水泵的各类分类
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由泵缸、活塞、进出水管、进出水阀门、拉杆和传动装置等组成。活塞靠连接在它上面的拉杆带动,在泵缸内作上下往复运动。当活塞向上运动时,进水阀开启,进水管中的水进入泵缸,同时出水阀关闭,活塞上面的水被带动向上提升;当活塞向下运动时,进水阀关闭,出水阀开启,泵缸内的水由出水阀升到活塞上面,如此反复进水和提升,使水不断从排水管排出。 性能参数 衡
量水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等;对叶片式水泵来说,还有
转速和比转数。①吸程。即水泵的吸水高度。指由泵体中心至水源水平面的垂直距离,利用泵体
内真空度抽吸水流时,容许吸程一般不大于7.5米。②扬程。即水泵的提水高度。指单位重量的水通过水泵后,能量增加的数值。一般将抽水站进、出水池水面的高度差称为实际扬程;加上抽水
站管路及其附件(如底阀、弯头、闸阀等)的水头损失称为总扬程。水泵铭牌上所标的扬程,是指水泵在一定转速条件下效率最高时的扬程,是实际扬程和损失扬程之和。③流量。指水泵在单位时
间内输水的数量,也称输水量。常用的流量单位有升/秒、米3/秒、米3/小时、千克/秒、吨/小时等几种。④轴功率。指动力机械输送给水泵轴的功率,即水泵的输入功率。⑤水功率。又称有效
功率。指单位时间内水泵用于输水的实际功率,即水泵的输出功率。⑥效率。水功率与轴功率的
比值即为水泵效率,通常以百分数表示。它是用来衡量动力机械传送给水泵的能量利用情况的指标,反映出水泵效能的优劣。⑦比转数。表示水泵特性的综合性参数。通常用nS来表示。
nS=3.65nQ1/2H-3/4。式中n为转速(转/分),Q为流量(米3/秒),对双吸式水泵应以Q/2代入式内;H 为扬程(米)。水泵的比转数与水泵的各项参数密切相关。一般离心泵的比转数较小,因其叶轮直径大,出口宽度窄,扬程高而流量
小;而轴流泵的比转数较大,因而扬程低而流量大;混流泵则介于两者之间。常用离心泵的
比转数为30~300,混流泵为300~600,轴流泵为500~1800。两台几何相似的叶片泵,其比转数必
然相等。因而可以利用几何相似模型的试验数据来预测大型泵的性能参数。
潜水电泵 泵体叶轮和驱动叶轮的电机都潜入水中工作的一种水泵,有深井用和作业面用两种。深井用潜水电泵通过伸入井中的电缆向电机供电,免去了传动长轴,因而结构紧凑,重量轻,
安装、使用和转移方便,在有电源地区有取代长轴深井泵的趋势,但对含沙量大的水井和无电源
地区不适用。潜水电泵用的电动机有干式(电机全部密封)、半干式(电机的定子密封,而转子
在水中运转)、充油式(电机内部充油以防水分侵入绕组)和湿式(电机内部充水,定子和转子都在水中运转)等类型。前3种都需要密封且制造安装精度要求较高,因而农用深井潜水电泵通常采
用湿式电动机,其定子绕组采用耐水绝缘导线或在定子绕组端部及槽内浇注合成树脂,水进入电
机内部影响不大,密封结构可大大简化,只要求防砂。有的深井潜水电泵扬程高达1400米,最大流量达1.4米3/秒。
离心泵 利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。由泵壳、叶轮、转轴等组成(图1)。动力机带动转轴,转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转,泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。离心力迫使液体自叶轮周边抛出,汇成高速高压水流经泵壳排出泵外,叶轮中心处形成低
压,从而吸入新的水流,构成不断的水流输送作用。叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片,其结构型
式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮,叶片两侧由圆盘封闭。泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵,自叶轮两面吸入称双吸离心泵。为增加扬程,可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的
进水口,增压后再从后一叶轮排出,因而叶轮数愈多,压力愈高。有的离心泵带有能自动排除吸
水管和泵体内空气的装置,在起动前无需向泵体灌水,称自吸离心泵,但其效率常低于一般离心泵。
离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。多用于扬程高而流量小的场合。单级离心泵的
扬程为5~125米,排出的流量均匀,一般为6.3~400米3/小时,效率约可达86~94%。
轴流泵 由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。也称螺桨泵。叶轮上有螺旋桨状的叶片若干,当
叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时,各叶片将水推向一端,同时又在另一端从水源吸取水,
使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动,达到不断输送水流的目的。水流压力因叶轮转动作用
而提高。由叶轮出来的旋转水流通过固定导叶后,消除了旋转分速度,并由于扩散作用而使其部
分动能转换成压力能,推动泵壳内的水流沿轴向上升,由出水管流出。轴流泵多用于扬程低而流量
大的场合,扬程范围1~25米左右;流量2.7~60.0米3/秒,效率可达85~90.5%。安装方式有立式、卧式和斜式3种,其中以立式轴流泵应用较多(图2)。大型轴流泵叶轮轮毂上的旋桨叶片的
安装角度可以调节,或借液压传动的转轴在运行中随时间调节,以适应扬程及流量变化的要求,
获得较高的生产率,故称可调式轴流泵。
射流式深井泵 通常是由射流泵和离心泵配以相应套管组成。用于从30米以内的深井中提水。射流泵的工作原理是使压力通过喷嘴喷射到喉管的入口处,由于射流的横向紊动扩散作用,带走
吸水管内的空气,使管内形成真空,井水被吸入并与射流水在喉管内混合,进行能量交换。在喉
管的出口处二者的流速趋近一致,再通过扩散管将大部分动能转换为压力能,使水压进一步提高,最后从排水管排出。
射流式深井泵有两种组合类型:①将射流泵同离心泵并联,离心泵通过管路将压力水送入射
流泵,射流泵将这部分水与被吸水一同向上提升,从而使小流量的高压水转换成大流量的低压水,主要用于地面灌溉和渠道清淤等;②将射流泵和离心泵串并联,使射流泵给离心泵加压,提高其
吸程,而将离心泵的出水量分出一部分提供给射流泵,其余部分送入压水池或压力管路,其出水压
力较高,主要用于喷灌设备和农牧业供水。同潜水电泵和长轴深井泵相比,射流式深井泵具有结
构简单、工作可靠、制造方便、成本低等特点;但效率较低,相同工况下的电耗较高。
螺杆泵 依靠螺杆转动时泵腔容积的变化吸入和输送水体的一种容积泵。有单螺杆、双螺杆