Konstrukcija i princip rada centrifugalnih pumpi. Centrifugalne pumpe: konstrukcija i podjela

Široka uporaba centrifugalnih crpki u svakodnevnom životu i industriji je zbog njihovih visokih performansi i jednostavnosti dizajna. Za pravi izbor instalacija pogledajmo uređaj centrifugalna pumpa i glavne vrste.

Pumpni uređaj

U spiralnom kućištu jedinice na osovini nalazi se Radni kotač(ili nekoliko za višestupanjske pumpe). Sastoji se od prednjih i stražnjih diskova (ili samo stražnjih), između kojih se nalaze lopatice.

Dizana tekućina dovodi se u središnji dio kotača pomoću usisne (prijemne) cijevi. Osovinu pokreće elektromotor. Zbog centrifugalne sile voda se potiskuje od središta impelera prema njegovoj periferiji. To stvara razrijeđeni prostor, područje niskog tlaka, u središtu kotača. To potiče dotok nove vode.

Na periferiji impelera je obrnuto: voda, koja je pod pritiskom, nastoji izaći kroz ispusnu (ispusnu) cijev u cjevovod.

Vrste centrifugalnih pumpi

1. Po broju impelera(stupnjevi) razlikuju se centrifugalni:
   • jednostupanjski – modeli s jednim radnim stupnjem (kotačem);
   • višestupanjski - s nekoliko kotača na osovini.

1. Po broju diskova impelera:
   • s prednjim i stražnjim diskovima - koriste se za niskotlačne mreže ili pumpanje gustih tekućina;
   • samo sa stražnjim diskom.

1. :
   • vodoravno;
   • vertikalna.

1. Po veličini stvorio pritisak voda centrifugalne pumpe su:
   • niski (do 0,2 MPa) tlak;
   • srednji (0,2-0,6 MPa) tlak;
   • visoka (od tlaka od 0,6 MPa).

1. Prema broju i mjestu usisnih cijevi:
   • s jednosmjernim usisavanjem;
   • s dvostranim usisavanjem.

1. Prema brzini vrtnje instalacije:
   • velike brzine (velike brzine) - u ovim modelima impeler se nalazi na rukavcu;
   • normalno trčanje;
   • usporeno.

1. Metodom uklanjanja tekućine:
   • modeli sa spiralnim izlazom - u njima se vodene mase ispuštaju izravno s periferije lopatica;
   • s izlazom s lopaticama - tekućina izlazi kroz vodeću lopaticu s lopaticama.

1. Prema svojoj namjeni:
   • odvodni kanal;
   • vodovod itd.

1. Prema načinu spajanja instalacije na pogonski motor:
   • pomoću pogona remenice ili mjenjača;
   • pomoću spojnica.

1. Prema mjestu ugradnje tijekom rada:
   • površinske (vanjske) crpke - tijekom rada nalaze se na površini zemlje, au rezervoaru ( septička jama, jama, itd.) crijevo za dovod vode je spušteno;
   • potopni centrifugalni modeli - takvi su uređaji dizajnirani za uranjanje u pumpanu tekućinu;

Vrste rotora centrifugalnih pumpi

Rotor je jedan od važnih dijelova centrifugalne pumpe. Ovisno o snazi ​​jedinice i mjestu njezina rada, razlikuju se:

1. prema materijalu:
   • lijevano željezo, čelik, bakar koriste se za proizvodnju kotača koji rade u neagresivnom okruženju;
   • keramika i slični materijali – kada crpka radi u kemijski aktivnim okruženjima;

1. po načinu izrade:
   • zakovicama (koristi se za pumpe male snage);
   • cast;
   • pečatiran;

1. prema obliku lopatica:
   • s ravnim oštricama;
   • zakrivljen u smjeru suprotnom od smjera vrtnje impelera;
   • zakrivljen u smjeru vrtnje impelera.

Oblik lopatica utječe na pritisak vode koji stvara jedinica.

Radna osovina

Ovo je dio instalacije koji je najosjetljiviji na oštećenja tijekom rada. Zahtijeva precizno balansiranje i poravnanje. Materijali od kojih je izrađena osovina:

• kovani čelik;
• legirani čelik (za instalacije koje rade pod povećanim opterećenjima);
• nehrđajući čelik (za korištenje u agresivnim okruženjima).

Vrste osovina:

• teško (za normalne načine rada);
• fleksibilan (za velike brzine);
• spojen na osovinu pogonskog motora (koristi se za modele kućanskih pumpi).

Princip rada centrifugalne pumpe, kao i dizajn centrifugalne pumpe, isti je za sve vrste jedinica. Temelji se na učinku sile rotirajućih lopatica na protok dizane tekućine uz prijenos mehaničke energije iz radnog mehanizma. Razlike između vrsta instalacija leže u njihovoj snazi, stvorenom pritisku vode i izvedbi.

Tehnički rezultat koji se postiže predloženim korisnim modelom je mogućnost dobivanja čvrstog lijevanog, izdržljivog rotora s međulopatičnim prostorom koji u potpunosti odgovara teoretskoj geometriji i s točnošću do 50 mikrona.

Tehničko područje

Korisni model odnosi se na područje pumpotehnike, točnije na proizvodnju centrifugalnih pumpi, odnosno na izvedbe njihovih rotora izrađenih od različitih termoplastičnih materijala.

Vrhunac umjetnosti

U Rusiji su sljedeće organizacije najaktivnije uključene u razvoj konstrukcijskih elemenata i sklopova centrifugalnih crpki, posebno rotora: OJSC Institut za istraživanje i dizajn centrifugalnih i rotacijskih kompresora, Federalno državno unitarno poduzeće Središnji dizajnerski biro za strojarstvo, OJSC All -Ruski znanstveno-istraživački institut za mineralne resurse nazvan po. N.M. Fedorovsky", OJSC "Ural Research Institute" kompozitni materijali", CJSC Uralelektro-K, OJSC Livensky Pogon potopnih pumpi, OJSC Bugulma Electric Pump Plant, LLC Istraživačko-proizvodna tvrtka ALVIS, LLC Polymer Plant KCCHK, LLC Borets, LLC Kurs i dr.

Među vodećim zemljama svijeta, najopsežnija istraživanja i razvoj konstrukcijskih elemenata i sklopova centrifugalnih pumpi, posebice impelera, provode se u Japanu, Njemačkoj i SAD-u.

Poznati su domaći i inozemni izumi i korisni modeli koji se odnose na razvoj i proizvodnju rotora centrifugalnih pumpi i koji su analogni predloženom korisnom modelu.

Predložen je centrifugalni mlazni rotor prema RF patentu za izum 2132973 C1, MPK F04D 29/22, F03B 3/12, 1999 /1/, koji se može koristiti u nevolumetrijskim potisnim uređajima, posebno u centrifugalnim pumpama za pumpanje tekućine i u turbinskim postrojenjima. Kotač sadrži dva diska, između kojih je kruto fiksiran prstenasti remen sa zatvorenim izlaznim kanalima. Kotač je postavljen na osovinu i u središnjem dijelu ima rupu za ulaz radne tekućine. Unutarnja površina pojasa formira šupljinu. Izlazni kanali su smješteni duž aksijalne komponente okomito na radijus kotača, a njihovi izlazi su orijentirani u smjeru suprotnom od smjera vrtnje kotača. Generatrica kanala najudaljenija od središta kotača nalazi se tangencijalno na unutarnji opseg prstenastog remena, koji ima visinu jednak promjeru izlazni kanal, a širina je dva promjera izlaznog kanala, a polumjer slobodne šupljine kotača jednak je najmanje dva promjera ulaznog otvora za radni fluid. Korištenje ovog izuma omogućuje smanjenje mehaničkih gubitaka trenja i povećanje učinkovitosti kotača.

Rotor centrifugalne pumpe poznat je prema RF patentu za izum 21422068 C1, IPC F04D 29/22, 29/28, 1999 /2/, koji sadrži pogonske, pogonske i lopatične diskove koji tvore višeredne radijalne kanale. Kanali sadrže lopatice pomaknute u obodnom smjeru. Zidovi bočnih kanala bliže periferiji su konusni. Zidovi okrenuti suprotne strane iz ravnine simetrije kotača, sijeku se međusobno u ravnini simetrije duž opsega. Duljina naznačenog kruga jednaka je duljini luka svih kanala plus debljina stijenki između susjednih kanala. Na perifernom presjeku kotača nalaze se periferni radijalni kanali postavljeni u jednom redu i spojeni s radijalnim kanalima svih redova kroz prstenasti prostor. Navedeni prostor može se podijeliti na sektore. Korištenje impelera ovog dizajna povećava učinkovitost i smanjuje Početni moment smanjenjem vrtložnih strujanja u kotaču.

Predlaže se impeler centrifugalne pumpe prema RF patentu za izum 2154197 C2, IPC F04D 29/22, 2000 /3/, koji sadrži diskove i prostorne radne lopatice, kruto povezane jedna s drugom pomoću drški lopatica uključenih u tijelo pumpe. diskovi. Površine prostornih radnih lopatica i drška izvedene su u obliku linijastih ploha formiranih od ravnih linija koje se križaju i sijeku izvan lopatica, a drške su izvedene u obliku lastinog repa. Ove drške su napunjene vrućim talinom, koji oblikuje diskove kada su impeleri izliveni, tvoreći spoj koji osigurava nerastavljanje čak i ako je kotač lokalno oštećen. Poželjno je da temperatura taljenja materijala lopatica bude viša od temperature taljenja materijala diskova impelera. Korištenje izuma omogućuje povećanje pouzdanosti i učinkovitosti pumpe smanjenjem hidrodinamičkih gubitaka.

Radijalni rotor centrifugalne pumpe poznat je prema europskom patentu EP 978658 A1, IPC F04D 29/22, 2000 /4/ s protočnim kanalom između aksijalne zone ulaza protoka i radijalne zone njegovog izlaza. Protočni kanal ograničen je unutarnjom i vanjskom površinom lopatice i prstenastom prvom i drugom površinom kanala, koje se protežu poprečno na os radijalnog rotora, usmjerene jedna prema drugoj i sastavljene su od radijalnog rotora. Kako bi se pojednostavila proizvodnja radijalnog rotora, površine kanala imaju različite promjere. U ovom slučaju minimalni promjer prve površine kanala odgovara najvećem promjeru druge površine kanala. Prva površina kanala nalazi se na ulaznoj strani radijalnog rotora.

Predlaže se rotor za potopnu centrifugalnu pumpu prema RF patentu za izum 2164626 C1, IPC F04D 29/22, 2001 /5/, koji se sastoji od pogona i pokrovnih diskova s ​​lopaticama smještenim između njih, tvoreći protočne kanale promjenjivog poprečnog presjeka. s diskovima. Protočni kanali su napravljeni sužavajući se od središta prema periferiji kotača i smanjujući se po visini. U ovom slučaju, profil lopatica izrađen je duž evolvente, čiji su krajevi izravnani pod kutom od 35-42 ° u odnosu na tangentni krug vanjskog promjera kotača, spajajući se s ravninama pogona i poklopca. diskovi se izrađuju duž polumjera s rastućom vrijednošću od središta do periferije lopatica od 1/20 do 1/2 visine kanala u području jednakom 0,3-0,4 duljine lopatica, a jednaka je 1/2 visine kanala u perifernom području. Štoviše, kut nagiba unutarnjeg kraja lopatica prema ravnini pogonskog diska je 107-115°, a pogonski i pokrovni diskovi opremljeni su impelerima ugrađenim na vanjskim ravninama pogonskih i pokrovnih diskova. Rotori na vanjskoj površini pogonskog diska izvedeni su u obliku ravnih lopatica, a rotori na vanjskoj površini pokrivnog diska izvedeni su u obliku evolventnih lopatica. Promjer pogonskog diska manji je od promjera pokrovnog diska za iznos koji je jednak 1,2-1,6 puta širini protočnih kanala na periferiji diskova. Izum omogućuje povećanje učinkovitosti i tlaka crpke.

Rotor centrifugalne pumpe poznat je prema njemačkom patentu za izum DE 10006983 A1, IPC F04D 29/22, 2001 /6/, posebno se koristi u perilicama posuđa i perilice rublja cirkulacijska pumpa. Rotor se okreće uz zaustavljanje u kućištu opremljenom usisnim i tlačnim mlaznicama, a izrađeno je s nekoliko lopatica rotora, kao i s potisnim prstenom brtve kontaktnog prstena. Radne lopatice pružaju se radijalno od glavčine kotača do njegove periferije i nalaze se na prednjoj strani preklopa lopatica na uzvodnoj strani i/ili na stražnjoj strani preklopa lopatica na strani tijela. Rotor s preklapajućim lopaticama rotora je poluotvoren. U ovom slučaju, preklapanje samo djelomično prekriva oštrice na prednjoj ili stražnjoj strani. Pogodno je da je impeler izrađen u obliku modela odljevka u jednom komadu s keramičkim prstenom nosača za zatvaranje.

Predlaže se sklop rotora pumpe prema međunarodnom patentu WO 190582 A1, IPC F04D 29/22, 2001 /7/, koji sadrži rotor koji ima par diskova odvojeno povezanih s pogonskom osovinom za rotaciju oko osi. Između diskova nalaze se lopatice impelera koje se okreću zajedno s njima. Osim toga, jedinica ima uređaj koji primjenjuje aksijalnu silu na rotor, pričvršćujući diskove i lopatice koje se nalaze između njih zajedno.

Poznat je otvoreni rotor za centrifugalne pumpe prema europskom patentu EP 1173678 A1, MPK F04D 29/22, 2002 /8/ s dijelom glavčine u kojem je izvedena središnja rupa glavčine i s prvim elementom lopatice koji je spojen na dio od glavčine bočne glavčine. Rotor ima srednju poprečnu ploču na koju s obje strane naliježu prvi elementi lopatica.

Rotor centrifugalne pumpe s podesivom širinom predložen je prema američkom patentu za izum US 6419450 VA, IPC F04D 29/22, 2002 /9/, koji pruža mogućnost odabira zadane širine rotora iz više dostupnih vrijednosti. . Rotor sadrži prvo kućište koje ima više radnih lopatica i drugo kućište u kojem je formiran jednak broj ravnih površina i skupina utora. Svaka skupina ima jednak broj udubljenih žljebova u koje su umetnute lopatice prvog kućišta. Prilikom sastavljanja kotača, postoji izbor između formiranja kanala za protok formiranih od vanjskih rubova lopatica koje dodiruju ravne površine ili niza kanala za protok različitih širina formiranih umetanjem lopatica u odgovarajuću skupinu utora. Nakon završne montaže, impeler ima fiksnu širinu. Predloženi dizajn smanjuje broj kalupa potrebnih za proizvodnju impelera različitih širina, a također smanjuje broj različitih dijelovi za montažu impeleri.

Poznat je centrifugalni kotač prema RF patentu za izum 2213271 C2, IPC F04D 29/22, 10/13, 2003 /10/, koji se sastoji od plastičnog prednjeg i pogonskog diska. Brtvena površina koja je najosjetljivija na habanje je utisnuti prsten od nehrđajućeg čelika ugrađen u plastiku prednjeg diska, a uparen je s gumenom čahurom dijafragme. Aksijalni reljef kotača izrađen je u obliku radijalnih lopatica smještenih na stražnjoj strani pogonskog diska. Izum je usmjeren na povećanje otpornosti na trošenje i trajnost plastičnih kotača.

Predlaže se zavareni rotor dvousisne centrifugalne pumpe prema patentu Ruske Federacije za izum 2229628 C1, IPC F04D 29/22, 2004 /11/, koji sadrži pogon i dva pokrovna diska i lopatice smještene između njih. Duž vanjskih rubova lopatica nalaze se pravokutni šiljci, koji imaju duljinu 3-5 puta veću od debljine lopatica, a nalaze se na udaljenostima koje su višestruke od 1-1,3 puta duljine šiljaka. U pokrovnim diskovima, duž linija sučelja s lopaticama, napravljene su prolazne rupe u koje su ugrađeni šiljci lopatica kako bi se formirali razmaci po širini i duljini. Vanjska strana pokrovnih diskova duž obrisa rupa je skošena za varove. Šiljci lopatica izrađeni su s visinom koja je 1-2 mm veća od debljine stijenki pokrovnih diskova, a ugrađeni su tako da formiraju razmake od 0,1-0,15 mm. Kosine uzete duž obrisa rupa jednake su 0,3-0,5 debljine lopatica. Izum je usmjeren na stvaranje jeftinog i učinkovitog zavarenog kotača s pouzdanom fiksacijom diskova i lopatica međusobno poboljšanjem kvalitete zavara.

Rotor potopne centrifugalne pumpe poznat je prema RF patentu za izum 2234001 C1, MPK F04D 29/22, 13/10, 2004 /12/, koji sadrži glavni i pokrovni disk, između kojih se nalazi profilni disk izrađen s naizmjeničnim prednje i stražnje izbočene površine. Prednje izbočene površine kruto su povezane s pokrovnim diskom, stražnje izbočene plohe su kruto povezane s glavnim diskom, lopatice rotora formiraju bočne površine profilnog diska, a protočni dio formiraju izbočene površine. profilnog diska i izmjeničnih sektora unutarnjih površina glavnog i pokrovnog diska. Profilna ploča može se izraditi utiskivanjem, a kruti spoj izbočenih površina profilne ploče s glavnim i pokrovnim pločama može se izvesti zavarivanjem, lemljenjem ili lijepljenjem. Izum je usmjeren na stvaranje impelera za potopnu centrifugalnu pumpu, čiji dizajn može smanjiti intenzitet rada pojednostavljivanjem proizvodne tehnologije, smanjenjem potrošnje metala i povećanjem učinkovitosti

Predložen je zavareni rotor centrifugalne pumpe prema RF patentu za izum 2244169 C2, MPK F04D 29/22, 2005 /13/, koji sadrži pogonske i pokrovne diskove s lopaticama smještenim između njih, na čijim vanjskim rubovima su napravljeni šiljci 3 -5 puta veća debljina lopatica, smještenih na udaljenostima između njih koji su višekratnici 1-1,3 puta duljine šiljaka. Poklopac i pogonski diskovi imaju prolazne rupe u koje su ugrađeni šiljci noževa koji tvore razmake po širini i duljini. Vanjska strana diskova duž obrisa rupa je skošena za varove. Šiljci lopatica su pravokutni s visinom koja je 1-2 mm veća od debljine stijenki diska i ugrađuju se u rupe s formiranjem praznina u širini i duljini od 0,1-0,15 mm. Kosine uzete duž obrisa rupa na disku jednake su 0,3-0,5 debljine lopatica. Šiljci lopatica zajedno s montiranim diskovima zavareni su elektrolučnim zavarivanjem, a ulazni dio lopatica izrađen je s kosom duž polumjera generatrixa konusa. Izum je usmjeren na stvaranje jeftinog i učinkovitog pumpnog kotača i uklanjanje ograničenja na njegov najveći promjer.

Rotor centrifugalne pumpe poznat je prema patentu Ruske Federacije za izum 2258158 C1, IPC F04D 29/22, 7/06, 2005 /14/, koji sadrži metalnu glavčinu, zaštitni polimerni premaz, od kojeg su dijelovi impelera u kontaktu s dizanom tekućinom. Glavčina je opremljena metalnim prstenom koaksijalnim s njim, koji je s glavčinom povezan trajnom vezom i ima ovalne rupe, čije su duge osi smještene radijalno i simetrično u odnosu na os glavčine. Štoviše, omjer površine prstena prema ukupnoj površini ovalnih rupa je od 3 do 5, omjer širine ovalnih rupa prema debljini zaštitni premaz od 1 do 3, omjer duljine ovalnih rupa prema njihovoj širini od 1 do 5, omjer vanjskog promjera kotača i vanjskog promjera prstena od 1,02 do 1,10. Polimerni premaz izrađen od fluoroplasta. Izum je usmjeren na povećanje trajnosti.

Predloženi rotor s dvostrukim diskom hidraulički stroj prema patentu RF za izum 2266434 C2, IPC F04D 29/22, 7/04, 2005 /15/, koji sadrži metalna karkasa, koji se sastoji od međusobno povezanog pogonskog diska, njegove glavčine, pogonskog diska i spojnih elemenata ugrađenih između krajnjih površina diskova i tvoreći profile nekoliko lopatica, kao i premaza okvira otpornog na habanje. Diskovi su izrađeni u obliku koncentričnih prstenova međusobno povezanih skakačima. Spojni elementi koji tvore profil svake lopatice povezani su s navedenim disk prstenovima. Prstenje, skakači i spojni elementi izrađeni od armaturnog čelika iste kvalitete i međusobno povezani zavarivanjem. Da bi se formirao jedan okvir, unutarnji prsten pogonskog diska spojen je skakačima na glavčinu, također zavarivanjem. Izum je usmjeren na smanjenje utroška metala i težine rotora stroja.

Rotor pumpe za vodu je poznat prema japanskom patentu za izum JP 3668465 B2, IPC F04D 29/22, 2005 /16/, koji ima glavno tijelo od sintet. polimerni materijal, i oštrice smještene oko središnjeg rotirajućeg dijela. Tu je i metalna čahura u koju je ugrađen cilindrični element na prednjoj strani rotirajućeg središnjeg dijela, koji na aksijalnom kraju ima glatko suženi dio. Na stražnjoj strani rotirajućeg središnjeg dijela ugrađen je potporni element blizu osi. Potporna površina formirana je između cilindričnog elementa i blizu aksijalnog potpornog elementa. U središnji rotirajući element umetnut je metalni rukavac.

Analiza domaćih i inozemnih patentnih podataka o dizajnu rotora centrifugalnih pumpi pokazala je da su rotori izrađeni od različitih konstrukcijskih elemenata uz korištenje različitih oblika zavarivanja, utiskivanja, prešanja, lijevanja i drugih oblika. Istodobno, impeleri na temelju točnosti njihovih konstrukcijskih elemenata i čvrstoće njihove veze, posebno glavnog (lopatica) i pokrovnog diska, mogu se podijeliti u dvije vrste ovisno o tehnologiji njihove proizvodnje.

Prvi tip: lijevaju se dva diska - glavni i pokrovni, a zatim se ta dva diska ili zavaruju, leme ili lijepe zajedno. Međutim, kod zavarivanja, lemljenja ili lijepljenja vrlo je teško održati geometriju protočnih kanala, a čvrstoća spoja diska znatno je manja od čvrstoće materijala diska. Osim toga, nemoguće je dobiti lopatice rotora s prostornom geometrijom.

Drugi tip: impeler je izliven kao cjelina, a prostor između lopatica formiran je obradom ili kroz posebne umetke. Nedostaci drugog tipa: ili nemogućnost dobivanja oblika kanala koji točno odgovara teoretskoj geometriji, ili, budući da se umetci sastoje od mnogih odvojivih dijelova, složenost procesa proizvodnje rotora i, prema tome, njegova niska proizvodnost.

Dakle, trenutno poznati dizajni rotora centrifugalnih pumpi i njihove proizvodne tehnologije imaju značajne nedostatke: nemogućnost točnog kopiranja teorijske geometrije kanala protoka u preši ili kalupu za lijevanje i/ili nisku pouzdanost veze između poklopca i diskova s ​​lopaticama. , kao i nedovoljna obradivost proizvodnog procesa.

Predloženo tehničko rješenje ima za cilj otkloniti navedene nedostatke.

Predlažemo impeler za centrifugalnu pumpu, koji je jednodijelna struktura izrađena od termoplastičnog materijala, proizvedena lijevanjem izgubljenog voska, što omogućuje ponavljanje teorijske geometrije protočnih kanala s visokom točnošću (do 50 mikrona) i dobiti izdržljiv rotor, bez zavarivanja, lemljenja ili lijepljenja njegovih strukturnih elemenata, naime, sa čvrstoćom koja je jednaka onoj upotrijebljenog termoplastičnog materijala.

Od gore navedenih dizajna rotora centrifugalne pumpe, koji su analozi zatraženog korisnog modela, rotor prema patentu Ruske Federacije za izum 2213271 C2, IPC F04D 29/22, publik. 27.09.2003 /10/, koji se odlikuje skupom značajki koji je najbliži skupu bitnih značajki predloženog korisnog modela.

Objava korisnog modela

Zaprosio korisni model je jedan, jednodijelni dizajn visokopreciznog i izdržljivog rotora centrifugalne pumpe izrađenog od termoplastičnog materijala.

Ova jednodijelna konstrukcija rotora izrađena je pomoću izgubljenog voštanog lijevanja, što uključuje tri faze.

U prvoj fazi: šipke se lijevaju od niskotaljivog, ali toplinski intenzivnog metala ili legure, čija vanjska geometrija potpuno odgovara unutarnjem međulopatičnom prostoru rotora. Broj šipki određen je geometrijom impelera. Talište materijala s niskim talištem mora biti nešto niže od radne temperature termoplastičnog materijala, a njegov toplinski kapacitet treba biti takav da može izdržati kratkotrajno zagrijavanje do temperature obrade termoplastičnog materijala bez gubitka oblika ili oštećenja na površinski sloj.

U drugoj fazi: šipke izlivene od materijala s niskim talištem, kao i metalna čahura za pogon, umeću se u kalup kao ugrađeni elementi, a impeler se lijeva na stroju za injekcijsko prešanje ili drugoj opremi za obradu termoplastičnih materijala.

U trećoj fazi: lijevani rotor, zajedno sa šipkama i čahurom, zagrijava se do temperature taljenja materijala s niskim talištem, šipke se rastale i dobiva se rotor od čvrstog lijeva s unutarnjim međulopaticama visokog razmaka. preciznost, do 50 mikrona, što odgovara točnosti izrade kalupa za dobivanje šipki.

Otopljeni niskotaljivi materijal šipki može se ponovno upotrijebiti u budućnosti.

U predloženom impeleru praktički nema neravnoteže koja je posljedica njegove konstruktivno rješenje i visoka preciznost izrade. Osim toga, proizvodnja takvih kotača je visoko tehnološka i ekonomična, budući da se materijal otopljenih šipki više puta ponovno koristi.

Tehnički rezultat koji se postiže predloženim korisnim modelom je stvaranje uniformni dizajn Jednodijelni visokoprecizni i izdržljivi rotor centrifugalne pumpe izrađen od različitih termoplastičnih materijala.

Kratak opis grafičkih materijala koji objašnjavaju bit korisnog modela

Na sl.1. Prikazan je grafički prikaz 1. faze dobivanja impelera: lijevanje šipki od materijala niskog tališta.

Na sl.2. - grafički prikaz 2. faze dobivanja impelera: montaža šipki i metalne čahure u kalup i dobivanje odljevka.

Na sl.3. - grafički prikaz 3. faze dobivanja impelera: taljenje šipki.

Na sl.4. prikazuje jednostruku lijevanu konstrukciju rotora centrifugalne pumpe - predloženi korisni model.

Grafički materijali prikazuju se na posebnim listovima s posebnim numeriranjem.

Implementacija korisnog modela

Dizajn jednog čvrstog lijevanog, visokopreciznog i izdržljivog rotora centrifugalne pumpe izrađenog od termoplastičnog materijala dobiva se lijevanjem po izgubljenom vosku, posebno kako slijedi.

Šipke su izlivene od legure kositra i bizmuta, poznate kao Woodova legura, koja svojom vanjskom geometrijom u potpunosti odgovara unutarnjem međulopatičnom prostoru impelera (slika 1). Broj šipki određen je geometrijom impelera. Talište navedene legure je 155°C. Međutim, šipke izlivene iz njega mogu se kratko, unutar 10 sekundi, zagrijati na temperaturu od 320°C bez gubitka oblika ili oštećenja površinskog sloja.

Šipke izlivene od ove legure, kao i metalna čahura za pogon, umetnuti su u kalup kao ugrađeni elementi (slika 2). Impeler se lijeva u kalup na stroju za injekcijsko prešanje uobičajenim postupkom za obradu termoplastičnih materijala.

Lijevano na stroju za injekcijsko prešanje, impeler se uklanja iz kalupa. Šipke od legure kositra i bizmuta nalaze se unutar rotora, tvoreći prostor između lopatica. Zatim se kotač, zajedno sa šipkama i čahurom, stavlja u posebnu kupku ulja visoke temperature. Ulje se zagrijava na temperaturu od 180°C, šipke se rastale i dobiva se rotor od punog lijeva (slika 3) s unutarnjim međulopatičnim prostorom visoke preciznosti, do 50 mikrona, što odgovara točnosti proizvodnja kalupa za lijevanje. Otopljena legura kositra i bizmuta može se ponovno upotrijebiti u budućnosti.

Tehnički rezultat sastoji se u mogućnosti dobivanja čvrste lijevane strukture izdržljivog rotora izrađenog od termoplastičnog materijala s međulopatičnim prostorom koji u potpunosti odgovara teoretskoj geometriji i s točnošću do 50 mikrona (slika 4).

Primjer implementacije korisnog modela

Praktičan primjer implementacije predloženog korisnog modela je proizvedeni rotor izrađen od termoplastičnog materijala “Polifenilen sulfid” marke “Fortron 1140L4”, prikazan na sl.4.

Gdje: 1 - pokrovni disk;

2 - prostorne lopatice;

3 - metalni umetnuti rukavac;

4 - glavni (oštrica) disk.

Industrijska primjenjivost

Predloženi korisni model može pronaći široka primjena u izgradnji pumpi kao čvrsti, precizni i izdržljivi rotori centrifugalnih pumpi izrađeni od raznih termoplastičnih materijala.

1. Rotor centrifugalne pumpe koji sadrži glavne i pokrovne diskove izrađene od termoplastičnog materijala i metalnu pogonsku čahuru, naznačen time što je izrađen kao jedna čvrsta lijevana struktura s visokom preciznošću geometrijski oblik konstrukcijskih elemenata i čvrste veze između njih lijevanjem po izgubljenom vosku u tri faze:

u prvoj fazi: šipke se lijevaju od niskotaljivog, ali toplinski intenzivnog metala ili legure, čija vanjska geometrija potpuno odgovara unutarnjem međulopatičnom prostoru rotora i čiji je broj određen geometrijom rotora; temperatura taljenja materijala s niskim talištem treba biti nešto niža od radne temperature termoplastičnog materijala, a njegov toplinski kapacitet treba biti takav da izdrži kratkotrajno zagrijavanje do temperature obrade termoplastičnog materijala bez gubitka oblika ili oštećenja na površinski sloj;

u drugoj fazi: šipke izlivene od materijala s niskim talištem, kao i metalna čahura, umetnute su u kalup kao ugrađeni elementi, a impeler se izlije na stroju za injekcijsko prešanje ili drugoj opremi za obradu termoplastičnih materijala;

u trećoj fazi: lijevani rotor, zajedno sa šipkama i čahurom, zagrijava se do temperature taljenja materijala s niskim talištem, šipke se rastale i dobiva se rotor od punog lijeva s unutarnjim međulopaticama visokog preciznost, do 50 mikrona, što odgovara točnosti izrade kalupa za dobivanje šipki.

Odvodna pumpa ugrađena je u perilicu i koristi se za odvod i pumpanje vode tijekom ciklusa pranja. Je najslabija karika perilica za rublje, stoga povremeno zahtijeva popravke. Moguća kupnja i ugradnja nove pumpe po niskoj cijeni.

Često u poljoprivreda, u industriji iu privatnim kućama koristi se crpna oprema. Njihova svrha je kretanje različiti tipovi tekućine. Zbog toga crpne jedinice imaju mnogo varijanti, među kojima posebno mjesto zauzimaju centrifugalne pumpe.

Glavni radni element ove opreme je impeler. Ovaj članak detaljno govori o konceptu impelera, njegovoj strukturi strukturni element, kao i njegove vrste.

1 Pojam impelera i njegova konstrukcija

Rotor pumpe (rotor) je glavni radni element crpne opreme, koji prenosi energiju primljenu od motora. Vanjski i unutarnji promjer lopatica, oblik lopatica i širina kotača mogu se odrediti pomoću izračuna.

Glavna svrha impelera pumpe je stvaranje centrifugalne sile, što stvara pritisak koji pokreće protok tekućine.

Dizajn impelera uključuje sljedeće glavne elemente:

• prednji (pogonski) disk;
• stražnji (pogonski) disk;
• impeler, koji se sastoji od lopatica smještenih između diskova.

Lopatice rotora crpne opreme često su zakrivljene prema strani suprotnoj od smjera u kojem se kreću.

1.1 Funkcije rotora pumpe

Princip rada impelera: kada započne radni ciklus, tekućina se nakuplja između lopatica istovremeno s početkom rotacije rotora. Pod utjecajem rotacije pojavljuje se centrifugalna sila koja pridonosi pojavi tlaka; tada se tekućina odmiče od sredine impelera i postupno pritišće stjenke. Ispumpani medij se ispušta pod pritiskom kroz ispusnu cijev, dok se u sredini rotora stvara minimalni tlak, što olakšava protok sljedećeg dijela tekućine u rotor.

Također treba napomenuti da se ovaj proces odvija ciklički, zahvaljujući čemu je rad crpne opreme stabilan i neprekinut.

1.2 Vrste i razlike

Propeleri su sljedećih vrsta:

• otvoren;
• zatvoreno;
• poluzatvorena.

Centrifugalne pumpe s otvorenim rotorom danas se praktički ne koriste, jer njihova učinkovitost< 40%. Но на немногих землесосных снарядах давней постройки такие колеса еще эксплуатируются. Но данный тип крыльчаток имеет и преимущества.Они гораздо менее подвержены засорению, и их весьма легко можно защитить от износа стальными накладками. Также отремонтировать данный тип колес можно очень просто.

Poluzatvoreni tip ima disk na strani suprotnoj od usisne. Ove se vrste ne koriste u velikim jedinicama za tlo, ali se koriste u malim pumpama za koje je problem začepljenja kamen temeljac.

Zatvoreni tipovi Oni pružaju najveću učinkovitost i koriste se na svim modernim crpnim uređajima. Vrlo su izdržljivi, ali su njihova zaštita od habanja i popravak puno teži od poluzatvorenih i otvorenih rotora.

Zatvoreni kotač ima od dvije do šest radnih lopatica. Radijalne izbočine obično se izrađuju na njegovoj vanjskoj površini diskova. Ili izbočine koje prate obrise lopatica.

Impeleri se najčešće proizvode u jednom komadu. Ali u Sjedinjenim Američkim Državama ponekad se proizvode zavarene, od lijevani dijelovi. Kada se koriste tvrde legure koje se teško obrađuju, impeleri se ponekad izrađuju s odvojivom glavčinom od mekšeg materijala.

1.3 Najčešće korištene vrste sadnica

Konusno (konusno) pristajanje – olakšava ugradnju i uklanjanje rotora s osovine pumpe. Nedostatak ovog pristajanja je taj što je položaj impelera u odnosu na tijelo pumpne jedinice u uzdužnom smjeru manje precizan nego kod cilindričnog pristajanja. Rotor je kruto pričvršćen na osovinu, tako da je imobiliziran. Osim toga, konusno pristajanje u pravilu dovodi do velikog odstupanja rotora, a to zauzvrat negativno utječe na brtvene kutije za brtvljenje i mehaničke brtve.

Cilindrični dosjed - osigurava precizno pozicioniranje rotora na osovini. Kotač je fiksiran na osovinu pomoću jednog ili više ključeva. Ovaj spoj se koristi u vrtložnim pumpama i potopnim vrtložnim pumpama. Nedostatak ovog dosjeda je potreba za preciznom strojnom obradom i osovine pumpe i same rupe u njezinoj glavčini.

Heksagonalno (križno) pristajanje - obično se koristi u crpna oprema za bunare. Ovo pristajanje omogućuje jednostavnu ugradnju i uklanjanje impelera. Čvrsto ga fiksira na osovini u osi svoje rotacije. Razmaci u kotačima difuzora podešavaju se posebnim podlošcima.

Šesterokutni zvjezdasti spoj - koristi se u vertikalnim i horizontalnim višestupanjskim visokotlačnim pumpnim jedinicama u kojima su impeleri izrađeni od nehrđajućeg čelika. Ovaj dizajn je najsloženiji, zahtijeva vrhunska klasa obrada i osovine i impelera. Čvrsto fiksira impeler na osi rotacije vratila. Razmaci u difuzorima se podešavaju pomoću čahura.

2 Uzroci i simptomi kvara kotača centrifugalne pumpe

Najčešći uzrok kvara rotora je kavitacija - isparavanje i pojava mjehurića pare u tekućini, što dovodi do erozije metala zbog prisutnosti vrlo kemijski agresivnog plina u mjehurićima tekućine.

Glavni uzroci kavitacije:

1. Temperatura > 60°C
2. Velika duljina i nedovoljno veliki promjer usisne glave.
3. Labavi spojevi na usisnoj glavi.
4. Usisni tlak je prljav.

Znakovi oštećenja:

1. Vibracija.
2. Tijekom usisavanja čuje se pucketanje.
3. Zvukovi.

Savjet: ako su gore navedeni simptomi prisutni u pumpici, bolje ju je prestati koristiti. Budući da kavitacija smanjuje učinkovitost uređaja, njegov tlak i učinak, dijelovi pumpne jedinice postaju hrapavi, pa će naknadno biti potreban popravak ili kupnja novog uređaja.

2.1 Popravak

Ako uređaj i dalje odbija raditi, možete ga sami popraviti. Da biste popravili uređaj, morate ga rastaviti:

1. Prvi korak je uklanjanje polovice spojke pomoću posebnog izvlakača.
2. Sljedeći korak je usmjeriti rotor na stranu koja proizvodi usis dok se ne zaustavi na disku za pražnjenje.
3. Označite mjesto strelice za pomak osi.
4. Rastavite ležajeve i uklonite košuljice.
5. Pomoću izvlakača disk za istovar se izvlači.
6. Pomoću vijaka za otpuštanje uklonite impeler s osovine.

Ako je materijal čelik, ako je kotač istrošen, onda se prvo usmjerava, a zatim pretvara u tokarilica. Ako je kotač jako istrošen, uklanja se, nakon čega se zavari novi.

Ako je materijal od lijevanog željeza, ako je kotač istrošen, tada se potrebna mjesta pune bakrom i zatim oštre, ali se kotači od lijevanog željeza u pravilu jednostavno mijenjaju.

Posljednji korak je ponovno sastavljanje pumpe sljedećim redoslijedom:

1. Obrišite dijelove centrifugalne pumpe.
2. Ako postoje neravnine ili urezi, uklanjaju se.
3. Rotor je montiran na osovini.
4. Stavite disk za istovar na mjesto.
5. Ugradite meku brtvu uljnih brtvila.
6. Zategnite matice.
7. Umotajte uljnu brtvu.
8. Rotor se dovodi dok se disk za istovar ne zaustavi na peti.

3 Glavne karakteristike modernih centrifugalnih pumpi

Najbolji predstavnici modernih pumpi su: potopna pumpa s perifernim impelerom Calpeda serije B-VT, kao i samousisnom pumpnom jedinicom 1SVN-80A i električnom pumpom 1ASVN-80A.

3.1 Namjena CALPEDA B-VT pumpi

CALPEDA B-VT pumpe koriste se za pumpanje čistih (za onečišćene tekućine koje možete koristiti poluuronjive pumpe Calpeda VAL ili Calpeda SC) neeksplozivne tekućine koje ne sadrže abrazivne, suspendirane ili visoko agresivne čestice za materijale od kojih je pumpa izrađena.

Zbog svoje male veličine, ove električne pumpe su vrlo pogodne za ugradnju u različite uređaje te uređaji sustava hlađenja, cirkulacije i klimatizacije.

Radna ograničenja CALPEDA B-VT crpnih jedinica

1. Temperatura tekućine: za vodu<90 °C, для масла < 150°C.
2. Sobna temperatura< 40°C.
3. Kontinuirano korištenje.

Samousisna pumpna oprema 1SVN-80A i 1ASVN-80A. koristi se za dizanje nezagađenih tekućina: voda, alkohol, dizelsko gorivo, benzin, kerozin i slične neutralne tekućine s viskoznošću<2⋅10-5 м 2 /с температурой -40 – 50 °Cи плотностью <1000 кг/м 3 .

Pumpne jedinice 1SVN-80A proizvode se u desnoj i lijevoj rotaciji, gledano s kraja osovine. U uređaju za lijevu rotaciju, pogonski kraj osovine nalazi se na strani usisne cijevi, smjer kretanja osovine je u smjeru suprotnom od kazaljke na satu.

U uređaju s desnom rotacijom, pogonski kraj osovine nalazi se na strani tlačne cijevi; osovina se okreće u smjeru kazaljke na satu. Potrebno je da se smjer kretanja osovine podudara sa smjerom strelice na tlačnom dijelu crpne opreme (provjerava se kratkotrajnim probnim radom pogona uređaja).

3.2 Modeliranje impelera u FlowVision (video)

Rotor (impeler) je glavni radni dio pumpe. Zadaća rotora pumpe je pretvaranje rotacijske energije koja izlazi iz motora u energiju protoka vode. Uz pomoć gibanja impelera, tekućina u njemu se također okreće i pod utjecajem je centrifugalne sile.

Ova sila pomiče tekućinu od središta impelera do njegovog ruba. Nakon takvog gibanja u središtu impelera stvara se vakuum koji pomaže usisavanje tekućine kroz usisnu cijev uređaja. Nakon što dosegne periferiju rotora, tekućina izlazi u tlačnu cijev jedinice.

1 Vrste impelera

Rotori mogu biti sljedećih vrsta: aksijalni, radijalni, dijagonalni, otvoreni, poluzatvoreni i zatvoreni. Uglavnom, u crpnim uređajima, impeler ima trodimenzionalni dizajn, koji kombinira prednosti aksijalnih i radijalnih kotača.

1.2 Poluzatvoreno

Razlika između poluzatvorenog proizvoda je u tome što nema drugi disk, a oštrice s razmakom su uz tijelo uređaja, koji igra ulogu drugog diska. Poluzatvoreni proizvodi koriste se za pumpanje vrlo kontaminiranih tekućina.

1.3 Zatvoreno

Dizajn zatvorenog proizvoda ima dva diska, između kojih se nalaze oštrice. Takav impeler se često koristi za rad centrifugalnih crpki, jer stvara dobar tlak i karakterizira ga mala curenja vode od izlaza do ulaza. Takvi rotori se proizvode na nekoliko načina: utiskivanjem, lijevanjem, točkastim zavarivanjem ili zakivanjem. Na kvalitetu i učinkovitost rada utječe broj oštrica. Što više lopatica dio ima, manje je pulsiranje tlaka vode na izlazu iz uređaja.

1.4 Vrsta slijetanja

Rotor koji se postavlja na osovinu motora u jedinicama s jednim kotačem može biti konusni ili cilindrični. Sjedište kotača u vodoravnim ili okomitim crpnim uređajima može biti u obliku šesterokuta ili šesterokutne zvijezde, ili u obliku križa.

Razlikuju se sljedeće vrste dosjeda vratila:

1. Konusno pristajanje. Ova vrsta pristajanja omogućuje jednostavnu ugradnju i uklanjanje impelera. Nedostatak konusnog pristajanja je ne sasvim točan položaj kotača u odnosu na tijelo uređaja u uzdužnom smjeru. Radni dio se ne može pomicati na osovini, jer je kruto fiksiran. Konusno pristajanje karakterizira veliko otjecanje proizvoda, što je loše za mehaničke brtve i brtvene kutije za brtvljenje.
2. Cilindrično pristajanje. S ovim pristajanjem, dio je u točnom položaju na osovini. Rotor je osiguran pomoću nekoliko ključeva. Cilindrični spoj ugrađen je u potopne vrtložne i vrtložne pumpne jedinice. Ova veza omogućuje točnije fiksiranje položaja rotora na osovini. Nedostatak cilindričnog dosjeda je precizna obrada osovine uređaja i rupe u glavčini rotora.
3. Heksagonalno (križno) pristajanje. Koristi se uglavnom u crpnim uređajima za crpljenje vode iz bunara. S ovom vrstom slijetanja, vrlo je lako pričvrstiti i ukloniti rotor s osovine mehanizma. Istodobno je čvrsto fiksiran na osovini u osi rotacije mehanizma. Korištenje podložaka u impeleru i difuzoru možete prilagoditi praznine.
4. Šesterokutna zvjezdasta spojnica koristi se u višestupanjskim visokotlačnim pumpama (vertikalnim i vodoravnim). Rotori za ove jedinice izrađeni su od nehrđajućeg čelika. Ovo je najteže slijetanje i zahtijeva najvišu klasu obrade. Čahure u difuzorima i impelerima reguliraju zazore.

1.5 Rotor centrifugalne pumpe

Za proizvodnju kotača za centrifugalne pumpe najčešće se koristi lijevano željezo razreda SCh 20-SCh 40. Ako će električna pumpa raditi s agresivnim kemijskim tvarima, kotači i kućišta centrifugalnih pumpi izrađeni su od nehrđajućeg čelika. Za rad uređaja u složenim načinima rada, koje karakteriziraju: dugo vrijeme prebacivanja; materijal za pumpanje ima mehaničke čestice; visoki tlak - za proizvodnju impelera koristi se kromirano lijevano željezo.

1.7 Okretanje i proračun rotora centrifugalne pumpe

Okretanjem kotača promjer se smanjuje kako bi se smanjila sila pritiska, ali se učinkovitost hidraulike uređaja ne pogoršava. S blagim smanjenjem učinkovitosti, tlak i protok značajno rastu.

Ako karakteristike uređaja ne zadovoljavaju potrebne radne uvjete unutar određenih granica, vrijedi ga okrenuti. Broj okretaja od proizvođača u pravilu nije veći od dva. Veličina tokarenja varira od 8 do 15% promjera radnog dijela. Ali postoje iznimke kada se brojka može povećati na 20%.

Ne preporučuje se samostalno izračunavanje rotora centrifugalnog uređaja - ovo je odgovoran proces koji najbolje obavlja stručnjak.

2 Opis centrifugalne pumpe s otvorenim rotorom

I odvodni i fekalni uređaji opremljeni su impelerima otvorenog tipa. Kotači ove vrste mogu se postaviti iznad radne komore jedinice i unutar komore. Kada su postavljene iznad komore, velike čestice mogu slobodno prolaziti, zbog čega se ova shema naziva slobodnim vrtlogom.

Uz ovu prednost, postoji niz nedostataka:

1. Smanjenje učinkovitosti.
2. Potreba za ugradnjom snažnijeg motora.
3. Slab pritisak tekućine.

Nije preporučljivo instalirati krug slobodnog vrtloga u odvodne jedinice, budući da su izvorno dizajnirani za pumpanje tekućine s inkluzijama. U takvim uređajima rotor se nalazi unutar radne komore. Postoji nekoliko vrsta otvorenih kotača:

• s malim lopaticama (po visini), koje se koriste za ugradnju u drenažne mehanizme ili u uređaje s krugom slobodnog vrtloga;
• s visokim lopaticama, koje se koriste u fekalnim pumpama. Karakteristike takvog kotača omogućuju njegovu ugradnju tamo gdje je potreban slobodan prolaz čestica i veći tlak nego kod rada kruga slobodnog vrtloga.

Rotor uglavnom otvorenog tipa s jednom oštricom koja se koristi u jedinicama s reznim mehanizmom, kada rub uređaja igra ulogu noža. Usisni poklopac ima rubove u obliku zvijezde koji služe kao fiksne oštrice. U ovom slučaju uređaj obavlja dvije funkcije odjednom: pumpanje vode s velikim česticama i mljevenje inkluzija dugih vlakana. To vam omogućuje rad s takvim tekućinama bez opasnosti od začepljenja uređaja.

2.1 Potopna pumpa s perifernim rotorom

Potopni uređaj s perifernim impelerom koristi se za opskrbu vodom iz bunara minimalnog promjera 4’’ (100 mm). Takvi mehanizmi rade s tekućinom bez čvrstih inkluzija i sedimenata.

Kotač je izrađen od mjedi ili bronce. Posebna značajka takvih uređaja je prisutnost radijalnih lopatica na periferiji rotora, koji prenose energiju pumpanog medija. Proizvod se postavlja između dvije ploče od nehrđajućeg čelika.

Cilindričnim pristajanjem stvaraju se male praznine unutar radne komore uređaja. Dizajn lopatica osigurava radijalnu cirkulaciju tekućine koja ulazi u jedinicu između ploča i lopatica impelera. To vam omogućuje postupno povećanje tlaka vode dok se kreće od usisne cijevi do izlazne cijevi. Sam kotač je instaliran na osovina od nehrđajućeg čelika.

2.2 Rotor pumpe 1SVN 80 A

80 A jedinice su dizajnirane za pumpanje čistih tekućina: vode, goriva i maziva, dizel goriva, benzina itd. Mehanizam od 80 A ugrađen je u kamione za gorivo, kamione cisterne i sličnu opremu. Pogon mehanizma od 80 A dolazi od priključne osovine ili od elektromotora preko priključne kutije i prijenosa. Protočni dio izrađen je od aluminijske legure.

Radni dio ima radijalne lopatice i nalazi se u zatvorenom kućištu cilindričnog mehanizma. Postoje krajnji razmaci između kućišta i rotora.

Tehničke karakteristike 80 A:

• glava - 32 m;
• brzina rotacije - 1450 o / min;
• visina usisavanja – do 6,5 m;
• snaga - 9 kW.

2.3 Zamjena glavnog radnog dijela

Ako je element proizveden loše, dolazi do neravnomjernog opterećenja cijelog uređaja, što može dovesti do neravnoteže protočnih dijelova. A to, najčešće, dovodi do kvara rotora. Ako dođe do takvog kvara, rotor se mora zamijeniti.

Rotor se zamjenjuje na sljedeći način:

1. Dio pumpe je rastavljen.
2. Kotač ili kotači se mijenjaju (ovisno o izvedbi).
3. Preostali dijelovi jedinice su pregledani i provjereni.
4. Uređaj je sastavljen i ispitan pod opterećenjem.

Uz pravilnu ugradnju i poštivanje pravila rada, rotor, kao i sama pumpna jedinica, može trajati dugo i učinkovito obavljati svoj posao dugi niz godina.

PROJEKTIRANJE CENTRIFUGALNIH PUMPI

Opće odredbe

Dizajn se provodi na temelju prikupljenog iskustva u stvaranju različitih tipova pumpi. Štoviše, za različita područja primjene crpki koristi se drugačiji pristup. Ovo poglavlje raspravlja o dizajnu stacionarnih crpki za opću industrijsku uporabu. Posebnost je njihov rad prije kavitacije, što je povezano s njihovim dugotrajnim radom i potrebom uklanjanja kavitacijskih oštećenja.

Unatoč razlikama u opravdanosti kinematičkih parametara i geometrijskih dimenzija protočnog dijela, postoji opći pristup dizajnu crpki različitih tipova. Projektiranje uključuje izradu i analizu tehničkih specifikacija, odabir osnovnih parametara i hidrauličkih proračuna, izvođenje preliminarnog izgleda stroja, provođenje verifikacijskih i razjašnjenih proračuna, izradu crteža općeg pogleda stroja i njegovih pojedinačnih dijelova.

Grafički dio projekta i bilješka s objašnjenjima izvode se u skladu s GOST 2.109-73, GOST 2.305-68 (ST SEV 367-76), GOST 2.108-68, GOST 2.307-68, GOST 2.308-68, GOST 10356 -63, GOST 2789-73, GOST 2.309-79, GOST 2.104-68 (ST SEV 140-74, 365-76), GOST 2.105-68 i GOST 106-68.

Tehničke specifikacije za projektiranje

Projektni zadatak lopatične centrifugalne pumpe uključuje sljedeće osnovne podatke:

a) fizička svojstva dizanog medija:

r - gustoća dizane tekućine, kg/m3;

m je koeficijent dinamičke viskoznosti, Pa C;

R np - tlak zasićene pare radnog fluida, PA (fizička svojstva dizanog medija navedena su za projektnu temperaturu T 0 K);

b) parametri crpke u dizajnu:

N- glava, m;

Q- volumetrijski protok tekućine kroz pumpu, m 3 / s;

c) dodatne podatke. Uz osnovne informacije o crpki, navedeni su dodatni podaci koji vam omogućuju da pravilno pristupite dizajnu crpke.

Takvi podaci uključuju:

Podaci o namjeni crpke i njezinu djelokrugu;

Moguće granice promjena radnih uvjeta;

Tehnički zahtjevi (učinkovitost pumpe, težina, dimenzije);

Ergonomski (razina buke, dB, vibracija, mm ili m/s 2, vrijednost

vanjsko curenje, m 3 /s);

Pokazatelj tehničke estetike i fizioloških pokazatelja,

karakteriziranje jednostavnosti održavanja crpke;

Ekonomski (trošak crpke ili njezine instalacije, održavanja i

popravak), vijek trajanja, dostupnost pojedinih jedinica za održavanje itd.

Proračun osnovnih parametara i geometrijskih

dimenzije impelera pumpe

2.3.1. Detekcija brzine kotača

Brzina rotacije impelera određena je formulom S.S. Rudneva. /16/

gdje je C - koeficijent brzine kavitacije odabran u

ovisno o zahtjevima za pumpu;

Za dugotrajni rad u 1. kritičnom načinu rada

kavitacija C 1 = 800¸1100;

Za rad crpke u drugom režimu kavitacije

C 2 = 1000¸1800 (200).

Korištenje centrifugalnog vijčanog stupnja omogućuje uzimanje vrijednosti C 2 =1800¸3000 (5000)

- proračunska vrijednost povratne vode;

D h- pritisak na ulazu pumpe, D h=1,5¸20 m.

Koeficijent 1,15¸1,3 prema GOST 6134-71.

2.3.2. Određivanje faktora brzine

. (2.2)

2.3.3. Određivanje promjera ulaza kotača D ulazni

Svodi se na određivanje smanjenog promjera pomoću prosječnih statičkih vrijednosti koeficijenta uključenog u formulu:

- smanjeni promjer impelera.

Konačno

. (2.4)

Koeficijent K 0 je odabran iz sljedećih razmatranja /16/:

1. Rotor ima veliku kavitacijsku rezervu i u njemu je kavitacija isključena. U ovom slučaju, iz uvjeta dobivanja minimalne relativne brzine ulaska tekućine u impeler

K 0=3,3¸3,7.

2. U slučaju proračuna crpke prema 1. kritičnom načinu kavitacije K 0=4,2¸4,6. Štoviše, odabiru se veće vrijednosti u slučaju mogućeg rada crpke pod preopterećenjem.

3. Pri proračunu prema 2. kritičnom načinu kavitacije K 0=4¸6 ovisno o vrijednosti S 2. Tako je, na primjer, prema V.V. Shemelu /16/.

DO 0 = 4,3¸4,65, S 2 = 1230¸1400,

DO 0 = 5,2¸5,7, S 2 = 1500¸2500.

Promjer rukavca D bm određuje se približnom formulom:

Gdje N- snaga pumpe, kW;

a = 0,120¸0,130 - za konzolne pumpe;

A= 0,150¸0,160 - za višestupanjske crpke.

2.3.4. Određivanje širine kotača u 2 na izlazu

Širina kotača u 2 određuje se na temelju statističkih podataka pomoću formule

Gdje Za n s £120;

Za n s>120.

Primljena vrijednost u 2 je preliminaran i bit će specificiran tijekom naknadnog profiliranja meridijanskog presjeka impelera.

2.3.5. Približno određivanje vanjskog promjera

impeler D 2

Veličina izlaznog promjera rotora D 2 ovisi o broju noževa u kotaču z a od kuta ugradnje lopatica na izlazu b l2.

Kao prva aproksimacija veličine D 2 određuje se na temelju statističkih podataka pomoću formule /16/

Gdje ;

.

2.3.6. Odabir broja lopatica z

Broj lopatica odabire se prema statističkim podacima ovisno o koeficijentu brzine n s i veličine kotača /16/:

n s = 50¸60; 60¸180; 180¸350; 350¸600;

z= 9¸8; 8¸6; 6; 6¸5.

Za crpke male veličine odabire se manji broj lopatica kako bi se smanjilo ograničenje protoka lopaticama, čija se debljina relativno povećava sa smanjenjem veličine kotača. Time se poboljšava usisni kapacitet kotača i smanjuju hidraulički gubici. Ponekad se kod kotača s malim brojem okretaja neki noževi skraćuju na usisnoj strani.

2.3.7. Izbor debljine oštrice s

Debljina lopatica s određena je tehnološkim razmatranjima i zahtjevima čvrstoće, a ponekad i otpornosti na habanje (na primjer, kod jaružala). Lopatice su pročišćene u blizini ulaza kako bi se smanjilo ograničenje protoka (obično 2 puta) s 1

Tablica 2.1

Na izbor debljine lopatica impelera