泵叶轮:延长泵寿命

泵叶轮:延长泵寿命

迈克·桑达利尼，得到了工业培训

发布02/28/2023

---

摘要

泵寿命延长——泵叶轮。纺丝泵叶轮提供了一种方法，使进入的产品通过泵，使其充满活力，然后在压力下迫使其排出。叶轮将电机的电能转化为液体的水力。它通过将液体带入叶轮中心并高速向外抛掷来实现这一目的。为了有效地继续这样做，叶轮必须保持在与第一次安装时相同的状态。如果叶轮性能恶化，从电能到水力的转换效率就会降低。动力被浪费，流量和压力下降，泵不能完成它的设计任务。

离心泵叶轮的用途

标准的离心泵叶轮由一组细长的固体壁腔室组成，腔室连接在一起呈环形。环快速旋转，进入腔室内端的液体从另一端高速抛出。图1显示了通过离心泵湿端显示低压和高压区域的截面。

腔室越长(即直径越大)，液体在给定速度下离开环的速度就越快。另一方面，环旋转得越快，液体流出的速度就越快。高的尖端速度产生更高的压力。离心泵内产生的压力是高速液体撞击蜗壳壁并在蜗壳壁上停下来，从而将其运动能量(动量)转变为压力能的结果。然后压力迫使液体从排出喷嘴。

为了阻止压力返回到吸入入口并通过腔室返回，叶轮和蜗壳之间的间隙在吸入喷嘴进口处做得非常小。通常叶轮上装有磨损环。当少量泄漏造成的磨损太严重时，就会更换为新的。

泵叶轮内部发生了什么?

当液体从叶轮中喷出时，会留下一个空间。这个空间被紧随其后的液体粒子所占据。通过将大量液体抛掷出去，它迫使新的液体被吸进来取代它的位置。旋转叶轮在中心入口产生低压，泵似乎从远处“吸”液体。

事实上，这个泵并不“吸”。相反，泵入口压力低于供应点的压力，较高的供应压力试图平衡压力不平衡。高压流向低压。只要泵在叶轮进口处持续产生低压区，液体就会流入低压区。压力甚至不需要是真空(即小于大气压力);它只需要在比供给点压力低的压力下。

液体性质

叶轮的成功运行还取决于被泵送液体的性质。影响叶轮的三种主要液体特性是粘度(滑溜性)、腐蚀性和液体变成气体的压力(蒸汽压)。

粘度

高粘度意味着液体更稠。随着粘度的增加，液体不容易移动，往往会粘在一起，只在移动的地方剪切。想象一下用离心泵泵出油脂!油脂不会想要移动，而是叶轮会旋转，并立即撕裂与油脂接触的油脂。适当加热粘性液体，使其更“流动”，可以减轻这个问题。

腐蚀性

化学攻击由叶轮上的液体会破坏叶轮。在这种情况下，必须使用在泵内工艺条件下与液体不发生化学反应的叶轮材料，或在叶轮上涂上保护层。

蒸汽压力

液体可以变成气体(蒸汽)，要么通过加热并在给定压力下沸腾(就像在炉子上的平底锅里)，要么通过降低压力使其在周围的温度下“沸腾”(水在山上的沸腾温度比在海平面上要低)。

如果泵叶轮入口的吸入压力很低，以至于液体“煮沸”成气体/蒸汽，那么液体流中就会出现气泡(参见第232条离心泵空化)。在低压下的气泡进入旋转的叶轮室，在通过叶轮时突然感受到高压(见图1)。气泡内爆，向叶轮喷射出一束高速液体，并将其中一部分挤出。空泡破坏叶轮。

如果压力再降低，当液体接近叶轮时，它会立即在吸入管中变成蒸汽。蒸汽会膨胀并填满泵的蜗壳。离心泵不能移动气体，所以泵会停止泵送。然后，蒸汽会受到来自排出和吸入管道中流入泵的液体的更高压力。蒸汽在这个压力下无法存在，它又溶解回液体中。液体会再次流向泵。有液体存在，叶轮旋转，泵开始泵。叶轮进口处的压力再次下降，液体再次闪烁成蒸汽。循环往复，泵将产生段塞流或“气锁”。

至关重要的是，叶轮的进口压力决不能低于蒸汽压力。如果泵入含有溶解气体的液体(如啤酒中的二氧化碳)，最低极限压力可能不是液体蒸汽压。它可能是气体的溶解压力。保持吸入压力高于溶解压力。

离心泵叶轮失效模式

影响叶轮性能的方法有很多。下面列出的是一些比较常见的。

穿:当固体颗粒(如浆液)存在时，就会发生磨损和侵蚀。可能需要或选用耐磨材料。如果过程中出现了固体金属，石头或垃圾，在泵之前安装一个过滤器是至关重要的，并在它堵塞和泵饥饿和空化之前定期清理它。

空化/蒸汽锁:如上所述，保持叶轮入口压力高于蒸汽压。保持低吸入流速—采用大口径管道;保持吸入管内部没有障碍物;经常清洗过滤器。给吸入供气加压——把供气罐放在泵的上方;在供应罐的液体表面施加额外的压力(但不要分裂罐)，并减慢泵的速度。冷却液体，使其不至于热到在叶轮入口压力下“沸腾”。

阻塞/对象:固体会堵塞叶轮叶片。大块的木头可能会卡在叶片通道中，手套、泡沫杯、掉落的工具、螺母和螺栓、水箱浮子、仪器部件等可能无法通过叶轮。在这种情况下，内联过滤器是必须的。另一种方法是将供应罐的出口喷嘴移到罐的上方，让固体沉降到底部，并从清洁剂层吸取液体。罐底的垃圾可以通过下方的喷嘴排出，也可以通过人工清洗的方式排出。

运行间隙/再循环损失:如果磨损环间隙当叶轮与蜗壳间隙过大时，液体会从叶轮出口处的高压再循环到进口处的低压。从泵流出的流量下降，因为液体被抽回吸入入口，只是在原地打转。

施工材料/腐蚀材料:叶轮必须不受化学物质侵蚀。

更改服务职责:如果一个泵从一个位置移动到另一个位置，或者从一个服务移动到另一个服务，它可能不能泵。每个叶轮都有特定的流量和压力。如果泵改变了它原来的工作职责，它必须按照新的工作职责进行设计(参见第112条改变泵的工作职责)。

旋转方向:离心泵叶轮上的叶片被设计成只向一个方向旋转。如果转向错误的方向，它们仍然会产生压力，但压力和流量要比正确的方向小得多。改变三相电动机上的任何两个相位都可以使其旋转方向相反。

空气锁:叶轮周围被困住的气体和空气将阻止泵送。如果叶轮在蜗壳内旋转，且蜗壳顶部充满气体，则喷出的液体不会被压在蜗壳壁上，不能将其速度转化为压力。水泵会运转，但什么也出不来。必须清除蜗壳顶部的空气、气体或蒸汽。

如果气锁是在吸入管，泵将试图抽出液体和空气。然而，空气总是在管道的顶部，并充满了管道的一部分。然后，液体必须在管道的剩余部分流动。如果管道的这个面积太小，那么没有足够的液体将进入泵，它将停止泵直到更多的到达。段塞流发展。在最严重的气锁情况下，没有液体进入泵。必须除去空气、气体或蒸汽。

最好的做法是倾斜吸入管，这样任何被困在里面的气体都能自然地流经泵，并从泵的排出管道流出。或者想办法让液体回流到储罐中，并浮到液体表面。如果做不到这一点，就有必要在管道上安装阀门，打开阀门，将被困气体排出，直到出现液体为止。

购买具有垂直中心放电而不是侧面放电的泵，因为气体可以被困在蜗壳的顶部圆形部分。或旋转蜗壳和管道，使出口在高处。

---