원심펌프의 구성 및 작동원리
물리학에 따르면 원운동을 하는 물체는 원심력을 받습니다. 구심력이 부족하거나 상실되면 물체는 관성에 의해 원주의 접선 방향을 따라 날아가 소위 원심 운동을 형성하게 됩니다. 원심 펌프는 이러한 관성 원심 운동을 활용하여 작동합니다.
상하수도 공학에서 일반적으로 사용되는 단단 원심 펌프의 기본 구조에 대한 개략도. 주요 작동 구성 요소는 임펠러 1, 볼류트 펌프 케이싱 2, 임펠러를 회전시키는 펌프 샤프트 3입니다. 달팽이형 펌프케이싱의 흡입구는 워터펌프의 흡입관(4)에 연결되고, 출구는 워터펌프의 압력관(7)에 연결된다. 곡선형 블레이드가 있는 임펠러는 고정된 펌프 케이싱에 설치되고 임펠러의 입구는 워터 펌프 흡입 파이프에 연결됩니다. 펌핑을 시작하기 전에 펌프와 흡입 파이프에 물을 채우십시오. 동력 기계가 임펠러를 구동하여 펌프 샤프트를 통해 고속으로 회전하면,
임펠러의 물은 임펠러와 함께 고속으로 회전합니다. 물의 응집력이 부족하고 블레이드와 물 사이의 마찰력이 형성되어 물 흐름의 회전 운동을 유지하는 구심력으로 인해 임펠러 내부의 물 흐름은 임펠러의 바깥 가장자리를 향해 점차 흐르게 되며, 임펠러에서 던져져 펌프 케이싱으로 들어간 다음 확산 콘 파이프를 통해 워터 펌프의 압력 파이프로 흐릅니다. 압력관을 통해 파이프라인 네트워크로 이송됩니다. 동시에 물이 빠져나가면서 임펠러 중앙에는 진공이 형성되고, 흡입풀 표면에는 대기압이 작용하게 된다. 흡입관 내의 물은 이러한 압력차에 의해 흡입관을 따라 임펠러로 연속적으로 유입됩니다. 임펠러의 지속적인 회전으로 인해 물이 지속적으로 배출되고 흡입되어 원심 펌프의 지속적인 물 공급이 이루어집니다.
위에서 언급했듯이 원심 펌프의 작동 과정은 실제로 에너지 전달 및 변환 과정입니다. 이는 동력 기계의 기계적 에너지를 이송되는 유체의 운동 에너지와 압력 에너지로 변환합니다. 에너지 전달 및 변환 과정에서는 에너지 손실이 불가피하게 많으며, 손실이 클수록 작업효율은 낮아지고 펌프의 성능은 저하됩니다.
원심펌프의 주요 구성품
원심 펌프는 많은 구성 요소로 구성됩니다. 단일 스테이지 단일 흡입 원심 펌프를 예로 들어 각 주요 구성 요소의 기능, 재료 및 구성에 대해 논의합니다.
1, 임펠러
작업 휠 또는 회전 휠이라고도 알려진 임펠러는 동력 기계의 기계적 에너지를 펌핑되는 액체로 전달하여 임펠러를 통해 흐르는 유체의 에너지를 증가시키는 데 사용됩니다. 임펠러 재료를 선택할 때는 원심력 하에서의 기계적 강도를 고려하는 것 외에도 재료의 내마모성과 내식성도 고려해야 합니다. 현재 임펠러는 대부분 주철, 주강 및 청동으로 만들어집니다.
임펠러는 구조에 따라 단일 흡입과 이중 흡입의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 한쪽에서 물을 흡수하며, 임펠러의 전면 및 후면 덮개판이 비대칭입니다. 단일 흡입 임펠러는 단일 흡입 원심 펌프에 사용됩니다. 양흡입 임펠러는 양쪽에서 물을 흡수하며 임펠러 덮개판은 대칭입니다. 양흡입 원심 펌프는 양흡입 임펠러를 사용하는데, 이는 유속이 크고 자동으로 축력의 균형을 맞출 수 있습니다.
임펠러는 덮개판에 따라 폐쇄형, 개방형, 반개방형의 세 가지 형태로 구분됩니다. 두 개의 덮개판이 있는 임펠러를 폐쇄형 임펠러라고 합니다. 덮개판 사이에는 뒤로 휘어지는 6-12개의 칼날이 있습니다. 이러한 유형의 임펠러는 효율이 높으며 널리 사용됩니다. 후면 커버 플레이트만 있고 전면 커버 플레이트가 없는 임펠러를 반 개방형 임펠러라고 합니다. 블레이드만 있고 덮개판이 없는 임펠러를 개방형 임펠러라고 합니다. 반개방형 및 개방형 임펠러에는 블레이드 수가 더 적습니다(보통 2개). 5개, 이 두 가지 유형의 임펠러는 밀폐형 임펠러에 비해 효율성이 낮으며 6개에 적합합니다.
오염되었거나 다량의 고체 입자를 함유한 액체를 배출합니다.
2, 펌프 샤프트
펌프 샤프트의 기능은 임펠러가 회전하도록 지원하고 구동하여 동력 기계의 에너지를 임펠러로 전달하는 것입니다. 수평형 원심펌프의 축단은 직선이어야 하며, 펌프 작동 중 축의 휘어짐으로 인한 임펠러의 흔들림을 방지하기 위해 충분한 강도와 강성을 가져야 하며, 이는 마모로 인해 임펠러와 펌프 케이싱이 손상될 수 있습니다. 펌프 샤프트는 일반적으로 탄소강 또는 스테인레스 스틸로 만들어집니다. 펌프 샤프트의 한쪽 끝은 플랫 키와 역방향 너트로 임펠러에 고정되어 회전 중에 임펠러가 조여지도록 합니다. 대형 및 중형 워터 펌프에서 임펠러의 축 위치는 샤프트 슬리브와 샤프트 슬리브를 조이는 너트를 사용하여 위치됩니다. 펌프 샤프트의 다른 쪽 끝에 커플 링을 설치하십시오.
3, 펌프 케이싱
원심 펌프의 펌프 케이싱은 액체를 담고 운반하는 달팽이 껍질 모양입니다. 펌프커버와 달팽이몸통으로 구성되어 있습니다. 펌프 커버는 펌프의 흡입실로서 흡입관 내의 물을 손실을 최소화하면서 임펠러 방향으로 균일하게 유도하는 역할을 합니다. 구조에 따라 흡입실은 직선형 원추형 흡입실, 환형 흡입실, 반나선형 흡입실로 나눌 수 있습니다. 달팽이 몸체는 달팽이 챔버와 디퓨저 콘으로 구성됩니다. 스네일 챔버의 주요 기능은 임펠러에서 배출되는 물의 흐름을 수집하고 흐름 단면적을 지속적으로 증가시켜 스네일 챔버의 물 흐름 속도를 일정하게 유지하여 수두 손실을 줄이는 것입니다. 스네일 챔버에서 배출된 물은 확산 콘 튜브를 통해 압력 튜브로 유입됩니다. 확산 콘 튜브의 기능은 물 흐름의 속도를 줄이고 물 흐름의 운동 에너지 중 일부를 압력 에너지로 변환하는 것입니다.
펌프 케이싱의 입구 및 출구 플랜지에는 2개의 드릴 구멍이 있으며, 이는 펌프의 입구 및 출구 압력을 측정하기 위한 진공 게이지 및 압력 게이지를 설치하는 데 사용됩니다. 펌프 케이싱의 상단에는 워터 펌프를 시작하기 전에 물을 채우거나 펌프 케이싱에서 공기를 추출하는 데 사용되는 물 채우기(또는 공기 추출) 구멍이 장착되어 있습니다. 펌프 케이싱 하단에는 펌프 정지 후 펌프 내부에 쌓인 물을 배출하기 위한 배수구가 마련되어 겨울철 동파를 방지합니다. 펌프 케이싱의 바닥에는 기초에 고정하기 위한 볼트 구멍이 있습니다. 워터 펌프를 고정하는 볼트 구멍을 제외하고 다른 나사 구멍은 워터 펌프를 일시적으로 사용하지 않을 때 나사형 플러그로 막아야 합니다.
위의 구성 요소 중 임펠러와 펌프 샤프트는 수직 원심 펌프의 회전 부분이고 펌프 케이싱은 고정 구성 요소입니다. 이 둘 사이에는 3개의 접합부가 있습니다: 펌프 샤프트와 펌프 케이싱 사이의 샤프트 씰 장치, 임펠러와 펌프 케이싱 내벽 사이의 조인트에 있는 누출 감소 링, 펌프 사이의 회전 연결부에 있는 베어링 샤프트와 펌프 시트.