在吸入管路內(nèi)布滿水就能自動地把水抽上來的離心泵稱為自吸泵。
自吸泵的結(jié)構(gòu)類型良多,其中,外混式自吸泵的工作原理是:水泵啟動前先在泵殼內(nèi)灌滿水(或泵殼內(nèi)自身存有水)。啟動后葉輪高速旋轉(zhuǎn)使葉輪槽道中的水流向渦殼,這時進口形成真空,使進水逆止門打開,吸入管內(nèi)的空氣進入泵內(nèi),并經(jīng)葉輪槽道到達外緣。另一方面,被葉輪排到氣水分離室中的水又經(jīng)左右回水孔流回到葉輪外緣。左回水孔流回的水在在壓力差和重力的作用下,射向葉輪槽道內(nèi),并被葉輪擊碎,與吸入管路來的空氣混合后,甩向蝸殼,向旋轉(zhuǎn)方向活動。然后與右回水孔流來的水匯合,順著蝸殼活動。因為液體在蝸殼內(nèi)不斷沖擊葉柵,不斷被葉輪擊碎,就同空氣強烈攪拌混合,天生氣水混合物,并不斷地活動致負氣水不能分離。混合物在蝸殼出口被隔舌剝離,沿短管進入分離室。在分離室內(nèi)空氣被分離出來,由出口管排掉,而水仍經(jīng)左右回水孔流向葉輪外緣,并與吸入管空氣相混合。如斯反復輪回,逐漸將吸入管路中的空氣排盡,使水進入泵內(nèi),完成自吸過程。
內(nèi)混式的自吸泵,工作原理與外混式自吸泵相同,其區(qū)別只是回水不流向葉輪外緣,而流向葉輪進口。內(nèi)混式自吸泵在啟動時,須打開葉輪前下方的回流閥,使泵內(nèi)液體流回到葉輪進口。水在葉輪高速滾動的作用下與吸入管來的空氣相混合,形成氣水混合物排至分離室。在這里空氣排出而水又從回流閥返回到葉輪進口。如斯反復進行,直至空氣排盡,吸上水來。
自吸泵的自吸高度,與葉輪前密封間隙、泵的轉(zhuǎn)數(shù)、分離室液面高度等因素有關(guān)。葉輪前密封間隙越小,自吸高度越大,一般取為0.3~0.5毫米;在間隙增大時,除自吸高度下降外,泵的揚程、效率均降低。泵的自吸高度隨葉輪的圓周速度u2的增大而增大,但到zui大自吸高度時,轉(zhuǎn)數(shù)增加而自吸高度就不再增加了,此時只是縮短自吸時間;當轉(zhuǎn)數(shù)下降時,自吸高度則跟著下降。在其它前提不變的情況下,自吸高度還跟著儲水高度的增加而增加(但也不能超過分離室的zui佳儲水高度)。為了在自吸泵中更好地負氣水混合,葉輪的葉片須少些,使葉柵的節(jié)距增大;并宜采用半開式葉輪(或葉輪槽道較寬的葉輪),這樣更利便于回水深入地射進葉輪葉柵中。
自吸泵大部門與內(nèi)燃機配套,裝在可移動的小車上,宜于野外功課。
1.高揚程水泵用于低揚程抽水
很多機手認為抽水揚程越低,電機負荷越小。在這種錯誤認識的誤導下,選購水泵時,常將水泵的揚程選得很高。其實對于離心式水泵而言,當水泵型號確定后,其消耗功率的大小是與水泵的實際流量成正比的。而水泵的流量會隨揚程的增加而減小,因而揚程越高,流量越小,消耗功率也就越小。反之,揚程越低,流量越大,消耗的功率也就越大。因此,為了防止電機過載,一般要求水泵的實際抽水使用揚程不得低于標定揚程的60%。所以當高揚程用于過低揚程抽水時,電機容易過載而發(fā)熱,嚴重時可燒毀電機。若應急使用,則必須在出水管上裝一個用于調(diào)節(jié)出水量的閘閥(或用木頭等物堵小出水口),以減小流量,防止電機過載。注意電機溫升,若發(fā)現(xiàn)電機過熱,應及時關(guān)小出水口流量或關(guān)機。這一點也容易產(chǎn)生誤解,有些機手認為堵塞出水口,強制減少流量,會增加電機負荷。其實正好相反,正規(guī)的大功率離心泵排灌機組的出水管上都裝有閘閥,為了減小機組啟動時的電機負荷,應先關(guān)閉閘閥,待電機啟動后再逐漸開啟閘閥就是這個道理。
2.大口徑水泵配小水管抽水
很多機手認為這樣可以提高實際揚程,其實水泵的實際揚程=總揚程~損失揚程。當水泵型號確定后,總揚程是一定的;損失揚程主要來自于管路阻力,管徑越小顯然阻力越大,因而損失揚程越大,所以減小管徑后,水泵的實際揚程非但不能增加,反而會降低,導致水泵效率下降。同理,當小管徑水泵用大水管抽水時,也不會降低水泵的實際揚程,反而會因管路的阻力減小而減小了損失揚程,使實際揚程有所提高。也有機手認為小管徑水泵用大水管抽水時,必然會大大增加電機負荷,他們認為管徑增大后,出水管里的水對水泵葉輪的壓力就大,因而會大大增加電機負荷。殊不知,液體壓強的大小只與揚程高低有關(guān),而與水管截面積大小無關(guān)。只要揚程一定,水泵的葉輪尺寸不變,無論管徑多大,作用在葉輪上的壓力都是一定的。只是管徑增大后,水流阻力會減小,而使流量有所增加,動力消耗也有適當增加。但只要在額定揚程范圍內(nèi),無論管徑如何增加水泵都是可以正常工作的,并且還可以減小管路損耗,提高水泵效率。
3.安裝進水管路時,水平段水平或向上翹
這樣做會使進水管內(nèi)聚集空氣,降低水管和水泵的真空度,使水泵吸水揚程降低,出水量減少。正確的做法是:其水平段應向水源方向稍有傾斜,不應水平,更不得向上翹起。
4.進水管路上用的彎頭多
如果在進水管路上用的彎頭多,會增加局部水流阻力。并且彎頭應在垂直方向轉(zhuǎn)彎,不允許在水平方向轉(zhuǎn)彎,以免聚集空氣。
5.水泵進水口與彎頭直接相連
這樣會使水流經(jīng)過彎頭進入葉輪時分布不均。當進水管直徑大于水泵進水口時,應安裝偏心變徑管。偏心變徑管平面部分要裝在上面,斜面部分裝在下面。否則聚集空氣,出水量減少或抽不上水,并有撞擊聲等。若進水管與水泵進水口直徑相等時,應在水泵進水口和彎頭之間加一直管,直管長度不得小于水管直徑的2~3倍。