1. Santrifüj pompanın çalışma prensibi
Bir santrifüj pompa çalışırken, atalet merkezkaç kuvvetinin etkisi altında sıvının basınç enerjisini arttırmak için yüksek hızlı dönen pervaneye güvenir. Santrifüj pompa çalışmaya başlamadan önce, kavitasyonu önlemek için pompa gövdesi ve giriş boru hattı sıvı ortamla doldurulmalıdır.
Pervane hızlı bir şekilde döndüğünde, bıçaklar ortamın hızlı bir şekilde dönmesini sağlar. Dönen ortam, merkezkaç kuvvetinin etkisi altında pervaneden dışarı uçar ve pompanın içindeki su dışarı atılarak pervanenin merkezinde bir vakum alanı oluşturulur. Sürekli olarak sıvının solunması ve solunan sıvının dışarı atılması için sürekli olarak belli miktarda enerji sağlanması. Santrifüj pompa sürekli olarak bu şekilde çalışır.
2. Santrifüj pompanın yapısı
Santrifüj pompaların pek çok çeşidi vardır ve her pompa tipinin yapıları farklı olsa da ana bileşenler temelde aynıdır.
Bir santrifüj pompanın ana bileşenleri şunları içerir: çark, pompa mili, pompa gövdesi, pompa yatağı, salmastra kutusu (mil sızdırmazlık cihazı), sızıntı azaltıcı halka, yatak yuvası vb.
Pervane, sıvı üzerinde iş yapmak ve sıvı aktarımını sağlamak için yüksek hızda dönmesine dayanan bir santrifüj pompanın çalışma bileşenidir. Santrifüj pompanın önemli bir bileşenidir.
Pervane genellikle üç parçadan oluşur: göbek, kanatlar ve kapak plakası. Pervanenin kapak plakası ön kapak plakası ve arka kapak plakasına bölünebilir. Pervane port tarafındaki kapak plakasına ön kapak plakası, diğer taraftaki kapak plakasına ise arka kapak plakası adı verilir.
Santrifüj pompa çalıştırıldıktan sonra, pompa mili, pervaneyi yüksek hızda dönecek şekilde tahrik eder ve bıçaklar arasına önceden doldurulmuş sıvıyı dönmeye zorlar. Atalet merkezkaç kuvvetinin etkisi altında sıvı, pervanenin merkezinden dış çevreye radyal olarak hareket eder.
Sıvı, pervane içindeki hareketi sırasında enerji kazanır, bu da statik basınç enerjisinde bir artışa ve akış hızında bir artışa neden olur. Sıvı çarktan çıkıp pompa gövdesine girdiğinde gövde içindeki akış kanalının kademeli olarak genişlemesi nedeniyle yavaşlar. Kinetik enerjinin bir kısmı statik basınç enerjisine dönüştürülür ve son olarak teğetsel yön boyunca boşaltma boru hattına akar.
Yapısal forma göre pervaneler aşağıdaki üç tipe ayrılabilir.
(1)Kapalı pervanenin her iki yanında kapak plakaları bulunur ve kapak plakaları arasında 4-6 kanat bulunur. Kapalı pervane yüksek verime sahiptir ve yaygın olarak kullanılır; katı parçacıklar ve lifler içermeyen temiz sıvıların taşınması için uygundur.
(2) Açık pervanenin, bıçağın her iki tarafında, büyük miktarda askıda katı madde içeren sıvıların taşınması için uygun olan kapak plakaları yoktur. Verimliliği düşüktür ve taşınan sıvının basıncı yüksek değildir.
Yarı açık pervanenin yalnızca bir arka kapak plakası vardır ve çökelmesi kolay veya katı askıda katı maddeler içeren sıvıların taşınması için uygundur. Verimliliği açık ve kapalı çarklar arasındadır.
Santrifüj pompanın pompa milinin ana işlevi, gücü iletmek ve çalışma konumunda normal çalışmayı sürdürmek için pervaneyi desteklemektir. Bir ucu kaplin vasıtasıyla motor miline bağlanır, diğer ucu ise dönme hareketi için pervaneyi destekler. Şaft, rulmanlar, eksenel contalar ve diğer bileşenlerle donatılmıştır.
Pompa milleri için yaygın olarak kullanılan malzemeler karbon çeliği ve paslanmaz çeliktir.
Pervane ve mil kamalarla bağlanır. Bu bağlantı yöntemi yalnızca tork iletebildiğinden ve pervanenin eksenel konumunu sabitleyemediğinden, su pompasında pervanenin eksenel konumunu sabitlemek için bir mil manşonu ve kilitleme somunu da kullanılır.
Pervane bir kilitleme somunu ve mil manşonu ile eksenel olarak konumlandırıldıktan sonra, kilitleme somununun geri çekilmesini önlemek için, özellikle su pompasının veya su pompasının sökülmesinden sonra ilk kurulumu için su pompasının geri dönmesini önlemek gerekir. ve bakım sırasında, belirtilen direksiyonla tutarlılığın sağlanması için direksiyon muayenesi düzenlemelere uygun olarak gerçekleştirilmelidir.
Şaft manşonunun işlevi, salmastra ile pompa mili arasındaki sürtünmeyi salmastra ile şaft manşonu arasındaki sürtünmeye dönüştürerek pompa şaftını korumaktır. Bu nedenle mil kovanı santrifüj pompanın kolayca aşınabilen bir parçasıdır.
Mil kovanının yüzeyi genel olarak karbürizasyon, nitrürleme, krom kaplama, püskürtme vb. yöntemlerle işlenebilir. Yüzey pürüzlülüğü gereksinimi genellikle Ra3,2 μ m ila Ra0,8 μ m arasındadır. Sürtünme katsayısını azaltabilir ve servis ömrünü uzatabilir.
Rulmanlar rotorun ağırlığını ve yük taşıma kapasitesini desteklemede rol oynar. Makaralı rulmanlar genellikle santrifüj pompalarda kullanılır; dış bilezik ve yatak yuvası delikleri bir taban mil sistemi kullanır ve iç bilezik ve mil bir taban deliği sistemi kullanır. Rulmanlar genellikle gres ve sıvı yağ ile yağlanır.
Pompa mili, pompa gövdesinin içinden geçtiğinde, mil ile gövde arasında bir boşluk oluşur. Tek emişli santrifüj pompalarda salmastra cihazı bu konumda kullanılmazsa pompa gövdesi içindeki yüksek basınçlı su büyük miktarlarda dışarı sızacaktır. Salmastra kutusu yaygın olarak kullanılan bir şaft sızdırmazlık cihazıdır. Salmastra kutusu beş bileşenden oluşur: salmastra, salmastra, su sızdırmazlık borusu, su sızdırmazlık halkası ve salmastra bileziği.
Salyangoz, pervane çıkışından bir sonraki kademe pervanenin girişine veya pompanın çıkış borusuna kadar kademeli olarak artan kesit alanına sahip spiral akış kanalını ifade eder. Akış kanalı giderek genişler ve çıkış, bir difüzyon tüpü şeklindedir. Sıvı pervaneden dışarı aktıktan sonra akış hızı yavaş yavaş düşerek kinetik enerjinin büyük bir kısmını statik basınç enerjisine dönüştürebilir.
Salyangozun avantajları, imalatının kolay olması, verim bölgesinin geniş olması ve çark döndürüldükten sonra pompada verim değişikliklerinin minimum düzeyde olmasıdır.
Dezavantajı ise salyangozun şeklinin asimetrik olması ve tek bir salyangoz kullanıldığında rotorun radyal yönüne etki eden basıncın eşit olmamasıdır, bu da şaftın kolayca bükülmesine neden olabilir. Bu nedenle çok kademeli pompalarda sadece ilk ve son bölümlerde salyangoz kullanılırken, orta bölümde kılavuz tekerlek cihazları kullanılır.
Salyangoz kabuklarının malzemesi genellikle dökme demirdir. Korozyon önleyici pompanın sarmal kısmı paslanmaz çelikten veya plastik, fiberglas vb. gibi diğer korozyon önleyici malzemelerden yapılır. Çok kademeli pompalar yüksek basınç nedeniyle yüksek malzeme mukavemeti gerektirir ve sarmal kısımları genellikle dökme çelikten yapılır.
Kılavuz tekerlek, ön taraftaki pervanenin dış kenarı etrafına sarılmış, difüzyon şekilli akış kanalları oluşturan ileri kılavuz kanatları olan sabit bir disktir. Arka tarafta sıvıyı pervanenin bir sonraki aşamasına yönlendiren ters kılavuz kanatları bulunmaktadır. Sıvı, çarktan dışarı atıldıktan sonra yavaşça kılavuz kanatlarına girer ve ileri kılavuz kanatları boyunca dışarı doğru akmaya devam eder. Hız yavaş yavaş azalır ve kinetik enerjinin çoğu statik basınç enerjisine dönüşür.
Pervane ve kılavuz kanatları arasındaki radyal tek taraflı açıklık yaklaşık 1 mm'dir. Eğer boşluk çok büyükse verimlilik düşecektir; Boşluk çok küçükse titreşime ve gürültüye neden olur. Salyangozla karşılaştırıldığında, kılavuz tekerlekli, bölümlü, çok kademeli santrifüj pompa gövdesinin üretimi daha kolaydır ve enerji dönüşümünde daha yüksek verimliliğe sahiptir. Ancak kurulumu ve bakımı salyangoz kabuklarına göre daha zordur.
İç sızıntıyı azaltmak ve pompa gövdesini korumak için pervane girişine karşılık gelen gövde üzerine değiştirilebilir contalar takılmıştır. Sızdırmazlık halkasının iç deliği ile pervanenin dış dairesi arasındaki radyal boşluk genellikle 0.1-0.2 mm arasındadır. Sızdırmazlık halkasının aşınmasından sonra radyal boşluk artar, pompanın boşaltma hacmi azalır ve verim düşer. Sızdırmazlık boşluğu belirtilen değeri aştığında zamanında değiştirilmelidir.
Sızdırmazlık halkalarının üç yapısal formu vardır:
İlk olarak, düz halka tipi basit bir yapıya sahiptir ve üretimi kolaydır, ancak sızdırmazlık etkisi zayıftır. İkincisi, dik açılı sızdırmazlık halkası, sıvı sızıntısı için 90 derecelik bir kanal sağlar, bu da düz halka tipine göre daha iyi sızdırmazlık performansı sağlar ve yaygın olarak kullanılır. Üçüncüsü, labirent sızdırmazlık halkası iyi bir sızdırmazlık etkisine sahiptir, ancak yapısı karmaşıktır ve üretimi zordur, bu da santrifüj pompalarda nadiren kullanılır.
3. Santrifüj pompanın çalışma süreci
(1) Pompayı çalıştırmadan önce, pompayı taşınacak sıvı ile doldurun.
(2) Pompayı çalıştırdıktan sonra, pompa mili, pervaneyi birlikte yüksek hızda dönecek şekilde tahrik ederek merkezkaç kuvveti oluşturur. Bu hareketle sıvı merkezden çarkın dış çevresine doğru fırlatılarak basıncın artmasına neden olur ve yüksek hızla (15-25 m/s) pompa gövdesine akar.
(3) Salyangoz pompa gövdesinde, akış kanalının sürekli genişlemesi nedeniyle sıvının akış hızı yavaşlar ve kinetik enerjinin çoğu basınç enerjisine dönüştürülür. Son olarak sıvı, boşaltma ağzından daha yüksek bir statik basınçla boşaltma boru hattına akar.
(4) Pompanın içindeki sıvı dışarı atıldıktan sonra pervanenin merkezinde bir vakum oluşur. Sıvı seviyesi basıncı (atmosferik basınç) ile pompa basıncı (negatif basınç) arasındaki basınç farkı altında, sıvı, emme boru hattı yoluyla pompaya girerek sıvının boşaltıldığı konumu doldurur.
4. Santrifüj pompaların sınıflandırılması
Santrifüj pompa ürünleri genel olarak yapısal özelliklerine göre çalışma basıncı, çalışan pervane sayısı, pervane giriş yöntemi gibi birden fazla sınıflandırma yöntemiyle sınıflandırılır.
(1) Çalışma basıncına göre:
Alçak basınç pompası: 100 metre su sütununun altındaki basınç;
Orta basınç pompası: 100-650 metre su sütunu arasındaki basınç;
Yüksek basınç pompası: 650 metrelik su sütunundan daha yüksek basınca sahip pompadır.
(2) Çalışan çark sayısına göre:
Tek kademeli pompa: Pompa milinde tek çark bulunmasını ifade eder.
Çok Kademeli Pompa: Pompa mili üzerinde iki veya daha fazla çark bulunur ve pompanın toplam basma yüksekliği n adet çark tarafından üretilen yüklerin toplamıdır.
(3) Pervane giriş yöntemine göre:
Tek taraflı giriş pompası: Tek emme pompası olarak da bilinir; bu, çarkta yalnızca bir giriş olduğu anlamına gelir.
Çift taraflı giriş pompası: Çift emişli pompa olarak da bilinir, bu da çarkın her iki tarafında da giriş olduğu anlamına gelir. Akış hızı, tek bir emme pompasının iki katıdır; bu, arka arkaya yerleştirilen iki tek emme pompası çarkına benzetilebilir.
(4) Pompa milinin konumuna göre:
Yatay pompa: Pompa mili yatay konumda bulunmaktadır.
Dikey pompa: Pompa mili dikey konumda bulunmaktadır.
(5) Pompa gövdesinin bağlantı şekline göre:
Yatay açık tip pompa: Eksenden geçen yatay düzlemde açılan derz dikişini ifade eder.
Dikey eklem yüzeyi pompası: yani eklem yüzeyi eksene diktir.
(6) Suyun pervaneden basınç odasına doğru yönlendirilme yöntemi aşağıdaki gibidir:
Spiral gövdeli pompa: Su, çarktan çıktıktan sonra spiral bir şekilde doğrudan pompa gövdesine girer.
Kılavuz kanatlı pompa: Su, pervaneden çıktıktan sonra, onun dışında bulunan kılavuz kanatlarına girerek bir sonraki aşamaya girer veya çıkış borusuna akar.
(7) Santrifüj pompaların taşıdığı farklı ortamlara göre temiz su pompalarına, yağ pompalarına, korozyona dayanıklı pompalara vb. ayrılabilir.
5. Kavitasyon ve gaz bağlama
Santrifüj pompanın çalışma prensibine göre, kanatlar arasındaki sıvı yüksek hızla dönen çarktan dışarı atıldığında çarkın girişine yakın bir yerde alçak basınç bölgesi oluşur. Çarkın girişindeki basınç, taşınan sıvının çalışma sıcaklığındaki doymuş buhar basıncı pV'ye eşit veya bundan düşük olduğunda, o konumdaki sıvı buharlaşacak ve kabarcıklar oluşturacaktır. Kabarcıklar sıvıyla birlikte yüksek basınç bölgesine aktığında basınç altında hızla yoğunlaşırlar.
Kabarcık yoğunlaşması anında, yerel bir vakum oluşturulur ve çevredeki sıvı, kabarcığın kapladığı alana yüksek bir hızla hücum ederek şok ve titreşime neden olarak önemli bir darbe kuvvetine neden olur. Özellikle kabarcıkların yoğunlaşma noktası bıçağın yüzeyine yakın olduğunda, çok sayıda sıvı parçacık yüksek frekans ve basınçta bıçağa çarpar; Aynı zamanda kabarcıklar az miktarda oksijen de içerebilir ve bu da metal malzemelerde kimyasal korozyona neden olabilir. Sürekli darbe ve kimyasal korozyonun birleşik etkisi altında, bıçakların yüzeyi hasar görür, bu da lekelere ve çatlaklara neden olur ve bu da bıçakların erken hasar görmesine neden olur. Bu olaya santrifüj pompalarda kavitasyon denir.
Santrifüj pompa çalıştırıldığında, pompanın içinde hava varsa, hava yoğunluğunun düşük olması nedeniyle, dönüşten sonra oluşan merkezkaç kuvveti küçüktür ve çarkın merkez bölgesinde oluşan düşük basınç, pompayı emmek için yeterli değildir. sıvı. Santrifüj pompa çalıştırılsa bile taşıma görevini tamamlayamaz. Bu olaya hava bağlanması denir.
Bu, santrifüj pompanın kendi kendine emme kapasitesine sahip olmadığını, dolayısıyla pompanın çalıştırılmadan önce taşınan sıvı ile doldurulması gerektiğini gösterir. Elbette santrifüj pompanın emme ağzı taşınan sıvının sıvı seviyesinin altına yerleştirilirse sıvı otomatik olarak pompanın içine akacaktır ki bu da özel bir durumdur. Santrifüj pompanın emme boru hattı, enjekte edilen sıvının pompadan dışarı akmaya başlamadan önce önlenmesi için bir alt valf ile donatılmıştır. Filtre, sıvıdaki katı emmeyi engelleyebilir ve boru hattını tıkayabilir ve pompa gövdesi boşaltma boru hattına monte edilen ayar vanası, pompanın akış hızını başlatmak, durdurmak ve düzenlemek için kullanılır.
Kavitasyon ve gaz bağlanmasının farklı nedenlerinden:
Hava bağlanması, genellikle pompa çalıştırıldığında meydana gelen ve esas olarak pompa gövdesi içindeki havanın tamamen boşaltılmaması ile ortaya çıkan, pompa gövdesinde hava varlığı anlamına gelir; Kavitasyon ise sıvının belirli bir sıcaklıkta buharlaşma basıncına ulaşmasından kaynaklanır ve bu da taşıma ortamı ve çalışma koşullarıyla yakından ilişkilidir.
Gaz bağlama olgusunun ortaya çıkmasını önlemek için aşağıdaki yöntemler vardır:
(1) Başlamadan önce kabuğu sıvıyla doldurun. Gövdenin sızdırmazlığının düzgün olduğundan emin olun ve su doldurmak için kullanılan vana ve duş başlığının sızıntı yapmadığından emin olun. İyi sızdırmazlık performansı sağlayın.
(2) Santrifüj pompanın emme boru hattı, enjekte edilen sıvının pompadan dışarı akmaya başlamadan önce önlenmesi için bir alt valf ile donatılmıştır. Filtre, sıvıdaki katı maddenin emilmesini önleyebilir. Tahliye boru hattı, pompanın akış hızını başlatırken, durdururken ve düzenlerken kullanılmak üzere bir düzenleme vanasıyla donatılmıştır.
(3) Santrifüj pompanın emme portunu taşınacak sıvı seviyesinin altına yerleştirin; sıvı otomatik olarak pompaya akacaktır.
Kavitasyonun başlıca nedenleri şunlardır:
(1) Giriş boru hattında aşırı direnç var veya boru hattı çok ince
(2) Taşıma ortamının sıcaklığı çok yüksek;
(3) Aşırı akış, yani çıkış valfinin çok geniş açılması;
(4) Pompanın emme kapasitesini etkileyen kurulum yüksekliği çok yüksektir;
(5) Pompa seçimi, pompa malzemesi seçimi vb. dahil olmak üzere seçim sorunları
uzlaşma şartları:
(1) Girişin engellenmesini önlemek için giriş boru hattındaki yabancı cisimleri temizleyin veya boru çapının boyutunu artırın;
(2) Taşıma ortamının sıcaklığını azaltın;
(3) Kurulum yüksekliğini azaltın;
(4) Pompayı yeniden seçin veya pompanın belirli bileşenlerinde korozyona dayanıklı malzemeler kullanmak gibi iyileştirmeler yapın.