1水泵工作原理和种类水泵有各种不同的类型,它们的共同点就是有电机和泵部分,电机按电源供电分单相和三相,电泵按电机结构分别为干式,充油式,充水式和屏蔽式。
干式电机为一般电机,用于潜水电泵时,依靠橡胶件做静密封,双端面机械密封做动密封。
以防止水进入电机内部。
充油式电机内部充满机械油,它一方面有利于电机散热,另一方面润滑轴承和防止水进入电机内部。
充水式也叫湿式,其绕组有防水电磁线构成。
浸在水中也有足够的绝缘电阻,所以电机内部可以充水,有的电泵内外水相通,有的电泵内外腔水不通。
这样的结构也需要密封,一般深井水泵常用这样的结构。
一般说来,干式水泵成本较低,根据使用环境的不同选择不同的水泵。
下面来讨论一下泵的基本工作原理。
泵的工作类型按其工作原理可分为三大类,一类是利用叶轮的叶片与液体的相互作用来输送液体的叶片式泵。
如离心泵,混流泵,旋涡泵,涡流泵等。
第2类是利用工作室容积周期性变化来输送液体的溶剂式泵,如柱塞泵,齿轮泵,螺杆泵等。
第3类利用其它原理利用液体能量来输送液体的泵,如射流泵。
本书主要介绍叶轮式水泵。
泵的主要工作性能参数有以下几项:(1)流量——泵在单位时间内输送出去的液体量,单位一般为立方每小时(m3/h),l立方米每分钟)(m3/min)或立方米每秒(m3s)最常用的单位是m3/h(2)扬程——泵抽运的单位重量液体从泵进口处到泵出口处,单位m。
这里要注意,扬程是从出口处的压力到进口压力算的,潜水泵不管潜入的水有多深,泵的扬程是从水平面算起的,因为进水口压力等于潜水深度的水压力。
(3)功率——就是带动水泵的电机功率,如:1.5kw就是一个小时耗电1.5度。
2水泵的分类按照电机和水泵的相对位置可分为上泵结构和下泵结构两种。
1下泵结构电动机在水泵上方,电动机出轴向下,水泵装在出轴上并位于电动机下方。
我们称这种水泵为下吸式,下吸式又分内装式,外装式,半内装式三种类型。
(1)内装式潜水泵,出水口位于电机上方顶部,水泵的液流从泵叶轮经过导叶后流向电动机外壁隔层,再从顶部出水口流出。
优点是液流对电机的冷却效果好,缺点是零件较多,装配较复杂一些。
(2)外装式潜水泵,外装式潜水泵一般采用蜗壳式水泵,泵的流道部分与电动机不连接,所以泵的液流不能对电机进行冷却作用,外形尺寸大于内装式潜水电泵。
但这种形式的潜水泵结构零件少,装配简单,效率高。
3按内部结构型式分小型潜水泵按内部结构型式可分为干式潜水泵,油浸式潜水泵,充水式电泵和屏蔽式电泵四大类。
1干式潜水泵干式潜水泵是指电动机在工作时,其内部(包括定转子部分)像普通的封闭式电机一样处于空气中,是干的所以称“干式”(1)机械密封干式式潜水泵,主要工作原理是依靠机械密封将电机的出轴端进行密封,使外界的水不能进入电机内部,从而是电机内部成为干式。
机械密封分为内装式机械密封,弹簧外置密封,波纹管机械密封,双端面机械密封,及无泄露机械密封等。
在干式潜水电泵中,以配用整体式双端面机械密封最为广泛。
2. 油浸式潜水泵油浸式潜水泵是在机械密封干式电泵的基础上,再在电动机内部充满油液,使机械密封的工作条件改善,外界水更不容易进入电动机内部。
油液对电动机的冷却效果更好,使电机温升大幅度下降,因而提高了水泵电机的过载能力。
另外,油浸式潜水泵的轴承由于浸在油里面,润滑和冷却得到了保证,所以轴承的寿命比干式的使用寿命长。
缺点是转子浸在油中运转,增加了摩擦损耗,因而电动机的效率会低一些。
此外,电动机浸在含水份的油中运行时,容易发生匝间短路故障,引出电缆不耐油时,容易发生电缆线触油故障。
2. 充水式潜水泵充水式潜水泵的内部全部充满清水,定子绕组采用耐水朔料线制造,定子绕组采用耐水线制造,电泵的径向轴承及向推力轴承采用润滑的滑动轴承(也有在轴承部位采用防水密封后,仍使用普通的油脂润滑的滚动轴承结构)其特点是可以长期潜在水下工作,不怕外界水会漏入电动机内部而影响潜水电泵的工作,适用于在井内提取清水用。
缺点是对耐水塑料线;电动机内部的防腐蚀,水润滑轴承等方面,有较高的技术要求在输送泥浆水时,比其他形式的电泵易损坏。
在实际使用寿命上,比其他形式的电泵要短一些。
干式小型潜水泵基本结构干式小型潜水泵基本结构型式是机械密封干式。
这种电泵具有体积小效率高,绕组工作寿命长,电泵维修比较简单等特点其结构如下图:这是一台单相潜水电泵,一般都是干式下泵,它是由干式单相电动机,双端面机械密封和水泵组成。
单相水泵是使用单相电源的电动机,它有一套主绕组和一套副绕组,在后面讲解它的绕制方法。
各厂生产的单相潜水泵的流量,扬程,配用功率各不相同,结构有所差别,但由于单相水泵都是干式下泵,所以其结构还是基本相同的。
手柄安装在端盖上,电缆从端盖引入,引入处有压盖密封。
电缆线是在一般电缆线的一端硫化一个密封头,另一端压制一个插头。
水不会顺着线芯缝隙渗入电泵内部。
在端盖内还有一个内盖,把电机腔隔成上下两腔。
上腔安置电容器和插件等,而下腔除了如同一般电机的定转子外,还装了热保护器,轴承等。
所以内盖是一个很重要的支撑零件。
本结构中机座下部有轴承腔,内安装下轴承,这样的结构紧促,刚性强。
机械密封是潜水泵一个很关键的部件。
单相泵的机械密封结构如图:它有两对模块组成的双端面机械密封,每对模块由静模块和动模块组成。
静模块是安装在机座和泵体上,单相泵运行时它是静止不动的,而两块动模块是安装在轴上,随轴旋转的。
两对磨块的对磨平面称为密封面,都经过研磨,其平面度及表面的粗糙度的要求极高,生产厂在制造时都用单色光,透过平镜照在该密封面上,在平镜上看光干涉条纹来检查它的平面度,达到要求才能使用,所以在拆装及保存中都需要十分小心不能碰毛,否则将直接影响其密封性。
运行中依靠密封面的平整性和光洁使密封面始终保持接触,并阻止水进入密封腔和电机腔。
动磨块与橡胶波纹管固定成一体。
橡胶波纹管有两个作用:一是传递扭矩,带动磨块旋转;二是起密封作用,阻止水沿轴表面,渗入电机腔。
弹簧的作用是对两对密封面上加一定的压力,这压力能使密封面保持接触,并能平衡外界对机械密封的压力。
当模块磨损时,弹簧的补偿的作用能使密封面继续保持接触。
弹簧的压力应适当,压力过大,一方面增加了摩擦损耗,另一方面也加快模块的磨损 。
而压力过小引起泄露。
所以修理时不能自行改用其他弹簧。
密封腔的油起润滑和散热作用。
密封腔内的油应优先选用不含杂质的20*汽轮机油,再不能办到可改用N7机械油。
且应定量加油,加油量一般在淹没密封即可。
密封面的对磨会产生大量热,所以油温也会升高。
如果油加得太满,则油温升高时体积也增大,而机械密封腔是一个密闭腔,体积有限,造成油压增加,增高的油压会造成磨块的异常磨损,也会造成泄漏。
如油量太少,则上面一付密封面会因缺油而异常发热,甚至烧损。
选用磨块的材料应匹配,如碳化硅对碳化硅、氮化硅对不锈钢g Cr 18等。
碳化硅对碳化硅是新型机械密封材料,硬度高且耐磨性好,即使单相泵在含有相当大的沙的水中运行时,也有相当好的可靠性和使用寿命。
碳化硅磨块一般仅用于靠近泵的一端。
为了防止水中所含的砂粒进入机械密封,并减少机械密封所承受的压力,在机械密封前还装有一个有骨架油封。
这台水泵用的是涡壳型如上图多用于流量小而扬程高的单相泵,其结构与般离心泵一样,都有一个口环结构,口环间院为0.25 mm左右。
间隙过小,会由于各零件的不同心或端面不垂直而引起叶轮与泵盖相擦;而间隙过大则泵的容积效率大大下降,也影响泵的扬程和流量。
半开式叶轮是没有叶轮前盖板的叶轮。
叶轮的叶片平面与泵盖之间也有一个间院,这间腺约0.3~0.8 mm.同样,间欧过小也会引起叶轮与泵益相擦,间隙大了,泵效率也会降低。
但间脉大的电泵,叶轮因沙粒或其他杂物堵住的可能较小,从而大大提高电泵运行的可靠性。
所以也有设计成较大间家而宁可牺牲些提高可靠性的电泵。
另有一种易流型电泵,叶轮的叶片泵盖间距近10mm.这样叶轮被堵塞的可能性极小,可靠性大大提高了。
过滤网起过滤作用,以免大颗粒杂物进入泵体堵住叶轮。
单相水泵电机的绕制方法1拆掉烧坏绕组,记录数据,用截刀把水泵电机绕组的一端截掉。
2单相电机绕组分主绕组和副绕组,在拆的时候要数清每个绕组中每把线的匝数,它和三相电机不一样。
主绕组有两个极付绕组有两个极主付绕组各数一个就可以了。
主绕组 副绕组另一端因为已经截断,这一端就可以用撬棒把线撬出来。
注意的是按顺序一把一把地撬出来,因为绕组是同心式每把线的匝数也不一样,避免数据弄错。
付绕组 主绕组主绕组和副绕组的线径也不一样,绕组是同心的从大圈到小圈的顺序记录匝数:副绕组:71 67 57 26 线径0.49