新泵阀技术在潜水排污泵中应用

潜水排污泵是一种泵与电机连体，并同时潜入液下工作的泵类产品，与一般卧式泵或立式污水泵相比，潜水排污泵明显具有以下几个方面的优点:1.结构紧凑、占地面积小。潜水排污泵由于潜入液下工作，因此可直接安装于污水池内，无需建造专门的泵房用来安装泵及机，可以节省大量的土地及基建费用。2.安装维修方便。小型的潜水排污泵可以自由安装，大型的潜水排污泵一般都配有自动藕合装置可以进行自动安装，安装及维修相当方便。3.连续运转时间长。潜水排污泵由于泵和电机同轴，轴短，转动部件重量轻，因此轴承上承受的载荷(径向)相对较小，寿命比一般泵要长得多。4.不存在汽蚀破坏及灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很大的方便。5.振动噪声小，电机温升低，对环境无污染。
　　
　　正是由于上述优点，潜水排污泵已越来越受到人们的重视，使用的范围也越来越广，由原来的单纯地用来输送清水到现在的可以输送各种生活污水、工业废水、建筑工地排水、液状饲料等等。在市政工程、工业、医院、建筑、饭店、水利建设等各行各业中起着十分重要的作用。
　　
　　但是任何事物都是一分为二的，对于潜水排污泵来说最关键的问题是可靠性问题，因为潜水排污泵的使用场合是在液下;输送的介质是一些含有固体物料的混合液体;泵与电机靠得很近;泵为立式布置，转动部件重量与叶轮承受水压力同向。这些问题都使得潜水排污泵在密封、电机承载能力、轴承布置及选用等方面的要求比一般的污水泵要高。
　　
　　为了提高潜水排污泵的寿命，现在国内外大部分厂家都在泵的保护系统上想办法，即在泵发生泄漏、过载、超温等故障时能进行自动报警，并自动停机备修。可是我们认为，在潜水排污泵中设置保护系统很有必要的，它能有效地保护电泵的安全运行。但这并不是问题的关键，保护系统只不过是在泵发生故障后的一种补救办法，是一种比较被动的办法。问题的关键应该是从根本着手，彻底解决泵在密封、过载等方面的问题，这才是一种较为主动的办法。为此我们把副叶轮流体动力密封技术及泵的无过载设计技术应用于潜水排污泵中来，较大提高了泵密封可靠性和承载能力，延长了泵的使用寿命。
　　
　　一、副叶轮流体动力密封技术的应用
　　
　　所谓的副叶轮流体动力密封是指在泵的叶轮后盖板背面附近同轴反方向安装一开式叶轮。当泵工作时，副叶轮随泵主轴一起旋转，副叶轮中的液体也会一起旋转，转动的液体会产生一个向外的离心力，这个离心力一方面顶住流向机械密封处的液体，降低了机械密封处的压力。另一方面阻止介质中的固体颗粒进入机械密封的摩擦副中，减少机械密封磨块的磨损，延长了其使用寿命。副叶轮除了起到密封作用外，还可以起到降低轴向力的作用，在潜污泵中轴向力主要是由液体作用在叶轮上的压差力和整个转动部分的重力所组成，这两个力的作用方向是相同的，合力是由两个力相加而成。可以看出，在性能参数完全相同的情况下，潜污泵的轴向力比一般卧式泵要大，而平衡难度比立式泵要难。所以在潜污泵中，轴承容易损坏其原因也是与轴向力大有着很大的关系。而如果安装了副叶轮，液体作用在副叶轮上压差力的方向是与上述两力的合力相反的，这样可以抵消一部分轴向力，也就起到了延长轴承寿命的作用。但是使用副叶轮密封系统也有一个缺点，那就是在副叶轮上要消耗一部分能量，一般在3%左右，但是只要设计合理，完全可以把这部分损失降低到最低限度。
　　
　　二、泵的无过载设计技术的应用
　　
　　在一般的离心泵中，功率总是随着流量的增加而增加的，也就是说，功率曲线是一根随流量增加而上升的曲线，这对泵的使用会带来一个问题:当泵在设计工况点运行时，一般来说，泵的功率小于电机额定功率，这台泵的使用是安全的;但是当泵扬程降低时，流量就会增加(从泵的性能曲线可以看出)，功率也随之增加。当流量超过设计工况点流量并到达一定值时，泵的输入功率可能会超过电机额定功率而造成电机过载而烧毁。电机过载运行时要么保护系统动作使泵停止转动;要么保护系统失灵使电机烧毁。泵的扬程低于设计工况点扬程使用的情况，在实际中也是经常会遇到的，一种情况是在泵选型时，泵的扬程选得过高，而实际使用时泵是降低扬程使用的;另一种情况是，在使用中泵的工况点不太好确定，换句话说泵的流量需要经常进行调节;还有一种情况是泵需要经常改变地点使用。这三种情况者陌可能使泵过载而影响泵的使用可靠性。可以这么说，对于没有全扬程特性的泵(包括潜水排污泵)，其使用范围会受到很大程度上的限制。所谓的全扬程特性(也称无过载特征)是指功率曲线随流量增加而上升的速度非常缓慢，更理想的是当流量增加到某一定值时，功率不但不会再上升，反而会有所下降，也就是说功率曲线是一根有驼峰的曲线，如果这样的话，我们只要选择电机额定功率略超过驼峰点的功率值，那么在0流量到最大流量的整个范围内，你无论在那一个工况点上运行，泵的功率都不会超过电机功率而使泵过载，对于具备这种性能的泵，无论是选型还是使用时，都会非常方便和可靠。另外电机功率也不需配得过大，可以节省可观的设备费用。
　　
　　采购前阀门选型的步骤和依据：
　　
　　在流体管道系统中，阀门是控制元件，其主要作用是隔离设备和管道系统、调节流量、防止回流、调节和排泄压力。由于管道系统选择最适合的阀门显得非常重要，所以，了解阀门的特性及选择阀门的步骤和依据也变得至关重要起来。
　　
　　阀门行业到目前为止，已能生产种类齐全的闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀和紧急切断阀等12大类、3000多个型号、4000多个规格的阀门产品；最高工作压力为600MPa，最大公称通径达5350mm，最高工作温度为1200℃，最低工作温度为-196℃，适用介质为水、蒸汽、油品、天然气、强腐蚀性介质（如浓硝酸、中浓度硫酸等）、易燃介质（如笨、乙烯等）、有毒介质（如硫化氢）、易爆介质及带放射性介质（金属钠、-回路纯水等）。
　　
　　阀门承压件材质铸铜、铸铁、球墨铸铁、高硅铸铁、铸钢、锻钢、高、低合金钢、不锈耐酸钢、哈氏合金、因科镍尔、蒙乃尔合金、双相不锈钢、钛合金等。并且能够生产各种电动、气动、液动阀门驱动装置。面对如此众多的阀门品种和如此复杂的各种工况，要选择管道系统最适合安装的阀门产品，我以为，首先应了解阀门的特性；其次应掌握选择阀门的步骤和依据；再者应遵循选择阀门的原则。
　　
　　1．阀门的特性一般有两种，使用特性和结构特性。
　　
　　使用特性：它确定了阀门的主要使用性能和使用范围，属于阀门使用特性的有：阀门的类别（闭路阀门、调节阀门、安全阀门等）；产品类型（闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等）；阀门主要零件（阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面）的材料；阀门传动方式等。结构特性：它确定了阀门的安装、维修、保养等方法的一些结构特性，属于结构特性的有：阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式（法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等）；密封面的形式（镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊、阀体本体）；阀杆结构形式（旋转杆、升降杆）等。
　　
　　2．选择阀门的步骤和依据大体如下：
　　
　　⑴选择步骤
　　
　　1.明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工作条件：适用介质、工作压力、工作温度等等。
　　
　　2.确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接等。
　　
　　3.确定操作阀门的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。
　　
　　4.根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈耐酸钢、铜合金等。
　　
　　5.确定阀门的型式：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀、等。
　　
　　6.确定阀门的参数：对于自动阀门，根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等，再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。
　　
　　7.确定所选用阀门的几何参数：结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等。
　　
　　8.利用现有的资料：阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门产品。
　　
　　⑵选择阀门的依据在了解掌握选择阀门步骤的同时，还应进一步了解选择阀门的依据。
　　
　　1.所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。
　　
　　2.工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能，是否含有固体颗粒，介质是否有毒，是否是易燃、易爆介质，介质的黏度等等。
　　
　　3.对阀门流体特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等级等等。
　　
　　4.安装尺寸和外形尺寸要求：公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。⑤对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。（在选定参数时应注意：如果阀门要用于控制目的，必须确定如下额外参数：操作方法、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门的最大和最小进口压力。）根据上述选择阀门的依据和步骤，合理、正确地选择阀门时还必须对各种类型阀门的内部结构进行详细了解，以便能对优先选用的阀门做出正确的抉择。管道的最终控制是阀门。阀门启闭件控制着介质在管道内的流束方式，阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性，在选择管道系统最适合安装的阀门时必须考虑到这一点。
　　
　　如下为选择阀门应遵循的原则：
　　
　　⑴截止和开放介质用的阀门流道为直通式的阀门，其流阻较小，通常选择作为截止和开放介质用的阀门。向下闭合式阀门（截止阀、柱塞阀）由于其流道曲折，流阻比其他阀门高，故较少选用。在允许有较高流阻的场合，可选用闭合式阀门。
　　
　　⑵控制流量用的阀门通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。向下闭合式阀门（如截止阀）适于这一用途，因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关系。旋转式阀门（旋塞阀、蝶阀、球阀）和挠曲阀体式阀门（夹紧阀、隔膜阀）也可用于节流控制，但通常只能在有限的阀门口径范围内适用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口做横切运动，它只有在接近关闭位置时，才能较好地控制流量，故通常不用于流量控制。
　　
　　⑶换向分流用的阀门根据换向分流的需要，这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀和球阀较适用于这一目的，因此，大部分用于换向分流的阀门都选取这类阀门中的一种。但是在有些情况下，其他类型的阀门，只要把两个或更多个阀门适当地相互连接起来，也可作换向分流用。
　　
　　⑷带有悬浮颗粒的介质用阀门当介质中带有悬浮颗粒时，最适于采用其关闭件沿密封面的滑动带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的，那末就可能夹持颗粒，因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒，否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭过程中对密封面均有擦拭作用，故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。目前，无论在石油、化工，还是在别的行业的管道系统，阀门应用、操作频率和服务千变万化，要控制或杜绝那怕是低微的泄漏，最重要、最关键的设备还数阀门。管道的最终控制是阀门，阀门在各个领域的服务和可靠表现是独一无二的。
　　
　　采购后阀门检查及维修保养
　　
　　阀门维修保养不及时，造成阀门失修渗漏或开关不灵;阀门未定期检修试压，甚至使用多年未进行清洗、试压和技术鉴定，致使杂物沉积于阀内，关闭不严，严重渗油、窜油;阀门检修后未关闭，或者拆除阀门后未封堵管口;阀门尘兰垫片使用了不耐油不耐压材料等。因此，要加强对阀门的检查，力争做到防患于未然。
　　
　　阀门检查的主要内容：
　　
　　1、阀杆动密封及法兰垫片静密封处是否渗漏
　　
　　2、启闭状态是否正常
　　
　　3、阀体有无损伤及渗漏等异常现象4、将平时常开或常闭的阀门转动1～2圈或做1次升降试验
　　
　　5、对常开或常闭阀门阀杆部位润滑
　　
　　6、检查和调试气动阀门的动力头及电气系统