立式軸流泵的工作原理

淺談立式軸流泵的工作原理、構(gòu)造及維修

一、立式軸流泵概述

軸流泵以單級立式軸流泵運用最廣泛，此種泵是一種大流量、低揚程的泵，可抽送40℃如下的清水或雨水、江河水、污水及類似于清水的其他液體介質(zhì)?？捎糜谵r(nóng)業(yè)排灌、都市給排水、熱電站輸送循環(huán)水或其他水利工程之用。立式軸流泵的型號眾多，以油田給排水為例，常用型號有28ZLB-70、36ZLB-4A、40ZLB-85、700ZLB-1.3-7.2等。立式軸流泵的型號眾多，以油田給排水為例，常用型號有28ZLB-70、36ZLB-4A、40ZLB-85、700ZLB-1.3-7.2等。軸流泵的型號意義：28

Z

L

B—

7028--泵的出水口直徑為28英寸；Z--軸流泵；L--立式構(gòu)造；B--半調(diào)整葉片；70--比轉(zhuǎn)速被10除所得的化整數(shù)二、立式軸流泵的工作原理與構(gòu)造1、立式軸流泵的工作原理立式軸流泵是以空氣動力學(xué)中，機翼的升力理論為基礎(chǔ)。當流體繞過翼型時，在翼型的首端點處分離成為兩股流，它們分別通過翼型的上表面和下表面，然后同步在翼型的尾端匯合，由于沿翼型下表面的旅程比上表面旅程長某些，流體沿翼型下表面的流速要比沿翼型上表面流速大，對應(yīng)的，翼型下表面的壓力將不不小于上表面，流體對翼型有一種向下的作用力，同樣，翼型對于流體也將產(chǎn)生一種反作用力，與此作用力相等，方向相反，作用在流體上，在此力作用下，水就被壓升到一定的高度上去。2、立式軸流泵的構(gòu)造立式軸流泵的構(gòu)造重要有：喇叭管、葉輪、導(dǎo)葉體、出水彎管、泵軸、軸承、填料函、傳動軸等。分述如下：1)

喇叭管：喇叭管為中小型立式軸流泵的吸水室，用鑄鐵鑄造，他的作用是把水以最小的損失均勻的引向葉輪。2)

葉輪：葉輪是軸流泵的重要工作部件，有葉片、輪轂、導(dǎo)水錐等構(gòu)成。3)

導(dǎo)葉體：導(dǎo)葉體位于葉輪上方，他的重要作用是消除水流的旋轉(zhuǎn)運動，減少水頭損失。同步可將水流的部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴耗堋?)

泵軸和軸承：泵軸采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成，重要是用來向葉輪傳遞扭矩的。5)

傳動軸：立式電機與水泵之間的連接軸為傳動軸，重要作用是將電機功率傳遞給水泵。6)

填料函：在泵軸穿出出水彎管的地方，裝有填料密封裝置。三、立式軸流泵的性能特點立式軸流泵與離心泵相比，具有下列長處：1)

揚程隨流量的減少而劇烈增大，Q-H曲線徒增，重要原因是，流量較小時，在葉輪葉片的進口和出口處產(chǎn)生回流，水流多次反復(fù)得到能量，類似于多級加壓狀態(tài)，因此揚程急劇增大，從而導(dǎo)致軸功率增大的現(xiàn)象。2)

Q-N曲線是徒降曲線，因此，軸流泵啟動時，應(yīng)當在閘閥全啟動的狀況下啟動電動機。3)

Q-η曲線呈駝峰形。即高效率工作的范圍很小，流量在偏離設(shè)計工況點不遠處效率就很快下降。根據(jù)軸流泵的這一特點，采用閘閥調(diào)解流量是不利的，一般只能采用變化葉片裝置角的措施來變化其性能曲線。4)

在水泵樣本中，一般軸流泵的汽蝕余量都規(guī)定較大，因此，其最大容許的吸上真空高度都較小，需考慮軸流泵的進水條件、運行中實際工況點與該泵設(shè)計工況點的偏離程度等。四、立式軸流泵的維修工藝立式軸流泵在運行中也許會發(fā)生這樣或那樣的問題，如不及時處理，將會導(dǎo)致?lián)p壞零件，影響正常抽水。排除水泵故障首先要對的判斷故障產(chǎn)生的原因，再確定對應(yīng)地排除措施。立式軸流泵常見的故障原因及其排除措施如下：1、啟動后不出水或出水量少原因及處理措施如下：1)

葉輪沉沒深度不夠。處理措施是調(diào)整葉輪沉沒深度。2)

葉輪轉(zhuǎn)向不對。處理措施是調(diào)整電機轉(zhuǎn)向。3)

葉片損壞或葉片定位銷斷裂。處理措施是更換葉片或定位銷。4)

泵進口或葉輪被雜物堵塞。處理措施是清除雜物。5)

泵軸脫落。處理措施是重新裝配或更換泵軸。2、振動大或有噪音原因及處理措施如下:1)

地角螺栓松動。處理措施是旋緊地角螺栓，墊牢底座。2)

泵軸彎曲或聯(lián)軸器不一樣心。處理措施是矯正或調(diào)整同心度。3)

泵軸和水導(dǎo)軸承磨損。處理措施是更換水導(dǎo)軸承或泵軸4)

葉片缺損或纏有雜物。處理措施是更換葉片、清除葉片雜物。5)

產(chǎn)生汽蝕。處理措施是改善吸水條件，防止汽蝕。6)

聯(lián)軸器斷裂或脫落。處理措施是更換聯(lián)軸器。7)

軸承箱內(nèi)軸承損壞。處理措施是更換軸承。3、電流忽然升高或過低原因及處理措施如下1)

葉片轉(zhuǎn)角或纏有雜物。處理措施是更換葉片，清除雜物。2)水導(dǎo)軸承腐蝕，發(fā)生粘軸。處理措施是更換水導(dǎo)軸承。3)泵軸或聯(lián)軸器脫落、斷裂。處理措施是更換泵軸或聯(lián)軸器。4)

葉輪外殼脫落。處理措施是更換葉輪外殼。5)

出水拍門啟動程度過小。處理措施是檢查拍門銷軸、加注潤滑脂。6)

葉輪脫落。處理措施是更換葉輪。4、軸承箱溫度過高1)

潤滑油嚴重局限性。處理措施是添加潤滑油。2)

發(fā)生嚴重磨損。處理措施是查找原因，更換部件五、立式軸流泵的工藝改造勝利油田地處黃河三角洲，黃河含沙量高，頻繁斷流和不規(guī)律來水，各使用單位為保證搶蓄水任務(wù)的完畢，強啟強運軸流泵的現(xiàn)象十分普遍，導(dǎo)致泵件的損壞比較嚴重和集中，同步，由于三角洲地區(qū)土質(zhì)松軟，各立式軸流泵站普遍存在地基沉降問題，由于地基不規(guī)則沉降，導(dǎo)致泵體水平和垂直度超差，泵件磨損嚴重，運行振動大。這種狀況在各水廠泵站普遍存在，只是沉降幅度存在差異。針對生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，加大了對立式軸流泵的維修改造力度，對泵的構(gòu)造、材質(zhì)、工藝等方面的改造進行了探索和嘗試，重要有：1、加強探索立式軸流泵的超常規(guī)維修在泵站的維修中，對問題突出的軸流泵，進行了徹底拆卸，二次組裝。針對該泵站潤滑水壓力嚴重局限性，導(dǎo)致橡膠軸承常常因缺水而嚴重磨損的狀況，在借鑒其他泵型的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，取消了該泵型的潤滑水系統(tǒng)，以其提高的黃河水進行自潤滑，并更換水導(dǎo)軸承的材質(zhì)，增長其耐磨性；同步，采用通過噴塑處理的葉片，增長葉片的抗汽蝕能力。在對泵體基礎(chǔ)進行重新調(diào)整,最大程度減少對泵體的影響，獲得了很好的效果。2、進行材質(zhì)和構(gòu)造上的改造由于地基不規(guī)則沉降，導(dǎo)致泵體磨損嚴重。在改造過程中，與廠家聯(lián)絡(luò)，采用中科院研究的新泵型，該泵型采用了多項新技術(shù)，最突出的有三方面，首先，該泵型對軸流泵的關(guān)鍵部件—葉輪的材質(zhì)進行了改善，由本來的鑄鐵構(gòu)造改為所有鑄鋼構(gòu)造，并且該葉輪采用了仿型銑加工技術(shù)，對葉輪表面進行二次加工處理，提高了葉輪表面的光潔度和尺寸精度，同步在葉片表面噴涂金屬陶瓷，使其具有優(yōu)良的抗汽蝕能力和抗磨損能力；另一方面，該泵型對泵體中的易損件—水導(dǎo)軸承，在材質(zhì)上進行了較大改善，針對上水導(dǎo)軸承處泵軸的擺動幅度小，又要有一定的耐磨性的狀況，采用了重要成分為酚醛樹脂的水導(dǎo)軸承（即F-102），很好的處理了磨損與柔韌性之間的矛盾，而針對下水導(dǎo)軸承重要承擔限制泵軸竄動實際，該泵型采用了重要成分為復(fù)合纖維的水導(dǎo)軸承，由于該材質(zhì)具有耐磨、抗沖擊、自潤滑性和減震性好的特點，大大提高了水導(dǎo)軸承的綜合性能；再者，該泵型采用了新研制的葉輪外殼，其外形為直筒型，經(jīng)改善試驗后，直筒式的葉輪外殼較老式的球體型葉輪外殼上水量有大幅度提高，實際運行也做了良好的證明，并且該構(gòu)造在泵的安裝中尚有助于葉輪位置的調(diào)整。此后，在實際的運行中，該泵運行平穩(wěn)、出水量大，并且運轉(zhuǎn)總時間超過3000個小時無嚴重故障