Βάση φυγοκεντρικής αντλίας ‖ Πτερωτή

Η γεωμετρία της πτερωτής

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τη δομή προφίλ μιας τυπικής φυγοκεντρικής πτερωτής. Το κέντρο της πτερωτής ονομάζεται οπή αναρρόφησης της πτερωτής (μάτι). Από το κέντρο εκτείνονται προς τα έξω τα πτερύγια της πτερωτής. Τα πτερύγια της πτερωτής είναι κυρτά (συνήθως οπισθοκαμωμένα -), συλλαμβάνουν και κινούν υγρό καθώς περιστρέφεται η πτερωτή. Το μεγάλο κυκλικό τμήμα πίσω από τη λεπίδα είναι η πλήμνη της πτερωτής. Η πλήμνη παρέχει στήριξη για τις λεπίδες ενώ συνδέει όλες τις λεπίδες στο συγκρότημα της πτερωτής. Η εξωτερική διάμετρος της πλήμνης είναι εκεί όπου μπορεί να βρεθεί το κάλυμμα της πτερωτής. Μια ημι-ανοιχτή πτερωτή έχει ένα κάλυμμα που καλύπτει το πάνω μέρος της λεπίδας της πτερωτής. Κλειστό σχέδιο σημαίνει μια πτερωτή με μια πλάκα κάλυψης που καλύπτει το πάνω και το κάτω μέρος της λεπίδας της πτερωτής. Εναλλακτικά, η πτερωτή μπορεί να μην έχει πλάκα κάλυψης και αυτός ο τύπος ονομάζεται ανοιχτή πτερωτή.

Οι φτερωτές μπορεί να διαφέρουν ως προς το σχεδιασμό, αλλά ορισμένες βασικές αρχές παραμένουν οι ίδιες σε όλες τις φτερωτές. Η εξωτερική διάμετρος της λεπίδας καθορίζει την πίεση που μπορεί να παράγει η αντλία. Μια μικρότερη εξωτερική διάμετρος θα παράγει χαμηλότερη πίεση από μια παρόμοια πτερωτή με μεγαλύτερη διάμετρο. Το ύψος των πτερυγίων της πτερωτής καθορίζει τον ρυθμό ροής που παράγεται από την αντλία. Ένα χαμηλότερο πτερύγιο θα παράγει λιγότερη ροή από μια πτερωτή με υψηλότερη λεπίδα. Αυτά τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά της πτερωτής παρέχουν το υπόβαθρο του σχεδιασμού του στυλ της πτερωτής.

Φυσικός χαρακτηρισμός πτερωτών

Η πτερωτή είναι ο σύνδεσμος μεταξύ της εισόδου ισχύος (μηχανή κίνησης) και της εξόδου ισχύος (κίνηση υγρού) της αντλίας. Στην αρχή της διαδικασίας άντλησης, η μηχανή κίνησης περιστρέφει την πτερωτή μέσω του άξονα. Καθώς η πτερωτή περιστρέφεται, το νερό σπρώχνεται προς τα έξω από το κέντρο κατά μήκος της άκρης της λεπίδας και η πίεση αυξάνεται. Νερό υψηλής πίεσης απελευθερώνεται από το άκρο της λεπίδας στο σπειροειδές (ή στο πτερύγιο οδήγησης -) της αντλίας. Κατά μήκος της διαδρομής του σπειροειδούς/οδηγού πτερυγίου, το νερό εκκενώνεται με ρυθμό ροής και πίεση που καθορίζονται από τη γεωμετρία της πτερωτής. Το νερό επιταχύνεται κατά μήκος της λεπίδας της πτερωτής, σχηματίζοντας χαμηλή πίεση στην είσοδο της πτερωτής. Η ατμοσφαιρική πίεση είναι μεγαλύτερη από τη χαμηλή πίεση της οπής αναρρόφησης της πτερωτής, η οποία ασκεί δύναμη στην επιφάνεια του αντλούμενου ρευστού, έτσι ώστε το ρευστό να συνεχίζει να ρέει προς την οπή αναρρόφησης της πτερωτής.

Στερεά θεραπεία

Πολλές εφαρμογές απαιτούν άντληση υγρών που περιέχουν στερεά. Αυτό είναι σύνηθες για τις υποβρύχιες αντλίες, οι οποίες βρίσκονται χαμηλότερα στη δεξαμενή που χρησιμοποιείται για τη συλλογή απορροής και απορριμμάτων. Ένας τύπος πτερωτής γνωστός για τις ικανότητες στερεού χειρισμού του είναι οι πτερωτές καναλιών. Μια πτερωτή με κανάλια επιτρέπει στα στερεά να περνούν αποτελεσματικά μεταξύ των πτερυγίων της πτερωτής. Αυτό το σχέδιο πτερωτής χρησιμοποιείται συνήθως σε εφαρμογές επεξεργασίας λυμάτων και λυμάτων.

Μια άλλη κοινή πτερωτή στερεού χειρισμού είναι ο τύπος vortex, γνωστή και ως πτερωτή με εσοχή. Το στροφείο βρίσκεται στο σπειροειδές, σχηματίζοντας ένα μεγάλο ανοιχτό χώρο μεταξύ του στροφείου και της εισόδου αναρρόφησης. Σε αντίθεση με άλλες πτερωτές, οι οποίες βασίζονται σε λεπίδες για να ωθήσουν το νερό, αυτή η πτερωτή δημιουργεί δίνες στους ανοιχτούς χώρους του σπειροειδούς. Η δίνη που δημιουργείται από την ταχεία περιστροφή της πτερωτής επιτρέπει στο ρευστό και τα στερεά να κινούνται με ελάχιστη επαφή με την πτερωτή. Δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του ρευστού άντλησης και της πτερωτής, κάτι που είναι πολύ ωφέλιμο για εφαρμογές που περιέχουν λειαντικά ή μεγάλα σωματίδια στερεά.

Αντλία κοπής και τεμαχισμού

Για εφαρμογές που είναι επιρρεπείς σε απόφραξη, υπάρχει ένας αριθμός στροφέων που έχουν σχεδιαστεί για να χειρίζονται αυτά τα ενοχλητικά στερεά. αντλία κοπής (αντλία κοπής) είναι ένα τέτοιο σχέδιο. Η πτερωτή της αντλίας κοπής έχει μια αιχμηρή πρόσθια ακμή και συνήθως είναι κατασκευασμένη από σκληρό υλικό όπως καρβίδιο βολφραμίου. Αυτή η αιχμηρή άκρη έχει σχεδιαστεί με ένα σφιχτό κενό μεταξύ της αντίστοιχης πλάκας αναρρόφησης με μια αιχμηρή οδοντωτή άκρη. Όταν η πτερωτή σηκώνει το στερεό, μέρος του στερεού πιάνεται από μια σταθερή οδοντωτή άκρη στην πλάκα αναρρόφησης, επιτρέποντας στην περιστρεφόμενη πτερωτή κοπής να κόψει το στερεό. Το κόψιμο της αντλίας μειώνει το φράξιμο που προκαλείται από διάφορα στερεά και υπολείμματα όπως κουρέλια, μαντηλάκια που "ξεπλένονται" ακόμα και ρούχα, μειώνοντας έτσι τον χρόνο διακοπής λειτουργίας της αντλίας. Αυτά τα κομμένα στερεά μπορούν να φιλτραριστούν κατάντη της αντλίας.

Ένας άλλος σχεδιασμός πτερωτής για εφαρμογές απόφραξης είναι η αντλία κοπής. Η μηχανική δομή της αντλίας τεμαχισμού είναι παρόμοια με αυτή της αντλίας κοπής. Το στερεό υλικό σχίζεται μεταξύ της αιχμηρής πρόσθιας ακμής της πτερωτής και της αιχμηρής σταθερής άκρης της εισόδου αναρρόφησης.

Σε αντίθεση με μια αντλία κοπής που χρησιμοποιεί μια οδοντωτή άκρη στην πλάκα αναρρόφησης, η αντλία τεμαχισμού έχει έναν μηχανισμό μαχαιριού κοπής τοποθετημένο στο εξωτερικό της οπής αναρρόφησης της πτερωτής. Διατηρούνται στενές ανοχές μεταξύ της λεπίδας και της οπής αναρρόφησης της πτερωτής και μεταξύ της λεπίδας και της πλάκας αναρρόφησης. Αυτές οι στενές ανοχές προβλέπουν την κοπή ολόκληρης της λεπίδας, αποτρέποντας το φράξιμο ολόκληρου του σπειροειδούς.

Εφαρμογή υψηλής πίεσης

Ορισμένες εφαρμογές απαιτούν υψηλότερες πιέσεις, όπως η άντληση σε μεγάλα υψόμετρα ή όπου ο σχεδιασμός του συστήματος απαιτεί σωλήνες μικρής διαμέτρου. Για να επιτευχθεί αυτή η υψηλή πίεση, η σχεδίαση της πτερωτής μπορεί να αλλάξει με διάφορους τρόπους. Ένας τρόπος για να αυξήσετε την πίεση είναι να αυξήσετε την εξωτερική διάμετρο της πτερωτής.

Ένας άλλος τρόπος για να αυξήσετε την πίεση είναι να τοποθετήσετε πλάκες κάλυψης πάνω και κάτω από τα πτερύγια της πτερωτής. Η περιοχή μεταξύ των πτερυγίων της κλειστής πτερωτής μειώνει την ανακυκλοφορία ροής (εσωτερική αντίστροφη ροή -) για πιο αποτελεσματική έξοδο υψηλής πίεσης. Αν και η κλειστή πτερωτή μπορεί να αυξήσει αποτελεσματικά την πίεση, περιορίζει την ικανότητα της πτερωτής να χειρίζεται στερεά.

Οι αντλίες υψηλής πίεσης είναι συνήθως εξοπλισμένες με φίλτρα για την αποφυγή απόφραξης της κλειστής πτερωτής. Ωστόσο, εάν υπάρχει μεγάλος αριθμός στερεών, μια αντλία μύλου μπορεί να είναι πιο κατάλληλη για αυτήν την εφαρμογή. Υπάρχει μια λεπίδα λείανσης στο εξωτερικό της εισόδου της αντλίας λείανσης. Όταν αυτή η αιχμηρή λεπίδα περιστρέφεται, συνθλίβει το στερεό σε λεπτά θραύσματα που ρέουν μέσω του φίλτρου αναρρόφησης στην αντλία. Στη συνέχεια, τα γειωμένα στερεά αποστέλλονται έξω από την αντλία, συνήθως μέσω μιας πτερωτής υψηλής ανύψωσης. Σε περιοχές με ανώμαλο έδαφος, οι αντλίες λείανσης χρησιμοποιούνται συχνά στη συλλογή αστικών λυμάτων. Αυτές οι περιοχές βασίζονται σε σωλήνες μικρής διαμέτρου, υψηλής πίεσης για τη μεταφορά λυμάτων. Η αντλία λείανσης όχι μόνο παρέχει την απαιτούμενη υψηλή πίεση, αλλά μειώνει επίσης τα στερεά, μειώνοντας έτσι το φράξιμο των μικρότερων σωλήνων.

Υλικό πτερωτής

Η επιλογή του σωστού δομικού υλικού είναι εξίσου σημαντική με την επιλογή του στυλ της πτερωτής. Η πτερωτή μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορα υλικά, όπως διαφορετικές ποιότητες χυτοσίδηρου, ανοξείδωτου χάλυβα, μπρούτζου και πλαστικού ρητίνης. Ο χυτοσίδηρος έχει καλή αντοχή στη φθορά και οικονομία. Ωστόσο, ο χυτοσίδηρος μπορεί να μην αντέχει σε πολύ λειαντικά ή διαβρωτικά υγρά. Προκειμένου να αποφευχθεί η πρόωρη αστοχία της πτερωτής λόγω διάβρωσης, μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μια πτερωτή από ανοξείδωτο χάλυβα. Αν και ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι πιο ακριβός από τον χυτοσίδηρο, γενικά αντέχει καλύτερα στα διαβρωτικά χημικά.

Ο μπρούτζος είναι ένα άλλο ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό που χρησιμοποιείται συχνά σε παράκτιες περιοχές. Σε υπεράκτιες εφαρμογές ή διεργασίες όπου μεταφέρεται αλμυρό νερό, ο μπρούτζος αποτρέπει τη διάβρωση του αλμυρού νερού. Ορισμένες μικρότερες αντλίες μπορεί να χρησιμοποιούν πλαστικές πτερωτές. Σε σύγκριση με τις εναλλακτικές λύσεις από ανοξείδωτο χάλυβα ή μπρούτζο, αυτές οι χυτευμένες φτερωτές έχουν εξαιρετική χημική αντοχή και υψηλή αντοχή στη φθορά και είναι οικονομικά αποδοτικές.

Το υγρό που αντλείται καθώς και οι συνθήκες του συστήματος θα καθορίσουν τον τύπο της πτερωτής που απαιτείται. Φροντίστε να ενημερώσετε τον προμηθευτή της αντλίας για αυτές τις πληροφορίες για να διασφαλίσετε τη σωστή επιλογή πτερωτής και αντλίας.