水處理用泵簡介及技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
摘要：分析了幾種主要水處理用泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及適用場(chǎng)合，為合理選擇泵類產(chǎn)品提供了依據(jù)。同時(shí)，指出了水處理用泵的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：水處理用泵 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
一、前言
水是萬物生存的基本條件，人類生活和生產(chǎn)都離不開水。我國水資源匱乏，而且在時(shí)間和空間上分布不均勻。隨著人口和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水污染的范圍和程度越來越大。我國重要河流以及沿海地區(qū)水污染情況非常嚴(yán)重，由此導(dǎo)致的水危機(jī)已嚴(yán)重地制約了各行各業(yè)的高速發(fā)展，影響了人民生活水平的提高，水處理已是勢(shì)在必行。
水泵是水處理中輸送流體的重要設(shè)備，向流體供給能量，使其克服流動(dòng)中的阻力，保持在設(shè)備或管道中的流量。另外，在進(jìn)行水處理時(shí)，還需要將化學(xué)試劑從甲罐送到乙罐從低位送往高位。所有這些都依靠水泵做功而完成。由此可見，合理選擇泵類產(chǎn)品，了解水處理用泵的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，成為水處理工作中一項(xiàng)重要的工作。本文對(duì)水處理用泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合等作了簡單介紹，供相關(guān)工作人員參考應(yīng)用。
二、水處理用泵的分類
水處理行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，應(yīng)用的泵設(shè)備種類眾多，很難用一種分類方法進(jìn)行宏觀概括，經(jīng)常根據(jù)實(shí)際需要按不同方法進(jìn)行分類，下面作一簡單介紹。
1．按其工作原理分類
葉片泵：利用葉片和液體相互作用來輸送液體，如離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵等。
容積泵：利用工作室容積周期性變化來輸送液體，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齒輪泵、滑板泵和螺桿泵等。
其他類型的泵：只改變液體位能的泵，如水車等；利用液體能量來輸送液體的泵，如射流泵、水錘泵、酸蛋等。
2．按其輸送介質(zhì)分類
單相介質(zhì)輸送泵、雙相介質(zhì)輸送泵、多相介質(zhì)輸送泵三類。
3．葉片式水處理用泵的分類
在水處理用泵中，葉片式水處理用泵應(yīng)用最為廣泛，常用的有以下幾種類型：單級(jí)泵、多級(jí)泵、雙吸泵、混流泵、軸流泵、潛水泵、潛污泵、螺旋泵、計(jì)量泵、柱塞泵、螺桿泵和射流泵等。
三、主要產(chǎn)品介紹
1．離心耐腐蝕用泵
離心耐腐蝕用泵主要是單級(jí)單吸懸臂式耐腐蝕泵，用于輸送不含固體顆粒、腐蝕性流體，使用溫度在0~100~C。在水處理中多用于離子交換工藝中H水的輸送。輸送介質(zhì)接觸的過流部件材質(zhì)采用不銹鋼、塑料兩種材質(zhì)。二者的區(qū)別是泵體、泵蓋與拖架的聯(lián)接方式不同。前者是泵體固定在拖架上，然后泵蓋固定在泵體上；后者是泵體借助于泵蓋的止口固定在拖架上，同時(shí)也將泵蓋固定。
2．污水泵
污水泵主要由泵體、泵蓋、軸承箱、葉輪、軸等幾部分組成。主要用于輸送80~C以下帶有纖維或其他懸浮物的流體，以及具有酸性、堿性或其他腐蝕性的污水。常用的污水泵有兩大類：一種是普通電動(dòng)機(jī)的污水泵，另一種是潛污泵。
3．中開泵
中開泵在水處理工藝中用作輸送清水類流體使用，最高溫度不超過80~C。常用的中開泵有S型離心泵~flSh型離心泵。S型離心泵的效率值較高，產(chǎn)品成本低，利于節(jié)能。Sh型離心泵運(yùn)行可靠性高，壽命長。中開泵，顧名思義，泵體為中開式，分上下兩部分。其結(jié)合縫與軸中心在同一平面上，中間以紙墊相隔。上下體以銷釘定位，螺栓緊固。吸入口與排出口均在下體上，成水平方向，與泵軸垂直。上下體合攏后組成兩對(duì)稱吸入室在葉輪兩側(cè)，兩室共用一吸入口，中間為高壓室，其底部與排出管I：1相通。離心泵葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于泵體內(nèi)有低壓側(cè)(入口)與高壓側(cè)(出口)，會(huì)導(dǎo)致葉輪兩側(cè)受力不均衡。為了避免此問題出現(xiàn)，在葉輪右側(cè)中部開若干個(gè)平衡小孔，使右側(cè)的高壓水小量回流人低壓區(qū)，從而使軸向推
力得到平衡。
4．往復(fù)式泵
往復(fù)式泵依靠在泵缸中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(或柱塞)改變泵缸的容積，配合兩個(gè)逆止閥的作用，達(dá)到吸入或排出液體的目的。往復(fù)泵按活塞的構(gòu)造，可分為活塞式往復(fù)泵、塞式往復(fù)泵和隔膜式往復(fù)泵三種。活塞式往復(fù)泵的主要部件是活塞，依靠活塞在泵缸中工作，吸入或排出液體。柱塞式往復(fù)泵的主要部件是柱塞(呈柱狀體)，比活塞接觸面積大，耐磨。其作用方式與活塞完全相同。隔膜式往復(fù)泵的主要部件也是柱塞，與柱塞式往復(fù)泵不同的是：在泵的工作室與缸體之間以膠質(zhì)(或鋼質(zhì))隔膜分隔，當(dāng)柱塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，隔膜隨之來回鼓動(dòng)，起到吸入或排出液體的作用。
5．計(jì)量泵螺桿泵
在水處理工藝中，計(jì)量泵和螺桿泵應(yīng)用較多。
(1)計(jì)量泵計(jì)量泵有柱塞式和隔膜式兩種，主要由蝸桿、偏心輪、弓形架、十字頭、柱塞、偏心軸、調(diào)節(jié)螺桿和電動(dòng)機(jī)等組成。計(jì)量泵是可以對(duì)流量進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜態(tài)調(diào)整的往復(fù)泵：通過調(diào)節(jié)螺桿與偏心軸之間的距離來調(diào)控流量。螺桿與偏心軸間的間距越小，泵的行程越大，其流量也越大；反之泵的流量也越小。J型計(jì)量泵被廣泛應(yīng)用于計(jì)量要求準(zhǔn)確，配量可
調(diào)，連續(xù)配送介質(zhì)的場(chǎng)合。在水處理工藝中，用于輸送和投加不含固體顆粒的腐蝕性和非腐蝕性藥劑。根據(jù)輸送介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的不同，液缸過流部分可采用相應(yīng)的耐腐蝕材料。
(2)螺桿泵螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵。可用于輸送單一的或多種介質(zhì)的流體，包括中性或腐蝕性的，潔凈的或磨蝕性的，含氣體或易產(chǎn)生氣泡的，高黏度的或低黏度的，以及含有纖維或固體顆粒的液體，廣泛適用于各工業(yè)部門。
螺桿泵的工作原理是：螺桿泵工作時(shí)，液體被吸入后就進(jìn)入螺紋與泵殼所圍的密封空間，當(dāng)主動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿泵密封容積在螺牙的擠壓下提高螺桿泵壓力，并沿軸向移動(dòng)。由于螺桿是等速旋轉(zhuǎn)，所以液體出流流量也是均勻的。因此，螺桿泵具有經(jīng)濟(jì)性能好，壓力高，流量均勻，轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)。
四、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
為了更好地滿足水處理行業(yè)用泵要求，水處理用泵的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面。
1．泵運(yùn)行安全性的技術(shù)研究
在水處理行業(yè)中，水泵是極其重要的設(shè)備。水泵的運(yùn)行安全直接影響水處理工藝的正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)較大的故障，整個(gè)水處理工藝將處于癱瘓，給人民群眾的生活和生產(chǎn)帶來極大不便。根據(jù)目前對(duì)水處理用泵運(yùn)行情況的分析，常見的故障有：葉輪長期在污水中遭受表面腐蝕，葉片早期疲勞斷裂，泵體過流部件磨損，泵軸發(fā)生彎曲，電動(dòng)機(jī)及軸承燒損等。對(duì)運(yùn)行安全性的研究非常重要，通過該項(xiàng)內(nèi)容的研究，不僅提高泵的安全性，同時(shí)還可以提高其使用壽命。
2．泵自動(dòng)控制的技術(shù)研究
在水處理工作過程中，系統(tǒng)的用水量和水壓是經(jīng)常變化的，如果不能按照需要得到滿足，將影響生產(chǎn)的正常運(yùn)行，造成較大的浪費(fèi)。為了有效地進(jìn)行管理，需要對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)控制；為了提高生產(chǎn)效率和安全性，也需要對(duì)水處理用泵的關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測(cè)。由此可見，開展自動(dòng)控制技術(shù)的研究是一個(gè)重要的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
目前對(duì)自動(dòng)變頻技術(shù)開展的研究較多，已初步取得了理想的效果，帶來了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法具有良好的節(jié)能效果，這已被為國內(nèi)許多實(shí)踐所證明。在許多泵的應(yīng)用場(chǎng)合，有時(shí)需要泵的性能參數(shù)保持恒定不變，有時(shí)需要泵的性能參數(shù)根據(jù)使用條件進(jìn)行變化，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可以達(dá)到這一目的，同時(shí)又可以提高管路效率，使裝置效率明顯提高。
3．水泵選型和系統(tǒng)節(jié)能的技術(shù)研究由于各種原因，在泵的選型設(shè)計(jì)方面存在著許多不合理的現(xiàn)象，造成能源的浪費(fèi)，給節(jié)能工作帶來了很大影響。
(1)水泵選型應(yīng)遵循的原則
1)使用單位合理確定泵的性能參數(shù)和必備工作條件。
2)設(shè)計(jì)部門應(yīng)合理確定泵的類型、參數(shù)，合理滿足現(xiàn)場(chǎng)使用條件。
3)全面考慮泵的最高效率、高效率范圍、實(shí)際使用效率指標(biāo)。
4)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，從中選擇技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的方案。
(2)提高離心泵系統(tǒng)運(yùn)行的效率指標(biāo)
離心泵的節(jié)能工作不應(yīng)僅限于研究離心泵自身效率的高低，應(yīng)更廣泛地研究整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)方面效率指標(biāo)，從而做到整個(gè)系統(tǒng)的高效節(jié)能，這方面的潛力是比較大的。在以下幾個(gè)方面應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的分析研究。
1)離泵機(jī)組與整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的配置是否合理，既要滿足使用要求，又要達(dá)到節(jié)能要求。
2)離心泵與電動(dòng)機(jī)的配置是否合理，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能效果如何。
3)管路的配置是否合理，減少管路，提高管路效率。
4)傳動(dòng)裝置的配置是否合理，傳動(dòng)裝置選擇和使用，不僅會(huì)影響傳動(dòng)效率，而且對(duì)動(dòng)力機(jī)、水泵和管路效率都有影響。
5)效率與汽是否合理。
6)離心泵系統(tǒng)運(yùn)行的管路、維護(hù)等方面是否合理。
4．特殊性能的研究
由于使用條件的差異，除了開展以上的技術(shù)研究內(nèi)容以外，同時(shí)還要進(jìn)一步開展一些特殊性能的研究，主要有以下幾個(gè)方面。
1)特殊輸送介質(zhì)的研究，固液混合輸送介質(zhì)等。
2)特殊材質(zhì)的研究，材質(zhì)應(yīng)具備較強(qiáng)的耐腐蝕性、耐磨性。
3)特殊結(jié)構(gòu)的研究，過流通道無堵塞、雙層特殊結(jié)構(gòu)等。
五、結(jié)語
泵是水處理工藝中的重要設(shè)備。對(duì)幾種主要的水處理泵類產(chǎn)品，進(jìn)行了簡要分析，歸納總結(jié)了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用條件，為合理選擇水處理用泵提供了參考依據(jù)。同時(shí)，指出了水處理用泵技術(shù)上的發(fā)展趨勢(shì)，為了達(dá)到提高效率和節(jié)能降耗的目的，需要在泵運(yùn)行安全性、自控性、節(jié)能以及特殊性能等四方面進(jìn)行進(jìn)一步探索與研究。
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