Основа на центробежната помпа ‖ Работно колело
Геометрията на работното колело
Важно е да се разбере профилната структура на типично центробежно работно колело. Центърът на работното колело се нарича смукателен отвор (око) на работното колело. Разпростиращи се навън от центъра са лопатките на работното колело. Лопатките на работното колело са извити (обикновено извити назад), улавят и движат течност, докато работното колело се върти. Голямата кръгла част зад лопатката е главината на работното колело. Главината осигурява опора за лопатките, докато свързва всички лопатки към възела на работното колело. Външният диаметър на главината е мястото, където може да се намери капакът на работното колело. Полуотвореното работно колело има капак, покриващ горната част на лопатката на работното колело. Затворен дизайн означава работно колело с капак, покриващ горната и долната част на лопатката на работното колело. Като алтернатива работното колело може да няма покривна плоча и този тип се нарича отворено работно колело.
Работните колела могат да се различават по дизайн, но някои основни принципи остават едни и същи във всички работни колела. Външният диаметър на лопатката определя налягането, което помпата може да произведе. По-малък външен диаметър ще произведе по-ниско налягане от подобно работно колело с по-голям диаметър. Височината на лопатките на работното колело определя дебита, произведен от помпата. По-ниска лопатка на работното колело ще произвежда по-малък поток от перка с по-висока лопатка. Тези геометрични характеристики на работното колело осигуряват фона на дизайна в стил на работното колело.
Физическа характеристика на работните колела
Работното колело е връзката между входната мощност (задвижващата машина) и изходната мощност (движението на флуида) на помпата. В началото на процеса на изпомпване задвижващата машина завърта работното колело през вала. Когато работното колело се върти, водата изтласква навън от центъра по ръба на перката и налягането се увеличава. Вода под високо налягане се изпуска от края на лопатката в спиралата (или направляващата лопатка -) на помпата. По пътя на спиралата/водещата лопатка водата се изпуска при дебит и налягане, определени от геометрията на работното колело. Водата се ускорява по лопатката на работното колело, образувайки ниско налягане на входа на работното колело. Атмосферното налягане е по-голямо от ниското налягане на смукателния отвор на работното колело, което упражнява сила върху повърхността на изпомпвания флуид, така че течността продължава да тече към смукателния отвор на работното колело.
Солидна обработка
Много приложения изискват изпомпване на течности, съдържащи твърди частици. Това е обичайно за потопяеми помпи, които са разположени по-ниско в резервоара, използван за събиране на оттичане и отпадъци. Един вид работно колело, известно със своите солидни възможности за работа, са каналните работни колела. Канализираното работно колело позволява на твърдите вещества да преминават ефективно между лопатките на работното колело. Този дизайн на работното колело обикновено се използва в приложения за пречистване на канализация и отпадъчни води.
Друго често срещано работно колело с твърдо вещество е вихровият тип, известен също като вдлъбнато работно колело. Работното колело е разположено в спиралата, образувайки голямо отворено пространство между работното колело и смукателния вход. За разлика от други работни колела, които разчитат на лопатки за изтласкване на вода, това работно колело създава вихри в отворените пространства на спиралата. Вихърът, генериран от бързото въртене на работното колело, позволява на течността и твърдите частици да се движат с минимален контакт с работното колело. Няма контакт между изпомпващата течност и работното колело, което е много полезно за приложения, съдържащи абразивни или твърди частици с големи частици.
Помпа за рязане и раздробяване
За приложения, които са склонни към запушване, има редица работни колела, предназначени да се справят с тези неприятни твърди вещества. нож помпа (резачка помпа) е такъв дизайн. Работното колело на режещата помпа има остър преден ръб и обикновено е направено от твърд материал като волфрамов карбид. Този остър ръб е проектиран с тясна междина между съответстващата смукателна плоча с остър назъбен ръб. Когато работното колело поеме твърдото вещество, част от твърдото вещество се улавя от фиксиран назъбен ръб на смукателната плоча, което позволява на въртящото се режещо работно колело да среже твърдото вещество. Нарязването на помпата намалява запушването, причинено от различни твърди частици и отломки, като парцали, "промиващи се" кърпички и дори дрехи, като по този начин намалява времето за престой на помпата. Тези нарязани твърди частици могат да бъдат филтрирани след помпата.
Друга конструкция на работно колело за приложения за запушване е помпата с хеликоптер. Механичната структура на помпата за раздробяване е подобна на тази на помпата за рязане. Твърдият материал се разкъсва между острия водещ ръб на работното колело и острия неподвижен ръб на смукателния вход.
За разлика от помпата за рязане, която използва назъбен ръб на смукателната плоча, помпата за рязане има механизъм с режещ нож, монтиран от външната страна на смукателния отвор на работното колело. Поддържат се близки допуски между лопатката и смукателния отвор на работното колело и между лопатката и смукателната плоча. Тези тесни допуски осигуряват рязане на цялото острие, предотвратявайки запушването на цялата спирала.
Приложение с високо налягане
Някои приложения изискват по-високи налягания, като изпомпване на голяма надморска височина или когато дизайнът на системата изисква тръби с малък диаметър. За да се постигне това високо налягане, дизайнът на работното колело може да бъде променен по няколко начина. Един от начините за увеличаване на налягането е увеличаване на външния диаметър на работното колело.
Друг начин за увеличаване на налягането е монтирането на покриващи плочи над и под лопатките на работното колело. Зоната между лопатките на затвореното работно колело намалява рециркулацията на потока (вътрешен обратен поток -) за по-ефективен изход при високо налягане. Въпреки че затвореното работно колело може ефективно да увеличи налягането, то ограничава способността на работното колело да се справя с твърди частици.
Помпите за високо налягане обикновено са оборудвани с филтри за предотвратяване на запушване на затвореното работно колело. Въпреки това, ако има голям брой твърди вещества, помпата за мелница може да е по-подходяща за това приложение. Има острие за смилане от външната страна на входа на помпата за смилане. Когато това остро острие се върти, то раздробява твърдото вещество на фини фрагменти, които преминават през смукателния филтър в помпата. След това смлените твърди частици се изпращат от помпата, обикновено през работно колело с високо повдигане. В райони с неравен терен помпите за смилане често се използват за събиране на градска канализация. Тези райони разчитат на тръби с малък диаметър и високо налягане за транспортиране на отпадни води. Смилащата помпа не само осигурява необходимото високо налягане, но също така намалява твърдите частици, като по този начин намалява запушването на по-малките тръби.
Материал на работното колело
Изборът на правилния структурен материал е толкова важен, колкото и изборът на стил на работното колело. Работното колело може да бъде направено от различни материали, като различни степени на чугун, неръждаема стомана, бронз и пластмаса. Чугунът има добра устойчивост на износване и икономичност. Въпреки това, чугунът може да не издържи на силно абразивни или корозивни течности. За да се предотврати преждевременна повреда на работното колело поради корозия, може да се наложи използването на работно колело от неръждаема стомана. Въпреки че неръждаемата стомана е по-скъпа от чугуна, тя обикновено издържа по-добре на корозивни химикали.
Бронзът е друг устойчив на корозия материал, който често се използва в крайбрежните райони. При офшорни приложения или процеси, при които се транспортира солена вода, бронзът предотвратява ерозията на солена вода. Някои по-малки помпи може да използват пластмасови работни колела. В сравнение с алтернативите от неръждаема стомана или бронз, тези формовани работни колела имат отлична химическа устойчивост и висока устойчивост на износване и са рентабилни.
Изпомпваният флуид, както и условията на системата ще определят вида на необходимото работно колело. Не забравяйте да информирате доставчика на помпата за тази информация, за да осигурите правилния избор на работно колело и помпа.