离心泵的优缺点

离心泵的运行依赖于强制涡流流动。“强制涡流流动”一词描述了一种现象，即当一定量的流体在外部力的作用下（产生外部扭矩）旋转时，流体的静压会增加。由于这种静压的增加，水会从一个地方流向另一个地方。离心力作用于泵壳，导致流体在其内部流动。

强制涡流流动理论是离心泵工作原理的基础。当指定体积的流体或液体在外部扭矩的作用下旋转时，旋转液体的压力扬程会增加。通过利用这种压力扬程的增加，可以将水输送到不同地点。离心力作用于泵壳，导致流体在其内部流动。离心泵是工业用途中至关重要的设备。

离心泵的定义

离心泵是用于输送流体最常见的泵型。简单来说，它利用旋转的叶轮将离心力施加到某些其他流体上。这是首选方案，特别是在工业应用广泛的领域，如市政（供水和污水处理）、农业、发电、采矿以及化工和石油行业等，用于将流体从一个地方输送到另一个地方。离心泵能够处理大量流体和极高的流量。此外，它们具有广泛的流量调节范围。

离心泵通常设计用于处理粘度较低的流体，如水或轻质油。在处理粘度较高的流体时，离心泵需要更多的功率来运行。正排量泵在处理高粘度流体方面优于离心泵，这有助于节省能源。

对于许多流体输送操作，都会考虑使用离心泵。因此，这些泵在多个行业中越来越受欢迎。离心泵最常用于供水、抽水、支持消防系统以及控制热水。

离心泵的用途

离心泵有许多用途，例如：

• 发电站以及石油和天然气行业使用泵来输送污泥、泥浆、石油和其他材料。
• 污水处理网络、灌溉、市政设施、防洪措施和天然气输送系统。
• 食品、医药和石化相关行业，包括饮料、纤维素、糖蒸馏和碳氢化合物的生产。
• 航空航天和制造业的低温和冷却剂用途。
• 制造业和消防技术，用于喷淋系统、蒸汽锅炉水、增压、通风和供暖以及空调。

离心泵的主要部件

离心泵的主要组件是：

1. 叶轮

它是一个轮子或转子，具有许多向后弯曲的叶片或叶片。它是连接到外部动力源的主轴，叶轮通过该主轴获得液体能量，使其旋转。

图：开放式、半封闭式和封闭式叶轮。

叶轮有三种类型：

• 开放式叶轮
• 半封闭式叶轮
• 封闭式叶轮

2. 泵壳

它包括一根管道，该管道顶部连接到泵的进水口和叶轮的眼部，也称为叶轮眼部。双端吸入泵包括连接到两侧眼部的两个吸入管。为了提高扬程，底部浸入液体中。脚阀和过滤器连接在底端。

离心泵的主要部件。

离心泵通常使用三种类型的泵壳：

• 蜗壳
• 带导叶的泵壳
• 涡壳

3. 输送管

这是一根连接到泵出口的管道，位于低端，并将流体输送到所需的高度。在输送管的泵出口附近装有一个阀门，用于调节从泵抽入输送管的流量。

4. 带脚阀和过滤器的真空管

真空管的另一端浸入水池中，并连接到叶轮的进水口。在水面上方装有脚阀和过滤器。脚阀具有单向操作，向上打开。为了避免堵塞离心泵，过滤器用于过滤掉水中存在的任何不需要的颗粒。

不同类型的离心泵

可以采用各种技术对离心泵进行分类，例如按用途、结构规范、叶轮类型、数量等。本节将介绍最常见的离心泵分类方案。

一、按产生的流动类型对离心泵进行分类。

• 径向泵

在径向泵中，液体在与吸入口成90°旋转后从叶轮中排出。最常见的离心泵属于此类。在垂直出口法兰处，流体在从水平吸入口进入后排出。因此，出口平行于泵轴。

当流量受限且需要增加排放压力时，使用这种设计。因此，径向设计泵具有高压力和适中的流量。大多数用于石油和天然气行业的泵都属于此类。

• 轴流泵

轴流泵使流体沿轴向沿单一方向移动。推进器的工作方式类似于此过程。这种泵最适用于高排放速率和低压力扬程两种情况。例如，这些泵在循环水和排水泵中很常见。

• 混流泵

顾名思义，混流泵在循环过程中混合了径向和轴向流体特性。在这方面，径向泵和轴流泵有所不同。高流量和高扬程是混流泵的特点。

二、根据级数对离心泵进行分类。

• 单级泵

这种离心泵的较高压力扬程为125米。一个叶轮设计用于在高流量和相对较低的压力扬程下有效运行。

图：单级离心泵

• 多级泵

泵的出口可能会承受非常高的流体压力。因此，当需要特别高的出口扬程时，就会使用多级泵。对于该系统的每一级，通过串联连接叶轮来增加流体压力。

图：多级泵

三、使用叶轮壳类型对离心泵进行分类

• 单蜗壳

离开泵壳的流体通过一个单蜗壳，该蜗壳完全绕过叶轮。在这种泵壳中，通过单个切水器将流体引向泵的出口。在炼油厂，单蜗壳泵占设备的大部分。

• 双蜗壳

双蜗壳壳体有 180 度分开的两个切水器。与单蜗壳相比，双蜗壳具有优势。当泵在 BEP（最大效率点）之外运行时，它会减少轴的故障（BEP）。

四、根据吸入口数量对离心泵进行分类

• 单吸

如果使用单吸式离心泵，水可以进入其入口并立即完全流入叶轮的眼部。当水离开叶轮时，会产生离心力。

• 多吸

当流速过高时，单吸无法处理这种情况。在这种情况下，会使用带有两个吸入口的离心泵。与通常情况不同，这种泵的叶轮设计允许液体从两侧排出。

然而，“双吸”一词不应被误解。即使采用双吸配置，也只有一个吸入口和排出口法兰。叶轮和泵壳的设计有所不同。

五、根据轴的取向对离心泵进行分类。

• 立式轴

立式泵的轴垂直，通常安装在集水坑中。这些泵用于狭小空间。此类泵包括用于井的泵和集水设备。

图：立式离心泵

• 卧式轴

考虑到维护的简便性，卧式泵更常用。这种设计使轴水平放置。

图：卧式离心泵

六、根据叶轮位置对离心泵进行分类。

• 悬臂叶轮泵

叶轮位于延伸出轴承的轴的尖端，该轴伸出轴承。这种泵有一个轴承来支撑叶轮。使用这种配置，泵可以垂直或水平安装。

图：悬臂叶轮泵

• 双端轴承泵

叶轮连接到离心泵的轴上，该轴的两端都悬挂在相反的方向。这些泵采用卧式多级结构。

图：双端轴承泵

离心泵的工作原理

离心泵在开始运行之前必须进行灌注。当泵准备好后，将被循环的流体放置在泵的真空管壳内，并且所有空气都会从泵的位置被强制排出，并且没有空气残留。离心泵需要灌注，因为与叶轮接触的流体的密度直接影响那里产生的压力。

在电机启动后，叶轮旋转时，保持输送阀关闭，而叶轮由刚刚启动的电动机旋转。当输送阀打开时，液体被迫径向向外流动，并且由于叶轮较高的叶片在叶轮外缘产生的离心作用，会产生真空。

这导致从叶轮中心产生长的排出流，通过排出口用于将液体提升到所需的高度，从而代替了从水池通过管道系统流向叶轮眼部的流体流动。

离心泵的优点

• 使泵达到并运行到最大容量。泵可以使用水和空气的混合物运行，而不是手动灌注并确保其完全注满水。这加快了泵的加速，尽管应注意，泵必须有一些水；它绝不能完全干转。
• 离心泵能够处理各种材料是另一个显著优点。腐蚀性液体、泥浆甚至固体（通常最多三英寸）对离心泵来说都不是问题。
• 离心泵能够不浸入水中即可泵送流体是另一项优点。与必须浸入水中以保持灌注并正常工作的潜水泵相比，这提供了更大的灵活性。

离心泵的缺点

• 离心泵通常运行效率低于普通泵，这可能是其最大的缺点。通常需要更宽的间隙来适应离心过程，尤其是在处理固体时。因此，泵的吸入侧可能会出现问题，其压力可能会降低。
• 尽管“自灌注”一词表示泵不需要灌注，但有时仍可能需要人工灌注。为了确保泵尽可能高效运行，必须先进行手动灌注，然后再首次使用该泵，并在之后再次进行。
• 与潜水泵相比，泵的位置离液体源更远，这导致运行效率较低。需要最小的管道长度来帮助减少空气泄漏和吸入压力损失。

结论

在当今技术先进的竞争激烈的世界中，由于其在成本、可靠性、恒定且均等的排放以及易于安装和维护方面的优势，离心泵比其他任何应用都更频繁地被使用。由于其极其简单的性质，离心泵适用于所有泵送应用。