Búvárszivattyúk kerekeinek kezelése. A szennyvízszivattyúk járókerekének geometriai alakjának hatása a működési megbízhatóságukra és élettartamukra
A centrifugálszivattyúk széleskörű elterjedése a mindennapi életben és az iparban annak köszönhető, hogy magas teljesítmény jellemzőkés a tervezés egyszerűsége. Mert a helyes választás Telepítés Vegye figyelembe a centrifugálszivattyú kialakítását és a fő típusokat.
Az egység spirális házában a tengelyen van egy járókerék (vagy több többfokozatú szivattyúk). Első és hátsó tárcsákból (vagy csak a hátsóból) áll, amelyek között pengék vannak.
A szivattyúzott folyadékot szívó (befogadó) cső segítségével juttatják a kerék központi részébe. A tengelyt elektromos motor hajtja. A centrifugális erő hatására a víz a járókerék közepétől a kerülete felé tolódik. Ez egy ritka teret hoz létre a kerék közepén, egy területen alacsony nyomás. Ez elősegíti az új víz beáramlását.
A járókerék perifériáján ez fordítva van: a víz nyomás alatt állva hajlamos a nyomó (ürítő) csövön keresztül a csővezetékbe távozni.
A centrifugálszivattyúk típusai
- A járókerekek száma szerint(szakaszos) centrifugálisakat különböztetünk meg:
- egyfokozatú – egy munkafokozatú modellek (kerék);
- többfokozatú - több kerékkel a tengelyen.
- A járókeréktárcsák száma szerint:
- első és hátsó tárcsákkal - alacsony nyomású hálózatokhoz vagy vastag folyadékok szivattyúzásához használják;
- csak hátsó tárcsával.
- :
- vízszintes;
- függőleges.
- A létrehozott víznyomás mennyisége alapján A centrifugálszivattyúk a következők:
- alacsony (legfeljebb 0,2 MPa) nyomás;
- közepes (0,2-0,6 MPa) nyomás;
- magas (0,6 MPa nyomástól).
- A szívócsövek számának és elhelyezkedésének megfelelően:
- egyirányú szívással;
- kétoldali szívással.
- A telepítés forgási sebességének megfelelően:
- nagy sebességű (nagy sebességű) - ezekben a modellekben a járókerék a hüvelyen található;
- normál futás;
- lassú mozgás.
- Folyadékeltávolítási módszerrel:
- spirális kimenetű modellek - bennük a víztömegeket közvetlenül a lapátok pereméről ürítik ki;
- lapátos kimenettel - a folyadék egy lapátokkal ellátott vezetőlapáton keresztül távozik.
- Céljának megfelelően:
- szennyvízcsatorna;
- vízvezeték stb.
- A berendezés hajtómotorhoz való csatlakoztatásának módja szerint:
- szíjtárcsa hajtás vagy sebességváltó használata;
- tengelykapcsolók segítségével.
- Beépítési hely szerint üzem közben:
- felszíni (külső) szivattyúk - működés közben a föld felszínén és a tartályban helyezkednek el ( emésztőgödör, gödör stb.) a vízbevezető tömlő le van engedve;
- merülő centrifugális modellek - az ilyen eszközöket úgy tervezték, hogy a szivattyúzott folyadékba merítsék;
A centrifugálszivattyú járókerekeinek típusai
A járókerék a centrifugálszivattyú egyik fontos része. Az egység teljesítményétől és működési helyétől függően különböznek:
- anyag szerint:
- öntöttvas, acél, réz nem agresszív környezetben működő kerekek gyártásához használatos;
- kerámia és hasonló anyagok – ha a szivattyú kémiailag aktív környezetben működik;
- gyártási módszerrel:
- szegecselt (kis teljesítményű szivattyúkhoz használják);
- öntvény;
- bélyeges;
- a pengék alakja szerint:
- egyenes pengékkel;
- a járókerék forgási irányával ellentétes irányba ívelt;
- a járókerék forgásirányában ívelt.
A lapátok alakja befolyásolja az egység által létrehozott víznyomást.
Működő tengely
A berendezésnek ez az a része, amely a leginkább érzékeny a működés közbeni sérülésekre. Pontos kiegyensúlyozást és beállítást igényel. Anyagok, amelyekből a tengely készül:
- kovácsolt acél;
- ötvözött acél (nagyobb terhelés mellett működő berendezésekhez);
- rozsdamentes acél (agresszív környezetben való használatra).
A tengelyek típusai:
- kemény (normál üzemmódokhoz);
- rugalmas (nagy sebességhez);
- csatlakozik a hajtómotor tengelyéhez (háztartási szivattyús modellekhez használják).
A centrifugálszivattyú működési elve, valamint a centrifugálszivattyú kialakítása minden típusú egységnél azonos. Alapja a forgó lapátok erőhatása a szivattyúzott folyadék áramlására a mechanikai energia átvitelével a munkamechanizmusból. A beépítési típusok közötti különbségek teljesítményükben, a létrehozott víznyomásban és a kialakításban rejlenek.
A szivattyúk régóta életünk részét képezik, és a legtöbb iparágban nem lehetséges elhagyni őket. Ezeknek az eszközöknek számos fajtája létezik: mindegyiknek megvannak a saját jellemzői, kialakítása, célja és képességei.
A legelterjedtebb - centrifugális - egységek járókerékkel vannak felszerelve, ez a fő alkatrész, amely a motorból érkező energiát továbbítja. Átmérő (belső és külső), penge alakja, kerék szélessége - mindezek az adatok kiszámítva.
Típusok és jellemzők
A legtöbb szivattyú egy vagy több fogaskerékkel vagy lapos kerekekkel működik. A mozgás átvitele egy tekercs vagy cső mentén történő forgás miatt következik be, majd a folyadék a fűtési vagy vízvezeték-rendszerbe kerül.
A centrifugálszivattyús járókerekek következő típusai különböztethetők meg:
- Nyisd ki– alacsony a termelékenységük: a hatékonyság akár 40 százalék. Természetesen néhány szívó kotrógép még mindig használ ilyen egységeket. Végül is rendkívül ellenállóak az eltömődéssel szemben, és acéllemezekkel könnyen védhetők. Ehhez járul a szivattyú járókerekeinek egyszerűsített javítása.
- Félig zárt– alacsony savasságú és kis mennyiségű csiszolóanyagot tartalmazó folyadékok szivattyúzására vagy szállítására használják nagy talajhalmazokban. Az ilyen elemek tárcsával vannak felszerelve a szívással ellentétes oldalon.
- Zárva– modern és legoptimálisabb típusú szivattyúk. Hulladék vagy tiszta víz, kőolajtermékek szállítására vagy szivattyúzására használják. Az ilyen típusú kerekek sajátossága, hogy különböző számú pengéjük lehet különböző szögben. Az ilyen elemeknek van a legtöbb magas hatásfok, ez magyarázza a nagy keresletet. A kerekeket nehezebb megvédeni a kopástól és javítani, de nagyon tartósak.
A könnyebb kiválasztás és megkülönböztetés érdekében minden szivattyú jelöléssel rendelkezik, amely lehetővé teszi a megfelelő járókerék kiválasztását. A típust nagymértékben a továbbított folyadék mennyisége határozza meg, és különböző motorokat használnak.
Ami a kerékben lévő munkalapátok számát illeti, ez a szám kettőtől ötig terjed, ritkábban hat darabot használnak. Néha kiemelkedések készülnek a zárt kerekek tárcsáinak külső részén, amelyek lehetnek radiálisak vagy követhetik a pengék körvonalait.
A szivattyú járókereke gyakran egy darabból készül. Bár például az Egyesült Államokban a nagyméretű talajaggregátum ezen elemét öntött alkatrészekből hegesztik. Néha a járókerekek puha anyagból készült, levehető agyvel készülnek.
Ezen az elemen lehet egy átmenő lyuk a feldolgozáshoz.
Az agyban a tengelyre szerelhető furat lehet kúpos vagy hengeres. Utolsó lehetőség lehetővé teszi a járókerék helyzetének pontosabb rögzítését. Ugyanakkor a felületek nagyon gondos feldolgozást igényelnek, és nehezebb eltávolítani a kereket hengeres illesztéssel.
Kúpos illeszkedéssel nagy pontosság nincs szükség feldolgozásra. Csak a kúpos tartása fontos, ami általában 1:10 és 1:20 között van.
De van egy hátránya is ennek a rögzítési megközelítésnek: jelentős a kerékkopás, ami fokozott kopást okoz, különösen olajtömítés esetén. Ugyanakkor a kerék helyzete a tekercshez képest hosszirányban kevésbé pontos - egy másik mínusz.
Bár természetesen egyes kialakítások kiküszöbölhetik ezt a hátrányt a tengely hosszirányú elmozdításával.
A vízszivattyú járókereke szénacélból készült prizmakulcs segítségével csatlakozik a tengelyhez.
A modern kotrógépek egyre gyakrabban használják a járókerék másik típusú rögzítését a tengellyel - egy csavart. Természetesen vannak bizonyos nehézségek az alkotás során, de a működés sokkal egyszerűbb.
Ezt a megoldást a Gr sorozatú (hazai termelés) nagyméretű talajszivattyúkban, valamint amerikai és holland eredetű egységekben használják.
Nagy erők hatnak a centrifugálszivattyú járókerekére - az eredmény:
- nyomásváltozások a kerékfelületen az agyhoz képest;
- az áramlás irányának változása a kerék belsejében;
- nyomáskülönbség a hátsó és az első tárcsák között.
Ha a hub rendelkezik lyukakon keresztül, az axiális erő leginkább a tengelyszárra hat. Ha a lyukak nincsenek átmenve, az erő inkább a gyűrűvel és a tengellyel történő rögzítéshez használt csavarokra irányul.
- Vortex és centrifugál-örvényszivattyúk. A centrifugálszivattyú kereke egy sugárirányban elhelyezett lapátokkal ellátott tárcsa, melynek darabszáma 48-50 darab közötti, fúrt furatokkal. A járókerék változtathatja a forgásirányt, de ehhez meg kell változtatni a fúvókák rendeltetését.
- Labirintus szivattyúk. A működési elv szerint az ilyen egységek hasonlóak az örvényegységekhez. Ebben az esetben a járókerék henger formájában készül. A belső és külső felületeken ellentétes irányú csavarcsatornák találhatók. A ház hüvelye és a kerék között 0,3-0,4 mm-es rés van. Amikor a kerék forog, a csatorna gerincéből örvények keletkeznek.
Kerékforgatás
A centrifugálszivattyú járókerekének elforgatása lehetővé teszi az átmérő csökkentését a nyomás csökkentése érdekében, miközben a szivattyú hidraulika hatékonysága nem romlik. A hatékonyság kismértékű csökkenésével az áramlás és a nyomás jelentősen megnő.
Az esztergálást akkor használják, ha a szivattyú karakterisztikája bizonyos határokon belül nem felel meg az aktuális működési feltételeknek, miközben a rendszer paraméterei változatlanok maradnak, és nem lehet egységet kiválasztani a katalógusból.
A gyártó által létrehozott fordulatok száma nem haladja meg a kettőt.
Az elfordulási méret a kerék átmérőjének 8-15%-a. És csak szélsőséges esetekben ez a szám húszra növelhető.
A turbinás szivattyúknál a lapátokat, a spirálszivattyúknál a keréktárcsákat is köszörülik. Az eljárás során a termelékenységre, nyomásra, teljesítményre és sebességi együtthatóra vonatkozó adatok a következők:
- G2 = G1D2/D1;
- H2 = H1 (D2/D1)2;
- N2 = N1 (D2/D1)3;
- n s2 = n s1 D 1 / D 2,
ahol az indexek az (1) forgás előtti és (2) utáni adatokat jelzik.
Ebben az esetben a következő változások következnek be a kerék sebességtényezőjének változásától függően: 60-120; 120-200; 200-300:
- a hatásfok csökkenése minden esztergálás tíz százalékánál: 1-1,5; 1,5-2, 2-2,5 százalék;
- a normál kerékátmérő csökkenése: 15-20; 11-15; 7-11 százalék.
A centrifugálszivattyú kerék kiszámítása lehetővé teszi a sebességi együttható meghatározását a következő képlet segítségével:
- (√Q 0 / i) / (H 0 / j)¾.
- ns= 3,65 n * (az első pont eredménye).
ahol j a lépések száma; i – együttható a járókerék típusától függően (kétirányú folyadékbemenettel – 2, egyirányú folyadékbemenettel – 1); H 0 – optimális nyomás, m; Q 0 – optimális áramlás, m 3 /s; n – tengely fordulatszáma, ford./perc.
Nem ajánlott saját maga kiszámítani a centrifugálszivattyú járókerekét - ez felelősségteljes munka, és szakemberek figyelmét igényli.
Javítás és csere
A rosszul gyártott elem egyenetlen terhelést hoz létre, ami az áramlási részek kiegyensúlyozatlanságát idézi elő. Ez pedig a rotor kiegyensúlyozatlanságához vezet. Ha hasonló probléma lép fel, a járókereket ki kell cserélni.
Ez az eljárás a következő lépéseket tartalmazza:
- A szivattyú rész szétszerelése.
- Kinyomás, kerék vagy több kerék cseréje (a kiviteltől függően).
- A szivattyú többi elemének ellenőrzése.
- Az egység összeszerelése.
- A készülék jellemzőinek vizsgálata terhelés alatt.
Az elem javítási eljárása 2000 rubelből indulhat. 500 rubeltől vásárolhat járókereket egy centrifugálszivattyúhoz - természetesen a legkisebb opcióért.
Készülék működés közben (videó)
Fotó egy centrifugálszivattyúról
A berendezést, amellyel a vizet szivattyúzzák, több csoportra osztják: térfogati és dinamikus. Ebben a cikkben a dinamikus szivattyúkról fogunk beszélni, amelyek centrifugális egységet tartalmaznak, és mi a centrifugálszivattyú járókereke.
Tehát mi az a centrifugálszivattyú? Mint korábban említettük, ez az a berendezés, amellyel a vizet szivattyúzzák.
Hogyan működik a tervezés:
- Ez a centrifugális erő segítségével történik. Egyszerűen fogalmazva, a szivattyú belsejében víz van, amely a lapátok és a centrifugális erő segítségével a ház falai felé kerül.
- Ezután a víz nyomás alatt folyni kezd a nyomó- és szívócsövekbe.
Így a víz folyamatosan szivattyúzni kezd. Ahhoz, hogy jobban megértsük, hogyan történik ez, meg kell érteni, miből áll a szivattyú.
Mire használható a szivattyú?
Elméletileg már világos, hogyan pumpálják át a vizet a szivattyún, de hogy mely részei segítenek ebben a kérdésben, az nem.
Beszéljünk arról, hogy milyen részekből áll:
- Centrifugális szivattyú járókerék.
- A szivattyú tengelye is fontos alkatrész.
- Olajtömítések.
- Csapágyak.
- Keret.
- Szivattyús készülékek.
- Tömítőgyűrűk.
Jegyzet. A centrifugálszivattyúk nem csak víz elszívására szolgálnak, hanem vegyi folyadékok kiszívására is alkalmasak, ezért a szivattyúk alkatrészei az alkalmazási módtól függően változhatnak.
Működő kerék
Az egyik a legfontosabb részleteket A szivattyú a járókerék, mivel ez hozza létre a centrifugális erőt, a nyomás hatására a víz elkezd szivattyúzni.
Tehát nézzük meg közelebbről, miből áll és hogyan működik, a következőkből áll:
- Első lemez.
- Hátsó lemez.
- A közöttük lévő pengék.
- Amikor a kerék forogni kezd, a pengék belsejében lévő víz is forogni kezd, aminek következtében centrifugális erő keletkezik, nyomás jelenik meg, a víz csatlakozik a perifériához, és kiutat keres.
Mivel a szivattyúk nemcsak vizet, hanem vegyi folyadékokat is szivattyúznak, a centrifugálszivattyú járókerekei és háza különféle anyagokból készül:
- Például bronzot vagy öntöttvasat használnak a vízzel való munkához.
- A kopásállóság javítása érdekében, ha mechanikai szennyeződéseket tartalmazó vízzel dolgozik, használhat króm öntöttvasból készült járókereket.
És ha a szivattyút vegyi anyagokkal való együttműködésre tervezték, akkor acél járókereket kell használni.
A járókerék jellemzői
Az alábbiakban egy táblázat található a járókerekek osztályozásáról:
A centrifugálszivattyú járókerekének osztályozása | |
A járókerekek száma |
|
Tengely |
|
Nyomás |
|
Folyadékellátás |
|
Házcsatlakozó módszer |
|
Folyadék elvezetési módszer |
|
Sebesség |
|
Célja |
|
Motor csatlakozás |
|
A vízhez képest található |
|
A járókerék meghibásodásának okai
Gyakran a járókerék meghibásodásának fő oka a kavitáció, vagyis a gőzképződés és gőzbuborékok képződése a folyadékban, ami fémerózióhoz vezet, mivel a folyadékbuborékok a gáz kémiai agresszivitását tartalmazzák.
A kavitáció fő okai a következők:
- Magas hőmérséklet, több mint 60 fok
- Nem szoros csatlakozások a szívónyomásnál.
- A szívófej nagy hossza és kis átmérője.
- Eltömődött szívónyomás.
Tanács. Mindezek a tényezők a szivattyú járókerekének károsodásához vezetnek, ezért gondosan ellenőriznie kell a berendezés működési feltételeinek betartását. Nem véletlen, hogy minden berendezéstípusnak megvannak a saját működési feltételei, amelyek a nagyobb kopásállóság érdekében vannak kialakítva.
A járókerék meghibásodásának jelei
Előfordulhat, hogy a centrifugálszivattyú törött járókereke nem azonnal észrevehető, azonban vannak gyakori jelek, amelyek arra utalnak, hogy valami nincs rendben a berendezéssel:
- Repedési zaj szíváskor.
- Zajok.
- Rezgés.
Tanács. Ha a fenti tüneteket észleli a szivattyú működése során, abba kell hagynia a működést. Mivel a kavitáció csökkenti a szivattyú hatékonyságát, nyomását és ennek megfelelően a termelékenységet.
Sőt, nemcsak a kerék működését érinti, hanem a többi alkatrészét is. A kavitációnak való hosszan tartó expozíció során az alkatrészek durvává válnak, és az egyetlen dolog, ami segít nekik, a javítás vagy új berendezés vásárlása.
Járókerék javítás
Ha a járókerék elromlik, vagy a szivattyú elromlik, saját maga megjavíthatja.
Tanács. De jobb, ha kapcsolatba lép egy speciális javítással, mivel ehhez speciális szerszámokra van szükség.
Ennek ellenére itt van egy kis utasítás a centrifugálszivattyú járókerekeinek saját kezű javításához.
Szétszerelés:
- Féltengelykapcsoló lehúzó segítségével.
- Amíg a kirakótárcsa meg nem áll, mozgassa a rotort abba az irányba, ahol a szívás megtörténik.
- Jelölje meg a tengelyeltoló nyíl pozícióját.
- Szerelje szét a csapágyakat.
- Vegye ki a betéteket.
- Egy speciális lehúzó segítségével kihúzzák a kirakodótárcsát.
- A szorítócsavarok segítségével egyesével távolítsa el a járókereket a tengelyről, anélkül, hogy a feladatot megengedné.
Járókerék javítás:
A javítások elvégzéséhez számítást készítenek a centrifugálszivattyú járókerekéről.
Acél:
- Ha a kerék elhasználódott, először megvezetik, majd esztergagépen forgatják.
- Ha a kerék nagyon elhasználódott, akkor eltávolítják, majd újat hegesztenek.
Öntöttvas:
- Az öntöttvas kerekeket általában egyszerűen cserélik, ha lehetséges az élezés, majd a szükséges helyeket rézzel töltik meg, majd élesítik.
A kerék javítása vagy cseréje után a szivattyút újra össze kell szerelni:
- Törölje le, hogy centrifugálszivattyút készítsen.
- Ellenőrizze, hogy vannak-e sorja és bevágások, ha vannak, azokat eltávolítják.
- A járókerék egy tengelyre van felszerelve.
- Tegye vissza a kitöltő lemezt.
- Szerelje be az olajtömítések puha tömítését.
- Húzza meg az anyákat.
- Tekerje be az olajtömítést.
- A rotort addig táplálják, amíg a kirakótárcsa meg nem áll a saroknál.
A javítási folyamat jobb megértése érdekében megtekintheti a cikkben található videót.
Árak
A járókerék ára üzletenként változik, minden a szivattyú anyagától függ. A kezdeti költség 1800 rubel, a végső költség 49 tr. Minden attól függ, hogy milyen centrifugális ferde van, mire használod, és milyen méretű, valamint hogy hány kereke van.
Ezért a javítási költségek elkerülése érdekében gondosan ellenőrizni kell a működését. Továbbá, ha bármilyen hibás működésre utaló jel van, akkor nem kell használnia, amíg le nem működik, szakemberhez kell vinni, aki kicseréli vagy megjavítja az elromlott alkatrészeket.
2.1. Járókerék készülék
A 4. ábra egy centrifugálszivattyú járókerekének hosszmetszete (a tengely tengelye mentén). A kerék lapátközi csatornáit két formázott 1, 2 tárcsa és több 3 lapát alkotja. A 2. tárcsát főnek (meghajtónak) nevezik, és egy egységet képez a 4 agyvel. Az agy a kerék szilárdan rögzítésére szolgál. a szivattyú tengelye 5. Az 1. lemezt borító vagy elülső lemeznek nevezzük. A szivattyúk lapátjaival egybe van építve.
A járókereket a következő geometriai paraméterek jellemzik: a kerékbe beáramló folyadék D 0 bemeneti átmérője, a lapát D 1 és D 2 kimenetének átmérői, a tengely d b és agy d st átmérői, a az agy hossza l st, a lapát szélessége a b 1 bemenetnél és a b 2 kimenetnél.
d std be
l st
4. ábra
2.2. A folyadékáramlás kinematikája a kerékben. Sebesség háromszögek
A folyadék axiális irányban kerül a járókerékbe. Minden folyadékrészecske c abszolút sebességgel mozog.
A pengeközi térbe kerülve a részecskék összetett mozgásban vesznek részt.
A kerékkel együtt forgó részecske mozgását az u kerületi (átvihető) sebességvektor jellemzi. Ez a sebesség a forgási körre érintőlegesen vagy a forgási sugárra merőlegesen irányul.
A részecskék a kerékhez képest is mozognak, és ezt a mozgást a lapát felületére érintőlegesen irányított w relatív sebességvektor jellemzi. Ez a sebesség jellemzi a folyadék mozgását a pengéhez képest.
A folyékony részecskék abszolút mozgási sebessége egyenlő geometriai összeg kerületi és relatív sebességek vektorai
c = w+ u.
Ez a három sebesség sebességi háromszögeket alkot, amelyek a lapátok közötti csatornán bárhol kialakíthatók.
A járókerékben folyó folyadékáramlás kinematikájának figyelembe vételéhez a lapát bemeneti és kimeneti élein sebességi háromszögeket szokás kialakítani. Az 5. ábrán a szivattyúkerék keresztmetszete látható, amelyen a lapátközi csatornák be- és kimeneténél a sebességháromszögek vannak kialakítva.
w 2β 2 | |||||
5. ábra
A sebességháromszögekben az α szög az abszolút és a kerületi sebességvektor közötti szög, β a relatív vektor és a kerületi sebességvektor inverz folytatása közötti szög. A β1 és β2 szögeket a penge be- és kilépési szögeinek nevezzük.
A folyadék kerületi sebessége az
u = π 60 Dn,
ahol n a járókerék forgási sebessége, rpm.
A folyadékáramlás leírására a sebességek u és r-vel való vetületeit is használjuk. Az u-val történő vetítés az abszolút sebesség vetülete a kerületi sebesség irányába, az r pedig az abszolút sebesség vetülete a sugár irányába (meridionális sebesség).
A sebességháromszögekből az következik | |
с1 u = с1 cos α 1, | с2 u = с2 cos α 2, |
ahol 1r= 1sin α 1, | ahol 2r= 2sin α 2. |
Kényelmesebb sebességháromszögeket építeni a járókeréken kívül. Ehhez olyan koordinátarendszert választunk, amelyben a függőleges irány egybeesik a sugár irányával, a vízszintes pedig a kerületi sebesség irányával. Ekkor a kiválasztott koordinátarendszerben a bemeneti (a) és a kimeneti (b) háromszögek a 6. ábrán látható alakúak.
2r-vel | ||||
6. ábra
A sebességháromszögek lehetővé teszik a sebességek és a sebességprojekciók értékeinek meghatározását, amelyek szükségesek az elméleti folyadéknyomás kiszámításához a feltöltő kerék kimeneténél
H t = u2 c2 u g − u1 c1 u .
Ezt a kifejezést Euler-egyenletnek nevezik. A tényleges nyomást a kifejezés határozza meg
N = µ ηg N t,
ahol µ a kések véges számát figyelembe vevő együttható, ηg a hidraulikus hatásfok. Hozzávetőleges számításokban µ ≈ 0,9. Pontosabb értékét a Stodola képlet segítségével számítjuk ki.
2.3. Járókerék típusok
A járókerék kialakítását az n s sebességi együttható határozza meg, amely a szivattyúberendezések hasonlósági kritériuma, és egyenlő
n Q n s = 3,65 H 3 4 .
A fordulatszám-együttható értékétől függően a járókerekek öt fő típusra oszthatók, melyeket a 7. ábra mutat be. Az adott keréktípusok mindegyike egy adott kerékformának és D 2 /D 0 aránynak felel meg. Kis Q és nagy H esetén, amelyek kis n s értéknek felelnek meg, a kerekek keskeny áramlási üreggel rendelkeznek, és a legnagyobb D 2 /D 0 arány. Q növekedésével és H csökkenésével (n s növekszik) áteresztőképesség a keréknek növekednie kell, és ezért a szélessége nő. Sebességegyütthatók és arányok D 2 / D 0 for különféle típusok a kerekek táblázatban vannak megadva. 3.
7. ábra
3. táblázat |
|||
A kerekek sebességi együtthatói és áttételei D 2 /D 0 |
|||
különféle sebességek |
|||
Kerék típusa | Az együttható az lenne | D 2 /D 0 arány | |
egyenesség n s | |||
Lassú mozgás | 40÷ 80 | ||
Normál | 80÷ 150 | ||
sebesség | |||
Magassebesség | 150÷ 300 | 1,8 ÷ 1,4 | |
Átlós | 300÷ 500 | 1,2 ÷ 1,1 | |
500 ÷ 1500 |
2.4. Egyszerűsített módszer a centrifugálszivattyú járókerekének kiszámítására
Meg van adva a szivattyú teljesítménye, a szívó- és nyomófolyadék felületére gyakorolt nyomás, valamint a szivattyúhoz csatlakozó csővezetékek paraméterei. A feladat egy centrifugálszivattyú kerekének kiszámítása, amely magában foglalja a fő geometriai méretek és sebességek kiszámítását az áramlási üregben. Meg kell határozni azt a maximális szívómagasságot is, amely biztosítja a szivattyú kavitációmentes működését.
A számítás egy választással kezdődik szerkezeti típus szivattyú A szivattyú kiválasztásához ki kell számítani a nyomását N. Ismert H és Q szerint teljes egyéni ill univerzális jellemzők katalógusokban vagy irodalmi forrásokban megadott (például egy szivattyút választanak ki. A szivattyú tengelyének forgási sebessége van kiválasztva.
A szivattyú járókerék tervezési típusának meghatározásához az n s sebességi együtthatót számítjuk ki.
A szivattyú összhatásfoka η =η m η g η o. A mechanikai hatásfok a 0,92-0,96 tartományba esik. A modern szivattyúk esetében az η o értéke 0,85-0,98, és η g - 0,8-0,96 tartományban van.
Az η o hatásfok a közelítő kifejezéssel számítható ki
d in = 3 M (0,2 τ összeadás),
η0 = | ||||||||||
1 + аn − 0,66 | ||||||||||
A hidraulikus hatásfok kiszámításához használhatja az űrlapot |
||||||||||
ηg =1 − | ||||||||||
(lnD | − 0,172) 2 |
|||||||||
ahol D 1п a csökkentett átmérő a bemenetnél, amely megfelel a feszültségnek |
||||||||||
járókerék és | által meghatározott |
|||||||||
D 2 − d | D 0 és d st – a folyadékbemenet átmérője |
|||||||||
csontok a járókerékben és a kerékagy átmérője. A megadott átmérőt a Q és n előtoláshoz a D 1п = 4,25 3 Q n összefüggés adja.
A szivattyú teljesítményfelvétele N in = ρ QgH η. Ez a tengelyre ható nyomatékra vonatkozik, az M = 9,6 N in / n arány. Ebben a kifejezésben a mértékegységek a következők
A szivattyú tengelyére elsősorban az M nyomaték okozta torziós erő, valamint a keresztirányú és centrifugális erők hatnak. A torziós feltételeknek megfelelően a tengely átmérőjét a képlet segítségével számítjuk ki
ahol τ torziós feszültség. Értéke átmérőben állítható be
1,2·107 és 2,0·107 N/m2 közötti tartományban.
Az agy átmérőjét d st = (1,2÷ 1,4) d st-nek feltételezzük, hosszát az l st = (1÷ 1,5) d st arányból határozzuk meg.
A szivattyúkerék bejáratának átmérőjét a megadottak alapján határozzuk meg
átmérő D 0 = D 1п = D 1п + d st (D 02 − d st2) η o.
A belépési szög a belépési sebesség háromszögéből található. Feltételezve, hogy a folyadék áramlásának a járókerékbe való belépés sebessége megegyezik a lapátra való belépés sebességével, és radiális belépés esetén is, pl. c0 = c1 = c1 r, meg tudjuk határozni a penge belépési szögének érintőjét
tg β1 =c 1 . u 1
Figyelembe véve az i támadási szöget, a lapát bemeneti szöge β 1 l = β 1 + i. Veszteség
A járókerékben lévő energia a támadási szögtől függ. Behúzott lapockákhoz optimális szög támadás -3 ÷ +4o között mozog.
A penge szélességét a bemenetnél a tömegmegmaradás törvénye alapján határozzák meg
b 1 = πQ µ,
D 1c 1 1
ahol µ 1 a kerék bemeneti szakaszának a lapátok élei általi korlátozási együtthatója. A hozzávetőleges számításoknál µ 1 ≈ 0,9 feltételezzük.
A lapátok közötti csatornákba való radiális belépéssel (c1u = 0) a nyomás Euler-egyenletéből egy kifejezést kaphatunk a kerületi sebességre a kerék kilépésénél
ctgβ | ctgβ | ||||||||||||||
A centrifugálszivattyú járókereke a készülék fő része. Ez egy olyan elem, amely a forgási energiát nyomássá alakítja a házban, ahol a folyadékot szivattyúzzák.
Mi a járókerék szerepe a centrifugálszivattyúban, hogyan kell helyesen kiszámítani és saját kezűleg cserélni egy eszközre, ez a cikk azt javasolja, hogy ismerkedjen meg vele.
Hogyan működik a centrifugálszivattyú?
A spirál alakú szivattyúház belsejében egy két tárcsából álló járókerék mereven rögzítve van a tengelyhez:
- Hátulsó.
- Elülső.
- Pengék, a lemezek között.
A pengék sugárirányból a kerék forgásával ellentétes irányba hajlottak. A szivattyúház csövek segítségével csatlakozik a nyomó- és szívócsővezetékekhez.
Amikor a szivattyútest teljesen megtelik folyadékkal a szívócsőből, amikor a járókerék forog a villanymotorról, a lapátok között, a járókerék csatornáiban elhelyezkedő folyadék középről, centrifugális erő hatására, a perifériára kerül. Ebben az esetben a kerék középső részében vákuum jön létre, és a nyomás a perifériáján nő.
A nyomás növekedésével a folyadék elkezd folyni a szivattyúból a nyomócsőbe. Ez vákuum keletkezését okozza a ház belsejében.
Működése során a folyadék egyidejűleg áramlik a szívócsőből a szivattyúba. Ily módon a szívócsőből folyamatosan folyadék kerül a nyomócsőbe.
A centrifugálszivattyúk a következők:
- Egyfokozatú, egy járókerékkel.
- Többfokozatú, több járókerékkel rendelkezik.
Ebben az esetben a működési elv minden esetben ugyanaz. A forgó járókerék hatására kialakuló centrifugális erő hatására a folyadék mozogni kezd.
Hogyan osztályozzák a centrifugálszivattyúkat?
A centrifugálszivattyúk osztályozására vonatkozó utasítások a következők:
- Fokozatok vagy járókerekek száma:
- egyfokozatú szivattyúk;
- többfokozatú, több kerékkel.
- A keréktengely elhelyezkedése a térben:
- vízszintes;
- függőleges.
- Nyomás:
- alacsony nyomás, legfeljebb 0,2 MPa;
- átlagos, 0,2-0,6 MPa;
- magas, több mint 0,6 MPa.
- A munkaelem folyadékellátásának módja:
- egyirányú bejárattal;
- kettős belépés vagy kettős szívás;
- zárva;
- félig zárva.
- Házcsatlakozás módja:
- vízszintes;
- függőleges csatlakozó.
- A folyadék leeresztésének módja munkaterület a házcsatornába:
- spirál. Itt a folyadék azonnal a spirálcsatornába kerül;
- lapocka- Ebben az esetben a folyadék először áthalad egy speciális eszközön, amelyet vezetőlapátnak neveznek, és egy álló kerék, pengékkel.
- Sebesség tényező:
- alacsony fordulatszámú szivattyúk;
- Normál;
- Magassebesség.
- Funkcionális cél:
- vízvezetékekhez;
- szennyvíz;
- lúgos;
- olaj;
- hőszabályozó és még sokan mások.
- A motor csatlakoztatási módja:
- hajtott, a rendszer sebességváltót vagy szíjtárcsát tartalmaz;
- csatlakozik az elektromos motorhoz egy tengelykapcsoló segítségével.
- A szivattyú hatékonysága.
- A szivattyú vízfelülethez viszonyított elhelyezésének módja:
- felszínes;
- mély;
- merülő
A készülék járókerék tulajdonságai
Tipp: A kopott járókerék időben történő cseréje megnöveli a centrifugálszivattyú élettartamát.
A járókerék a tengely forgási energiáját nyomássá alakítja, amely a folyadékot szivattyúzó készülék testében jön létre. A centrifugálszivattyú járókerekének hidrodinamikai számítása meghatározott követelmények szerint történik az áramlás méretének vagy a járókerék belső és külső részeinek, valamint a lapátok alakjának és számának meghatározására.
Az elem kiszámításának módját részletesen megtudhatja a cikk videójában.
A kerék formája és szerkezeti méretei biztosítják az elemnek a szükséges mechanikai szilárdságot és gyárthatóságot:
- Kiváló minőségű öntvény beszerzésének lehetősége.
- Biztosítsa a megmunkálási folyamatnak való folyamatos megfelelést.
Az anyag kiválasztásakor a következő követelményeknek kell megfelelni:
- Korrózióálló.
- Kémiai ellenállás a szivattyúzott folyadék elemeivel szemben.
- Ellenállás a készülék szükséges üzemmódjával szemben.
- Hosszú élettartam, az útlevél specifikációi szerint.
Leggyakrabban SCh20 - SCh40 öntöttvas minőséget használnak a járókerék gyártásához.
Amikor káros vegyszerekés korrozív környezetben, a centrifugálszivattyú járókereke és háza rozsdamentes acélból készül. A készülék intenzív körülmények között történő működtetéséhez, amelyek magukban foglalják: hosszú ideig tartó bekapcsolást; a szivattyúzó folyadék mechanikai szennyeződéseket tartalmaz; nagy nyomású, a kerekek gyártásához króm öntöttvasat használnak, amint az a képen látható.
Hogyan kell forgatni egy járókereket
Működés közben néha szükséges a szivattyúk jellemzőit az adott körülményekhez igazítani. Ebben az esetben a legjobb a kerék D2 külső átmérőjének levágásával csökkenteni. (1. ábra) .
Rizs. 1. Sémák a készülék járókerék finomítására
a) centrifugális
b) axiális
A centrifugálszivattyúk munkaelemeinek vágásakor a szivattyú paramétereinek változása közelítőleg kiszámítható hasonlósági egyenletek segítségével:
- ahol Q a névleges előtolás;
- H – fej;
- N – teljesítmény;
- D 2 - külső átmérő (a kerék vágása előtt);
- Q', H', N', D' 2 ugyanazok a jelölések, kivágás után.
ábrán. A 2. ábra a kerék üzemi méreteit mutatja a forgatás befejezése után. Amint látható, a folyamat után az ilyen típusú szivattyúk áramlása és nyomása jelentősen megnő.
A hatásfokot gyakorlatilag nem befolyásolja az eredetihez képest 10...15%-os átmérő csökkenés az n s = 60...120 készülékeknél. Az n s nagyobb növekedése esetén a hatásfok csökkenése jelentős lesz, amint az az ábrán látható. 3.
A paraméterek változása az axiális szivattyúk elemeinek vágásakor a következő képletekkel számítható ki:
- ahol Q a névleges előtolás;
- H – fej;
- D 2 - az elem külső átmérője;
- d – agy átmérője (a kerékvágás előtt);
- Q', H', D' 2 - ugyanazok a jelölések, vágás után.
Az axiális szivattyú áramlási sebessége a járókerék cseréjével is csökkenthető, azonos lapátokkal és nagyobb perselyátmérővel. Ebben az esetben a szivattyú nyomáskarakterisztikáját a következő képletekkel számítjuk újra: ahol d’ a hüvely nagyobb átmérője.
Centrifugálszivattyúkhoz (lásd
Rizs. 5. A szivattyú járókerék lapátjainak cseréjének sémája
Tipp: Ilyen műveletek végrehajtásakor a centrifugálszivattyú ára jelentősen csökken, mint egy új készülék vásárlásakor.
A jó állapotú centrifugálszivattyúk használata megnöveli azok élettartamát, ami jelentősen csökkenti a folyadékszivattyúzás költségeit.