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水泵知识

国产水泵提高效率与稳定性的途径

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      国内厂商要走出质量困境,首先要解决水泵的效率和稳定性问题。
  效率和运行的稳定性问题一直是泵行业关注的热点。提高水泵的效率在能源紧缺的今天,可以达到节能降耗的目的;另外,由于泵站运行时间长,水泵运行的稳定性和可靠性也应放在首位。所以,此两者不可或缺,都是提升水泵质量的关键。故而笔者就结合自己的研究实践,从如何通过选材提高质量这个角度为广大厂商提点建议。
  材质与结构关乎水泵的效率与稳定性
据了解,目前用于市政工程、水利工程、给排水工程和防洪排涝工程的水泵,尽管品种繁多,但主要还是以离心式、轴流式、混流式水泵为主。笔者认为,水泵在运行的过程中,如何提高其效率和稳定性,完全取决于水力过流件正确设计和制造几何精度、水泵制造选用的材质、工艺和水泵结构的合理性几个方面。据介绍,由于受温度、密度、黏度和复杂水质等方面的影响,使水泵的运行效率较难控制;再加上制造水泵时选用的材质不同,适用的工况也不一样,水泵运行的效率高低差别很大。
  水泵在运行过程中出现的不稳定因素,往往与制造泵体的材质和水泵结构件关系密切。目前,在大专院校的水力机械教科书中偏重于水力过流件的教案分析介绍和研究推论,而有关水泵构成的结构、机械驱动和传动方式以及制泵材质方面的内容介绍较少。   因此,世界上所有水泵设计制造专业的技术人员,对材质与结构的研究和设计能力远不及水力过流件专业。因此,要保证水泵运行时的相对稳定性,减少故障和维修率,在水泵设计的过程中,就应充分考虑到水泵的应用工况,并认真分析水泵结构各部件在运行时的受力状况,然后根据受力条件和摩擦要求,制造水力过流件的材质选用,最后再根据水泵运行时产生的轴向力和径向力的要求来确定滚动轴承的型号、规格和轴承精度。
  为此,一般中小型水泵旋转运动速度较高,因此在选择轴承时要注意区分水泵的安装方式。如果是平行安装的水泵,两轴承的支点间距尺寸不得大于轴承内圈直径的14倍,超过此限,必须采用多支点轴承定位支承,否则水泵在运行时不会稳定,出故障则是必然的。若是垂直安装,则必须将轴承的轴向负荷和径向负荷叠加核算,根据受力状况选用相应的轴承。
  此外,水泵在运行时,轴承的润滑和温度控制也是十分重要的。对于轴承的润滑,有条件的企业可以采用油浴润滑,这有助于提高水泵的运行效率。如不具备油浴润滑的条件,至少应将轴承包在润滑脂中运行。除此之外,还应根据运行状况定期更换润滑脂,以保证轴承得到充分有效的润滑,确保水泵的运行效率。而对于中大型水泵的旋转轴承,可以考虑以冷水隔离循环冷却方式对轴承进行温度控制,以保证轴承使用寿命,减少轴承在运行中发热而产生的故障率。
  密封材料也是水泵稳定运行的关键
  
     轴承使用寿命的长短直接影响到水泵的运行效率,而密封性的好坏又直接关系到水泵稳定运行的关键。
  “跑、冒、漏”已经成为水泵密封性差的代名词,也是一直困扰行业发展的一大难题。目前,在泵行业干式水泵的密封问题已经得到解决,而潜水泵的密封问题尚未完全解决。眼下,国内的潜水泵普遍选用机械密封,而机械密封要经过较为复杂的计算过程,排除各种不利于水泵运行的因素,才能使水泵连续运行3~5年乃至更长的时间不出故障。否则,多则一年半载,少则数月就会因机械密封不好而出现渗漏现象,最终导致水泵停止运转甚至烧损电机。为了解决这一难题,业内人士颇费心思,他们尝试选用复合型的密封和增设密封处减压的方法,以减少水泵运行时对密封件的动压力,这种方法对提高密封件的寿命、保持水泵稳定运行,非常有效。
  这种方法对改进小型潜水泵的密封性效果很好,但对于大中型潜水泵而言就不能照搬照抄了。因为大中型潜水泵转速较低,如果选用高极电机直接驱动对提高大中型潜水泵的稳定性和可靠性很关键。但是,由于高极电机体积大,功率较低,水泵运行时线损较大,如果用在潜水轴流泵上,对水泵流道造成的阻力也很大,若改用低极高转速电机,经齿轮减速传动缩小电机径向尺寸,对提高大中型潜水泵的稳定性十分有效。如果具备水深条件,采用低转速高极电机时,不如将电机设计成倒装式,即进水口在电机端,出水口在叶轮端,进水口可以采用钟罩形状,这样可使水泵工作效率提高3个百分点。
      事实上,潜水泵的联接或传动结构可以采用多种形式,将来为了保证水泵运行的稳定性和效率的稳定性,国内水泵行业还应有更新、更好的联接传动方式面世。

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