D、DG型卧式多级自吸泵结构图
D、DG型泵进、出水口均为垂直向上,通过拉紧螺栓将泵的进水段、中段、出水段、轴承体等泵壳体部分联结成一体。根据泵的扬程选择泵的级数。自吸泵该系列泵转子部分主要由轴及安装在轴上的叶轮、轴套、平衡盘等零件组成,其中叶轮的数量根据泵的级数而定。轴上零件用平键和轴螺母紧固使之与轴联为一体。整个转子由两端滚动轴承或滑动轴承支承。轴承按型号不同而定,均不承受轴向力,其轴向力由平衡盘平衡。泵在运行中允许转子在泵壳中轴向游动,不能采用向心球轴承。滚动轴承用油脂润滑,滑动轴承用稀油润滑,并用油环进行白润滑,循环水冷却。泵的进水段、中段、出水段之间的密封面均采用二硫化钼润滑脂密封,转子部分与固定部分之间装有密封环、导叶套等进行密封, 当密封环和导叶套的磨损程度已影响泵的工作性能时应予更换。的密封形式有机械密封和填料密封两种。泵采用填料密封时,填料环的位置安放要正确,填料的松紧程度必须适当,以液体能一滴一滴渗出为宜。泵各种密封元件装在密封箱内,箱内要通入一定压力的水,起水封、水冷或水润滑作用。在轴封处装有可更换的轴套,保护泵轴。
次高压泵一般采用滑动轴承、稀油润滑结构,DG85-6 7、DG155-67型泵可采用滑动轴承、 稀油润滑,也可采用滚动轴承、干油润滑结构,其余型号均采用滚动轴承、干油润滑结构。中、低压泵的主要零件材料一般采用优质铸铁,次高压泵主要零件采用铸钢或不锈钢。该系列泵通过弹性联轴器由原动机直接驱动,从原动机方向看,泵为顺时针方向旋转。
自吸泵的汽蚀
如果泵在运行中产生了噪音和振动,并伴随着流量、扬程和效率的降低,有时甚至不能工作,当检修这台泵时,常常可以发现叶片入口边靠前盖板处和叶片进口边附近有麻点或蜂窝状破坏。在实际运行中,有很多泵是由于汽蚀所破坏的。
汽蚀或汽蚀过程就是流动的液体产生气泡并随后发生破裂的过程。当流体的绝对速度增加,由于流体的静压力下降,对于一定温度下流体的某些特定质点来说,虽无热量自外部输入,但它们已达到了汽化压力,使得质点汽化,并产生汽泡。沿着流道,如果流体的静压力随之再次升高,大于汽化压力,汽泡就会迅速破裂,产生巨大的属于内向爆炸性质的冷凝冲击。若汽泡破裂不是发生在流动液体时,而是发生在导流组件的壁面处,则汽蚀会导致壁面材料受到浸蚀。
当泵在汽蚀状况下操作时,即使没有发生壁面材料的浸蚀,也会发现此时泵的噪声增大,振动加剧,效率下降,以及扬程降低。
装置汽蚀余量:又称为有效的汽蚀余量。装置汽蚀余量是由于吸入装置提供的,在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压和水头的富余能量。国外称此为有效的净正吸头,即泵进口处(位置水头为零)液体具有全水头减去汽化压和水头净剩的值,用NPSHa表示。它的大小与装置参数跟液体性质有关。因为吸入装置的水力损失和流量的平方成正比,所以NPSHa随流量增加而减小。NPSHa-Q是下降的曲线。
泵汽蚀余量(NPSHr)和泵内流动情况有关,是由泵本身决定的平衡泵进口部分的压力降,也就是为了保证泵不发生汽蚀,要求在泵进口处单位重量液体具有超过汽化压力水头的富余能量。国外称此为必需的净正吸头。泵汽蚀余量的物理意义表示液体在泵进口部分压力下降的程度。所谓必需的净正吸头,是指要求吸入装置必须提供这么大的净正吸头,方能补偿压力下降,保证泵不发生汽蚀。
泵汽蚀余量与装置参数无关,只与泵进口部分的运动参数有关。运动参数在一定转速和流量下是由几何参数决定的。这就是说NPSHr是由泵本身(吸水室和叶轮进口部分的几何参数)决定的。对既定的泵,不论何种液体(除粘性很大,。影响速度分布外),在一定转速和流量下流过泵进口,因速度大小相同故均有相同的压力降,NPSHr相同。所以NPSHr和液体的性质无关(不考虑热力学因素)。NPSHr越小,表示压力越小,要求装置必须提供的NPSHa小,因而泵的抗汽蚀性能越好。
自吸泵最佳进口直径的选择
自吸泵叶轮水力损失是其总损失的主要组成部分,因此,降低叶轮水力损失可有效地提高水泵效率。众多周知,决定叶轮内水力损失的因素是相对速度的大小及其变化率,在满足流量和压力的情况下,减小进口相对速度可以降低扩散损失和进口与出口相对速度之比,若出口相对速度之比过大奖可能导致进口处流动分离。所以,合理地控制进口相对速度,可有效地降低冲击损失和流道扩散损失,设计时应尽可能地减小进口相对速度。此外,自吸泵汽蚀余量也是自吸泵性能的一个重要的安全和技术指标。水泵汽蚀余量有很多危害,严重影响着水泵的安全运行,如产生振动和噪声,引起过流部件的腐蚀破坏和水泵性能下降等。自吸泵汽蚀余量与装置参数无关,只与自吸泵进口的运动参数有关,而运动参数在一定的转速和流理下是由几何参数决定的,也即水泵汽蚀余量是由叶轮进口部分的几何参数决定的,如叶轮进口直径,叶片安放角和叶片数等。为了提高水泵的抗汽蚀性能,在设计阶段还要充分考虑进口几何形状对自吸泵汽蚀的影响。
针对上述两个问题,通过数学推导,得出在进口相对速度最小和自吸泵汽蚀余量最小两种情况下的进口直径表达式,为自吸泵叶轮最佳进口直径的选取提供可靠的理论依据,这也是自吸泵优化设计的重要环节。