibližných výpočtech µ ≈ 0,9. Jeho přesnější hodnota se vypočítá pomocí Stodolova vzorce.

2.3. Typy oběžných kol

Konstrukce oběžného kola je určena rychlostním koeficientem n s, který je kritériem podobnosti pro čerpací zařízení a je roven

nQns = 3,65 H34.

V závislosti na hodnotě rychlostního koeficientu se oběžná kola dělí na pět hlavních typů, které jsou znázorněny na obrázku 7. Každému z daných typů kol odpovídá určitý tvar kola a poměr D 2 /D 0. Při malém Q a velkém H, odpovídající malým hodnotám n s, mají kola úzkou průtočnou dutinu a největší poměr D 2 / D 0. S rostoucím Q a klesajícím H (n s roste) propustnost kolo musí růst, a proto se zvětšuje jeho šířka. Rychlostní koeficienty a poměry D 2 / D 0 pro různé typy kola jsou uvedena v tabulce. 3.

Obrázek 7

Tabulka 3

Rychlostní koeficienty a poměry D 2 /D 0 pro kola

různé rychlosti

Typ kola

Koeficient by byl

Poměr D 2 /D 0

přímost n s

Pomalý pohyb

40÷80

Normální

80÷150

Rychlost

Vysoká rychlost

150÷300

1,8 ÷ 1,4

Úhlopříčka

300÷ 500

1,2 ÷ 1,1

500 ÷ 1500

2.4. Zjednodušená metoda pro výpočet oběžného kola odstředivého čerpadla

Uvádí se výkon čerpadla, tlak na povrchy sací a výtlačné kapaliny a parametry potrubí připojených k čerpadlu. Úkolem je vypočítat kolo odstředivého čerpadla a zahrnuje výpočet jeho hlavních geometrických rozměrů a rychlostí v průtočné dutině. Je také nutné určit maximální sací výšku, která zajistí provoz čerpadla bez kavitace.

Výpočet začíná volbou konstrukční typčerpadlo Pro výběr čerpadla je nutné vypočítat jeho tlak N. Podle známých H a Q, pomocí kompletních individuálních popř univerzální vlastnosti uvedené v katalozích nebo literárních zdrojích (volí se např. čerpadlo. Volí se rychlost otáčení hřídele čerpadla.

Pro určení konstrukčního typu oběžného kola čerpadla se vypočítá rychlostní koeficient n s.

Celková účinnost čerpadla se stanoví η =η m η g η o. Předpokládá se, že mechanická účinnost je v rozmezí 0,92-0,96. U moderních čerpadel leží hodnoty η o v rozmezí 0,85-0,98 a η g - v rozmezí 0,8-0,96.

Účinnost η o lze vypočítat pomocí přibližného výrazu

d in = 3 M (součet 0,2 τ),

η0 =

1 + an - 0,66

Pro výpočet hydraulické účinnosti můžete použít formulář

ηg =1 −

(lnD

− 0,172) 2

kde D 1п – redukovaný průměr na vstupu, odpovídající živ

oběžné kolo a

definován

D 2 − d

D 0 resp. d st – průměr vstupu kapaliny

kosti v oběžném kole a průměr náboje kola. Daný průměr je vztažen k posuvu Q an vztahem D 1п = 4,25 3 Q n.

Příkon čerpadla je roven N in = ρ QgH η. Souvisí s kroutícím momentem působícím na hřídel, poměr M = 9,6 N in / n. V tomto výrazu jsou jednotky měřenín

Na hřídel čerpadla působí především torzní síla způsobená momentem M a také příčné a odstředivé síly. Podle torzních podmínek se pomocí vzorce vypočte průměr hřídele

kde τ je torzní napětí. Jeho hodnotu lze nastavit v průměru

rozsah od 1,2·107 do 2,0·107 N/m2.

Průměr náboje se předpokládá d st = (1,2÷ 1,4) d st, jeho délka se určí z poměru l st = (1÷ 1,5) d st.

Z daného se určí průměr vstupu do čerpacího kola

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

Vstupní úhel se zjistí ze vstupního rychlostního trojúhelníku. Za předpokladu, že rychlost vstupu proudu tekutiny do oběžného kola je rovna rychlosti vstupu na lopatku, a také za podmínky radiálního vstupu, tzn. c0 = c1 = c1 r, můžeme určit tečnu vstupního úhlu k čepeli

tgp1 =c1. u 1

Při zohlednění úhlu náběhu i je úhel lopatky na vstupu β 1 l = β 1 + i. Ztráty

energie v oběžném kole závisí na úhlu náběhu. Pro zatažené lopatky optimální úhelútok se pohybuje od -3 ÷ +4o.

Šířka lopatky na vstupu je určena na základě zákona zachování hmoty

b 1 = πQ µ,

D 1c 11

kde µ 1 je koeficient omezení vstupní části kola hranami lopatek. V přibližných výpočtech se předpokládá µ 1 ≈ 0,9.

S radiálním vstupem do mezilopatkových kanálů (c1u = 0) lze z Eulerovy rovnice pro tlak získat vyjádření pro obvodovou rychlost na výstupu kola.

ctgβ

ctgβ

Oběžné kolo odstředivého čerpadla je hlavní částí zařízení. Jedná se o prvek, který přeměňuje rotační energii na tlak ve skříni, kde je kapalina čerpána.
Jaká je role oběžného kola v odstředivém čerpadle, jak jej správně vypočítat a nahradit v zařízení vlastními rukama, tento článek navrhuje, abyste se s ním seznámili.

Jak funguje odstředivé čerpadlo?

Uvnitř spirálovitého tělesa čerpadla je na hřídeli pevně připevněno oběžné kolo sestávající ze dvou kotoučů:

  • Zadní.
  • Přední.
  • Čepele, mezi disky.

Lopatky jsou ohnuty z radiálního směru ve směru opačném k otáčení kola. Skříň čerpadla je připojena k tlakovému a sacímu potrubí pomocí potrubí.
Když je tělo čerpadla zcela naplněno kapalinou ze sacího potrubí, když se oběžné kolo otáčí od elektromotoru, kapalina umístěná mezi lopatkami, v kanálech oběžného kola, ze středu, pod vlivem odstředivé síly na něj, je vyhozen na periferii. V tomto případě se ve střední části kola vytvoří podtlak a na obvodu se zvýší tlak.
Jak se tlak zvyšuje, kapalina začne proudit z čerpadla do tlakového potrubí. To způsobí vytvoření vakua uvnitř krytu.
Při jeho působení bude kapalina současně proudit ze sacího potrubí do čerpadla. Tímto způsobem je kapalina nepřetržitě přiváděna do tlakového potrubí ze sacího potrubí.
Odstředivá čerpadla jsou:

  • Jednostupňová, která má jedno oběžné kolo.
  • Vícestupňové, mají několik oběžných kol.

V tomto případě je princip fungování ve všech případech stejný. Kapalina se pod vlivem odstředivé síly, která se vyvíjí v důsledku rotujícího oběžného kola, začíná pohybovat.

Jak jsou klasifikována odstředivá čerpadla?

Pokyny pro klasifikaci odstředivých čerpadel zahrnují:

  • Počet stupňů nebo oběžných kol:
  1. Jednostupňová čerpadla;
  2. vícestupňové, s několika koly.
  • Umístění osy kola v prostoru:
  1. horizontální;
  2. vertikální.
  • Tlak:
  1. nízký tlak, do 0,2 MPa;
  2. průměr, od 0,2 do 0,6 MPa;
  3. vysoká, více než 0,6 MPa.
  • Způsob dodávání tekutiny do pracovního prvku:
  1. s jednosměrným vstupem;
  2. dvouvstupové nebo dvojité sání;
  3. ZAVŘENO;
  4. napůl zavřený.
  • Způsob konektoru krytu:
  1. horizontální;
  2. vertikální konektor.
  1. spirála. Zde je kapalina okamžitě vypuštěna do spirálového kanálu;
  2. skapulární V tomto případě kapalina nejprve prochází speciálním zařízením, které se nazývá vodicí lopatka a je to stacionární kolo s lopatkami.
  • Rychlostní faktor:
  1. nízkorychlostní čerpadla;
  2. normální;
  3. vysoká rychlost.
  • Funkční účel:
  1. pro vodovodní potrubí;
  2. kanalizace;
  3. alkalické;
  4. olej;
  5. termoregulační a mnoho dalších.
  • Způsob připojení motoru:
  1. poháněný, systém obsahuje převodovku nebo řemenici;
  2. připojení k elektromotoru pomocí spojky.
  • Účinnost čerpadla.
  • Způsob umístění čerpadla vzhledem k vodní hladině:
  1. povrchní;
  2. hluboký;
  3. ponorný

Vlastnosti oběžného kola zařízení

Tip: Včasná výměna opotřebovaného oběžného kola zvýší životnost odstředivého čerpadla.


Oběžné kolo přeměňuje rotační energii hřídele na tlak, který vzniká uvnitř těla zařízení, kde je kapalina čerpána. Hydrodynamický výpočet oběžného kola odstředivého čerpadla podle zadaných požadavků se provádí pro stanovení velikosti průtoku nebo vnitřní a vnější části oběžného kola, tvaru a počtu lopatek.
Jak se prvek počítá, podrobně zjistíte ve videu v tomto článku.

Tvar kola a jeho konstrukční rozměry dodávají prvku potřebnou mechanickou pevnost a vyrobitelnost:

  • Možnost získání kvalitního odlitku.
  • Zajistěte neustálou shodu s procesem obrábění.

Při výběru materiálu je třeba splnit následující požadavky:

  • Odolné vůči korozi.
  • Chemická odolnost vůči prvkům čerpané kapaliny.
  • Odolnost vůči požadovanému provoznímu režimu zařízení.
  • Dlouhá životnost podle pasových specifikací.

K výrobě oběžného kola se nejčastěji používá litina jakosti SCh20 - SCh40.
Při práci se škodlivým Chemikálie a korozivním prostředí jsou oběžné kolo a skříň odstředivého čerpadla vyrobeny z nerezové oceli. Pro provoz zařízení v intenzivních podmínkách, které zahrnují: dlouhou dobu zapnutí; čerpaná kapalina obsahuje mechanické nečistoty; vysoký tlak, pro výrobu kol se používá chromová litina, jak je znázorněno na fotografii.

Jak otočit oběžné kolo

Během provozu je někdy nutné přizpůsobit charakteristiku čerpadel konkrétním podmínkám. V tomto případě je nejlepší zmenšit vnější průměr D2 kola jeho seříznutím. (Obr. 1) .

Rýže. 1. Schémata pro rafinaci oběžného kola zařízení
a) odstředivé
b) axiální
Při ořezávání pracovních prvků odstředivých čerpadel lze změnu parametrů čerpadla přibližně vypočítat pomocí rovnic podobnosti:

  • kde Q je jmenovitý posuv;
  • H – hlava;
  • N – výkon;
  • D 2 - vnější průměr (před ořezáním kola);
  • Q', H', N', D' 2 stejná označení, po oříznutí.

Na Obr. 2 ukazuje pracovní rozměry kola po dokončení jeho otáčení. Jak vidíte, po tomto procesu se průtok a tlak u čerpadel tohoto typu výrazně rozšíří.

Účinnost prakticky neovlivňuje pokles průměru oproti původnímu o 10...15% u zařízení s n s = 60...120. Při vyšším nárůstu n s bude pokles účinnosti výrazný, jak je patrné z Obr. 3.

Jak se parametry mění při ořezávání prvku pro axiální čerpadla, lze vypočítat pomocí vzorců:

  • kde Q je jmenovitý posuv;
  • H – hlava;
  • D 2 - vnější průměr prvku;
  • d—průměr náboje (před úpravou kola);
  • Q', H', D' 2 - stejná označení, po oříznutí.

Průtok axiálního čerpadla lze také snížit výměnou oběžného kola za jiné, se stejnými lopatkami a větším průměrem pouzdra. V tomto případě se tlaková charakteristika čerpadla přepočítá pomocí vzorců: kde d‘ je větší průměr objímky.
Pro odstředivá čerpadla (viz

Rýže. 5. Schéma výměny lopatek oběžného kola čerpadla

Tip: Při provádění takových operací se cena odstředivého čerpadla výrazně sníží než při nákupu nového zařízení.

Použití odstředivých čerpadel v dobrém stavu zvyšuje jejich životnost, což výrazně snižuje náklady při čerpání kapaliny.



Související publikace