離心泵的設計原理以及與閥門(mén)怎么進(jìn)行安全操作

2021/01/06

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 工作原理 

     消防泵，離心力是物體慣性的表現，比如雨傘上的水滴，當雨傘緩慢轉動(dòng)時(shí)，水滴會(huì )跟隨雨傘轉動(dòng)，這是因為雨傘與水滴的摩擦力做為給水滴的向心力使然。但是如果雨傘轉動(dòng)加快，這個(gè)摩擦力不足以使水滴在做圓周運動(dòng)，那么水滴將脫離雨傘向外緣運動(dòng)，就象用一根繩子拉著(zhù)石塊做圓周運動(dòng)，如果速度太快，繩子將會(huì )斷開(kāi)，石塊將會(huì )飛出.這個(gè)就是所謂的離心力。 
  離心泵就是根據離心力原理設計的，高速旋轉的葉輪葉片帶動(dòng)水轉動(dòng)，將水甩出,從而達到輸送的目的。
  離心泵所以能把水送出去是由于離心力的作用。水泵在工作前，泵體和進(jìn)水管必須罐滿(mǎn)水行成真空狀態(tài)，當葉輪快速轉動(dòng)時(shí)，葉片促使水很快旋轉，旋轉著(zhù)的水在離心力的作用下從葉輪中飛去，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區域。水原的水在大氣壓力（或水壓）的作用下通過(guò)管網(wǎng)壓到了進(jìn)水管內。這樣循環(huán)不已，就可以實(shí)現連續抽水。在此值得一提的是：離心泵啟動(dòng)前一定要向泵殼內充滿(mǎn)水以后，方可啟動(dòng)，否則泵體將不能完成吸液，造成泵體發(fā)熱，震動(dòng)，不出水，產(chǎn)生“空轉”，對水泵造成損壞（簡(jiǎn)稱(chēng)“氣縛”）造成設備事故。
  離心泵有好多種，從使用上可以分為民用與工業(yè)用泵；從輸送介質(zhì)上可以分為清水泵、雜質(zhì)泵、耐腐蝕泵等。
  離心泵分類(lèi)方法常見(jiàn)的有以下幾種方式:
  1按葉輪吸入方式分：?jiǎn)挝诫x心泵 雙吸式離心泵。
  2按葉輪數目分：?jiǎn)渭夒x心泵 多級離心泵。
  3按葉輪結構分：敞開(kāi)式葉輪離心泵 半開(kāi)式葉輪離心泵 封閉式葉輪離心泵。
  4按工作壓力分：低壓離心泵 中壓離心泵 高壓離心泵邊 立式離心泵。.

泵是流體工業(yè)的核心裝置，其作用猶如人體的心臟，為系統中各裝置內的流體提供動(dòng)力，確保工藝流程正常運轉。常用的泵，按大類(lèi)分有葉片泵、容積泵、特殊用途泵等。其中，葉片泵中的離心泵應用最為廣泛。

離心泵運行過(guò)程中需要避免兩個(gè)問(wèn)題：停泵水錘和低于最小流量。解決這兩類(lèi)問(wèn)題，方法較多，但基本思想都是如何圍繞離心泵配置一套合適的系統。在這些系統里閥門(mén)起著(zhù)非常重要的作用，而且隨著(zhù)這兩類(lèi)問(wèn)題認識的加深，誕生了許多專(zhuān)用閥門(mén)。

一、停泵水錘保護與閥門(mén)

水錘是壓力管道中介質(zhì)流速的劇烈變化引起的一系列急劇的壓力交替升降的水擊現象。水錘的危害非常大，可以擊毀泵、管路以及其它設備。壓力管道中的水錘產(chǎn)生原因有很多，比如閥門(mén)的快速關(guān)閉、非正常停泵等。

停泵水錘產(chǎn)生機理

當因非正常原因，比如斷電，泵突然停止工作：初始階段時(shí)，管道內的介質(zhì)依靠慣性繼續前進(jìn)，但速度逐漸減為零;此時(shí)，如果管道布置存在高低落差，介質(zhì)在重力的作用下將向泵倒流;當倒流介質(zhì)達到一定速度時(shí)，泵出口處的止回閥將迅速關(guān)閉，這樣，到達此處的大量介質(zhì)的速度突然變成零，引起此處介質(zhì)壓力急劇升高—停泵水錘產(chǎn)生。大量文獻指出，停泵水錘產(chǎn)生的主要原是水泵出口處的止回閥突然關(guān)閉。但有研究表明，雖然某些情況下泵出口處的止回閥可以取消的，但大多數情況下，為防止大量介質(zhì)倒流進(jìn)離心泵，泵出口處的防倒流設置是必需的。

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停泵水錘避免措施

避免停泵水錘危害的措施有許多，比如安裝水錘消除器、泄壓閥、調壓罐等，以下只介紹兩種應用較多、與通用閥門(mén)相關(guān)的措施。

1、設置緩閉止回閥

緩閉止回閥是一種通過(guò)增加執行機構、阻尼器而實(shí)現緩慢關(guān)閉的止回閥。上圖為安裝有緩閉止回閥的離心泵停泵水錘保護系統簡(jiǎn)圖，此時(shí)緩閉止回閥需要配合閘閥(開(kāi)關(guān)閥)使用。當介質(zhì)在重力作用下倒流時(shí)，止回閥緩慢關(guān)閉，有效地避免了因普通止回閥突然關(guān)閉產(chǎn)生的水錘。其缺點(diǎn)為因為關(guān)閉速度較慢，一部分介質(zhì)不可避免地倒流進(jìn)入離心泵，泵因此可能會(huì )產(chǎn)生機械故障。

2、設置緩閉止回蝶閥

這是一種在大型水利系統中應用比較普遍、效果比較好的方法。緩閉止回蝶閥由蝶閥、執行結構及液壓控制系統構成。上圖為安裝有緩閉止回蝶閥的離心泵停泵水錘保護系統簡(jiǎn)圖。該系統只需安裝緩閉止回蝶閥即可，即能起到止回閥的作用又能起到開(kāi)關(guān)閥的作用。當離心泵開(kāi)啟的時(shí)候，其按先慢后快的步驟開(kāi)啟，保證泵低載開(kāi)啟;當泵突然停止工作時(shí)，其按先快后慢的步驟關(guān)閉，即可以避免水錘的產(chǎn)生，又可以避免過(guò)多的介質(zhì)倒流通過(guò)泵，引起泵的機械故障。

二 、避免最小流量工況和閥門(mén)

最小流量是指保證泵能正常工作的流量。如果泵在低于最小流量工況下工作，將引起噪聲和振動(dòng)，泵的性能將變得不穩定，甚至會(huì )引起泵的非正常汽蝕，降低泵的使用壽命。所以必須采取措施來(lái)避免離心泵在最小流量工況下工作，目前 普遍做法是喂離心泵設置最小流量回路。但從泵的本身價(jià)值來(lái)講，只有為那些大流量、高揚程、大功率的離心泵設置最小流量回路才是合理的。離心泵允許的最小流量值由泵制造商計算或實(shí)驗確定。