Was sind die Struktur, das Funktionsprinzip und die Hauptkomponenten einer Kreiselpumpe?

Jan 30, 2025

Aufbau und Funktionsprinzip einer Kreiselpumpe
Der Physik zufolge ist ein sich kreisförmig bewegendes Objekt einer Zentrifugalkraft ausgesetzt. Wenn die Zentripetalkraft nicht ausreicht oder verloren geht, fliegt das Objekt aufgrund der Trägheit entlang der Tangentenrichtung des Umfangs heraus und bildet eine sogenannte Zentrifugalbewegung. Kreiselpumpen nutzen diese Trägheitszentrifugalbewegung.
Schematische Darstellung des Grundaufbaus einstufiger Kreiselpumpen, die üblicherweise in der Wasserversorgungs- und Entwässerungstechnik eingesetzt werden. Seine Hauptarbeitskomponenten sind das Laufrad 1, das Spiralpumpengehäuse 2 und die Pumpenwelle 3, die das Laufrad in Drehung versetzt. Der Sauganschluss des schneckenförmigen Pumpengehäuses ist mit dem Saugrohr 4 der Wasserpumpe und der Auslass mit dem Druckrohr 7 der Wasserpumpe verbunden. Das Laufrad mit gebogenen Schaufeln ist in einem festen Pumpengehäuse installiert und der Einlass des Laufrads ist mit der Saugleitung der Wasserpumpe verbunden. Bevor Sie mit dem Pumpen beginnen, füllen Sie die Pumpe und das Saugrohr mit Wasser. Wenn die Kraftmaschine das Laufrad so antreibt, dass es sich mit hoher Geschwindigkeit durch die Pumpenwelle dreht,
Das Wasser im Laufrad dreht sich zusammen mit dem Laufrad mit hoher Geschwindigkeit. Aufgrund der unzureichenden Kohäsion des Wassers und der Reibungskraft zwischen den Schaufeln und dem Wasser zur Bildung einer Zentripetalkraft, die die Rotationsbewegung des Wasserstroms aufrechterhält, fließt der Wasserstrom im Laufrad allmählich in Richtung der Außenkante des Laufrads wird aus dem Laufrad geschleudert, gelangt in das Pumpengehäuse und strömt dann durch das Diffusionskegelrohr in die Druckleitung der Wasserpumpe. Über die Druckleitung wird es in das Rohrleitungsnetz transportiert. Gleichzeitig entsteht durch das herausgeschleuderte Wasser in der Mitte des Laufrads ein Vakuum und auf die Oberfläche des Saugbeckens wirkt Atmosphärendruck. Unter dieser Druckdifferenz strömt das Wasser im Saugrohr kontinuierlich entlang des Saugrohrs in das Laufrad. Durch die kontinuierliche Rotation des Laufrads wird ständig Wasser ausgeschleudert und angesaugt, wodurch die kontinuierliche Wasserförderung der Kreiselpumpe entsteht.
Wie oben erwähnt, ist der Arbeitsprozess einer Kreiselpumpe eigentlich ein Prozess der Energieübertragung und -umwandlung. Es wandelt die mechanische Energie der Kraftmaschine in kinetische Energie und Druckenergie des transportierten Fluids um. Bei der Energieübertragung und -umwandlung kommt es zwangsläufig zu vielen Energieverlusten. Je größer der Verlust, desto geringer die Arbeitseffizienz und desto schlechter die Leistung der Pumpe.

Hauptkomponenten der Kreiselpumpe
Eine Kreiselpumpe besteht aus vielen Komponenten. Am Beispiel einer einstufigen Kreiselpumpe mit einfacher Ansaugung besprechen wir die Funktionen, Materialien und Zusammensetzung der einzelnen Hauptkomponenten.
1, Laufrad
Das Laufrad, auch Arbeitsrad oder Drehrad genannt, dient dazu, die mechanische Energie der Kraftmaschine auf die gepumpte Flüssigkeit zu übertragen und so die Energie der durch das Laufrad strömenden Flüssigkeit zu erhöhen. Bei der Auswahl der Laufradmaterialien sollten neben der mechanischen Festigkeit unter Zentrifugalkraft auch die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Materials berücksichtigt werden. Derzeit werden Laufräder meist aus Gusseisen, Stahlguss und Bronze hergestellt.
Das Laufrad wird je nach Aufbau in zwei Typen unterteilt: Einfachsauger und Doppelsauger. Es nimmt Wasser auf einer Seite auf und die vordere und hintere Abdeckplatte des Laufrads sind asymmetrisch. Einseitig saugende Laufräder werden für einseitig saugende Kreiselpumpen verwendet. Doppeltes Sauglaufrad, es nimmt Wasser auf beiden Seiten auf und die Laufradabdeckplatte ist symmetrisch. Doppelsaugkreiselpumpen verwenden Doppelsauglaufräder, die eine große Durchflussrate haben und Axialkräfte automatisch ausgleichen können.
Das Laufrad wird anhand seiner Abdeckplatte in drei Formen unterteilt: geschlossen, offen und halboffen. Ein Laufrad mit zwei Deckplatten wird als geschlossenes Laufrad bezeichnet. Zwischen den Deckplatten befinden sich 6-12-Lamellen, die nach hinten gebogen sind. Dieser Laufradtyp hat einen hohen Wirkungsgrad und ist weit verbreitet. Ein Laufrad mit nur einer hinteren Abdeckplatte und keiner vorderen Abdeckplatte wird als halboffenes Laufrad bezeichnet. Ein Laufrad, das nur Schaufeln und keine Abdeckplatte hat, wird als offenes Laufrad bezeichnet. Halboffene und offene Laufräder haben weniger Schaufeln, normalerweise nur 2? 5 Stück, diese beiden Laufradtypen haben im Vergleich zu geschlossenen Laufrädern einen geringeren Wirkungsgrad und sind für 6 Stück geeignet
Ablassen von Flüssigkeiten, die verunreinigt sind oder eine große Menge an Feststoffpartikeln enthalten.
2, Pumpenwelle
Die Funktion der Pumpenwelle besteht darin, das Laufrad zu stützen und in Drehung zu versetzen und so die Energie der Kraftmaschine auf das Laufrad zu übertragen. Es ist erforderlich, dass das Wellenende der horizontalen Kreiselpumpe gerade ist und über ausreichende Festigkeit und Steifigkeit verfügt, um ein Schwingen des Laufrads zu vermeiden, das durch Wellenbiegung während des Pumpenbetriebs verursacht wird und durch Verschleiß zu Schäden am Laufrad und Pumpengehäuse führen kann. Die Pumpenwelle besteht im Allgemeinen aus Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Ein Ende der Pumpenwelle wird mit einem Flachschlüssel und einer Umkehrmutter am Laufrad befestigt, um sicherzustellen, dass das Laufrad während der Drehung festgezogen wird. Bei großen und mittelgroßen Wasserpumpen wird die axiale Position des Laufrads mithilfe von Wellenhülsen und Muttern ermittelt, die die Wellenhülsen festziehen. Installieren Sie eine Kupplung am anderen Ende der Pumpenwelle.
3, Pumpengehäuse
Das Pumpengehäuse einer Kreiselpumpe hat die Form eines Schneckenhauses, das Flüssigkeiten enthält und transportiert. Es besteht aus einem Pumpendeckel und einem Schneckenkörper. Der Pumpendeckel ist die Saugkammer der Pumpe, deren Aufgabe es ist, das Wasser im Saugrohr gleichmäßig und mit minimalem Verlust zum Laufrad zu leiten. Je nach Struktur können Saugkammern in gerade konische Saugkammern, ringförmige Saugkammern und halbspiralförmige Saugkammern unterteilt werden. Der Schneckenkörper besteht aus einer Schneckenkammer und einem Diffusorkegel. Die Hauptfunktion der Schneckenkammer besteht darin, den vom Laufrad ausgeschleuderten Wasserstrom zu sammeln und durch kontinuierliche Vergrößerung des Strömungsquerschnitts eine konstante Wasserströmungsgeschwindigkeit in der Schneckenkammer aufrechtzuerhalten, um den Druckverlust zu verringern. Nach dem Austritt aus der Schneckenkammer fließt das Wasser durch das Diffusionskegelrohr in das Druckrohr. Die Funktion des Diffusionskegelrohrs besteht darin, die Geschwindigkeit des Wasserstroms zu reduzieren und einen Teil der kinetischen Energie des Wasserstroms in Druckenergie umzuwandeln.
An den Einlass- und Auslassflanschen des Pumpengehäuses befinden sich zwei Bohrlöcher, die zur Installation von Vakuum- und Druckmessgeräten zur Messung des Einlass- und Auslassdrucks der Pumpe dienen. Die Oberseite des Pumpengehäuses ist mit einer Wassereinfüllöffnung (oder Luftabsaugöffnung) ausgestattet, die zum Einfüllen von Wasser oder zum Absaugen von Luft aus dem Pumpengehäuse vor dem Starten der Wasserpumpe verwendet wird. Der Boden des Pumpengehäuses ist mit einer Ablassöffnung ausgestattet, um das in der Pumpe angesammelte Wasser nach dem Anhalten abzulassen und so im Winter ein Einfrieren zu verhindern. Die Unterseite des Pumpengehäuses ist mit Schraubenlöchern zur Befestigung am Fundament ausgestattet. Mit Ausnahme der Schraubenlöcher, mit denen die Wasserpumpe befestigt wird, müssen andere Schraubenlöcher mit Gewindestopfen verschlossen werden, wenn die Wasserpumpe vorübergehend nicht verwendet wird.
Unter den oben genannten Komponenten sind das Laufrad und die Pumpenwelle die rotierenden Teile einer vertikalen Kreiselpumpe, während das Pumpengehäuse ein feststehendes Bauteil ist. Es gibt drei Verbindungen zwischen diesen beiden: die Wellendichtungsvorrichtung zwischen der Pumpenwelle und dem Pumpengehäuse, der Leckreduzierring an der Verbindung zwischen dem Laufrad und der Innenwand des Pumpengehäuses und das Lager an der Drehverbindung zwischen der Pumpe Welle und Pumpensitz.