סוגי משאבת טורבינה אנכית ועקרונות העבודה שלהן

משאבות טורבינה אנכיות נמצאות בשימוש נרחב לאספקת מים עירונית, מערכות קירור תעשייתיות, השקיה, בקרת שיטפונות, כיבוי אש וצריכת מים גולמיים מנהרות, אגמים, מאגרי מים ומהים.

הם שימושיים במיוחד כאשר מפלס המים משתנה באופן משמעותי או כאשר המשאבה צריכה לשאוב מים מבאר רטובה עמוקה, ממיכל, מאגר או מקור תת קרקעי. אלמנט השאיבה נשאר מתחת למפלס המים, בעוד פיר אנכי וצינור עמוד נושאים כוח כלפי מטה ומניעים את הנוזל הנשאב כלפי מעלה.

אם אתה משווה סוגי משאבות טורבינה אנכית שונים או מנסה להבין את עקרונות העבודה של משאבת טורבינה אנכית, הדברים החשובים ביותר שיש להסתכל עליהם הם העיצוב ההידראולי, מספר השלבים, סידור ההתקנה והנוזל הנשאב.

A משאבת טורבינה אנכיתהוא סוג של משאבת גל אנכית-עם האימפלר שלה שקוע בנוזל הנשאב. המנוע מותקן בדרך כלל מעל רצפת ההרכבה או ראש הפריקה. הכוח מהמנוע מועבר דרך פיר אנכי לאימפלר מתחת למפלס המים.

נוזל נכנס דרך החלק התחתון של המשאבה, עובר דרך האימפלר וקערת המפזר, ואז זורם כלפי מעלה דרך צינור העמוד. בחלק העליון של המשאבה, הנוזל מופנה לתוך צינור הפריקה דרך ראש פריקה או מרפק.

משאבות LC ארוכות-אנכיות זמינות כמשאבות תלויות-חד-שלביות או רב-שלביות וניתן להגדיר אותן בסידורי VS1 או VS6.

משאבת טורבינה אנכית טיפוסית כוללת:

• מנוע אנכי ותומך מנוע
• ראש פריקה או מרפק פריקה
• פיר ראש, פירי קו, וציר אימפלר
• צימודי פיר
• צינורות עמודים
• מיסבי גל קו ומחזיקי מיסבים
• קערות מפזר
• אימפלר אחד או יותר
• פעמון יניקה או מסננת כניסה

מכיוון שהמשאבה מותקנת בצורה אנכית, היא דורשת שטח רצפה קטן יחסית. ניתן גם להתאים את מספר צינורות העמודים וקטעי הפיר כך שיתאימו לעומקי התקנה שונים.

ניתן לחלק את תהליך העבודה של משאבת הטורבינה האנכית לחמישה שלבים בסיסיים: העברת כוח, כניסת נוזלים, העברת אנרגיה, התאוששות לחץ ופריקה.

1. המנוע מניע את הציר האנכי

כאשר המנוע מתניע, מומנט מועבר דרך הצימוד לציר הראש, צירי הקו וציר האימפלר. מערכת פירים זו מניעה את האימפלר השקוע.

מיסבים הממוקמים לאורך הציר תומכים בו ומגבילים את התנועה הרדיאלית. יישור גל נכון ושימון מסבים חיוניים, במיוחד במשאבות עם עומקי הגדרה ארוכים.

2. האימפלר השקוע שואב את הנוזל

האימפלר מותקן מתחת למפלס המים התפעולי המינימלי. מכיוון שאלמנט השאיבה כבר שקוע, המשאבה בדרך כלל אינה מצריכה את אותה מערכת תחול בוואקום המשמשת משאבה צנטריפוגלית- קונבנציונלית.

נוזל נכנס אנכית דרך פעמון היניקה או פתח הכניסה. עבור התקנות-פתוחות של מיכלים, ניתן להתקין מסננת כדי למנוע מפסולת גדולה יותר להיכנס ולפגוע במעברי האימפלר או המפזר.

3. האימפלר מוסיף אנרגיה לנוזל

כשהאימפלר מסתובב, הוא מעביר אנרגיה מכנית מהמנוע לנוזל. זה מגביר את מהירות הנוזל והלחץ.

עיצוב האימפלר קובע כיצד הנוזל עובר דרך המשאבה והאם היחידה מתאימה ביותר לראש גבוה יותר, ראש בינוני או זרימה גבוהה- ושירות ראש נמוך-.

4. המפזר משחזר לחץ

לאחר היציאה מהאימפלר, הנוזל נכנס לקערת המפזר. המפזר מנחה את הזרימה וממיר חלק ממהירותו ללחץ.

במשאבת טורבינה אנכית רב-שלבית, הנוזל נכנס לאימפלר הבא ומקבל עלייה נוספת באנרגיה. כל שלב נוסף מגדיל את הנפח הכולל שהמשאבה יכולה לייצר.

5. צינור העמוד נושא את הנוזל כלפי מעלה

הנוזל בלחץ עובר כלפי מעלה דרך צינור העמוד. לאחר מכן הוא נכנס לראש הפריקה או למרפק ועוזב את המשאבה דרך שקע אופקי המחובר למערכת הצנרת החיצונית.

במילים פשוטות, כך פועלת משאבת טורבינה: המנוע מניע אימפלר שקוע דרך ציר אנכי, האימפלר והמפזר מגבירים את לחץ הנוזל, ומכלול העמודים נושא את הנוזל אל פני השטח.

משאבת טורבינה אנכית- חד-שלבית

למשאבה- חד-שלבית יש אימפלר אחד וקערת מפזר אחת. יש לו פחות רכיבים פנימיים והוא משמש בדרך כלל כאשר ראש הפריקה הנדרש נמוך או בינוני.

היתרונות העיקריים שלו כוללים:

• בנייה פשוטה יחסית
• התקנה ותחזוקה קלים יותר
• פחות רכיבי הרכבת קערה
• התאמה טובה ליישומי ראש גבוה-, נמוך-עד-בינוני-

משאבת טורבינה אנכית רב-שלבית

למשאבה רב-שלבית יש שני אימפלרים או יותר קערות מפזר המסודרים בסדרה. הנוזל צובר אנרגיה נוספת כאשר הוא עובר בכל שלב, מה שמאפשר למשאבה לייצר נפח כולל גבוה יותר.

משאבות טורבינה אנכיות רב-שלביות משמשות בדרך כלל עבור:

• מיצוי מים- עמוקים
• מילוי מיכל מוגבה
• מי תהליך תעשייתי
• מערכות כיבוי-בלחץ גבוה
• העברת מים-למרחקים ארוכים
• יישומים הדורשים לחץ פריקה גבוה יותר

הוספת שלבים מגבירה בעיקר את הראש ולא את הזרימה. יש לבחור את המספר הסופי של השלבים בהתאם לנקודת העבודה הנדרשת, מהירות המשאבה, ה-NPSH הזמין, מפלס המים המינימלי, הפסדי צינור העמודים והספק המנוע.

1. משאבה צנטריפוגלית-ארוכה אנכית

המשאבה הצנטריפוגלית האנכית -ארוכה היא אחד מתכנוני הטורבינה האנכיים הנפוצים ביותר. נוזל נכנס ליד מרכז האימפלר ונע החוצה תחת כוח צנטריפוגלי לפני שהוא עובר לתוך המפזר וצינור העמוד.

המאפיינים העיקריים שלו כוללים:

• תצורות-חד-שלביות ורב-שלביות
• מגוון ראשים זמין רחב
• אורכי פיר ועמודים מתכווננים
• התאמה למים נקיים, מים במחזור, מי קירור, מי גשמים ונוזלים תעשייתיים נבחרים

נקודות עבודה זמינות יכולות לכסות קצבי זרימה של כ-50 עד 8,400 מ"ק לשעה וראשים מ-10 עד 300 מ'. יש לבחור את הדגם הסופי על פי הזרימה הנדרשת, הראש הדינמי הכולל, תכונות הנוזל, עומק ההגדרה ותנאי ההתקנה.

2. משאבת זרימה אנכית מעורבת-

משאבת זרימה מעורבת-ת מייצרת גם זרימה רדיאלית וגם צירית. הנוזל עוזב את האימפלר בזווית במקום לנוע בעיקר החוצה, כמו במשאבה צנטריפוגלית, או כמעט לחלוטין לאורך הציר, כמו במשאבת זרימה צירית-.

משאבות זרימה מעורבות-נבחרות לעתים קרובות עבור:

• יישומים בזרימה גבוהה-
• ראשים נמוכים-עד-בינוניים
• ניקוז עירוני
• השקיה חקלאית
• מערכות מים במחזור
• בקרת שיטפונות והעברת מים

הם אופציה אמצעית מעשית כאשר משאבת זרימה צירית- אינה יכולה לייצר מספיק ראש, אך עיצוב צנטריפוגלי יגביל שלא לצורך את הזרימה הנדרשת.

3. משאבת זרימה- אנכית צירית

משאבת זרימה צירית אנכית-ת משתמשת באימפלר מסוג מדחף-. הנוזל נע בעיקר לכיוון פיר המשאבה, והלהבים המסתובבים מייצרים את הכוח הצירי הדרוש להזזתו דרך שבבי ההדרכה ומעבר הפריקה.

משאבות זרימה צירית- מיועדות לקצבי זרימה גדולים מאוד עם ראשים נמוכים יחסית. יישומים נפוצים כוללים:

• ניקוז הצפה
• מערכות השקיה גדולות
• שאיבת מי סופה
• העברת מי נהר ואגם
• תחנת כוח מזרימת מים
• חובות שאיבה-גבוהות אחרות, נמוכות-בראש

למרות שמשאבת זרימה צירית- אנכית עשויה להשתמש גם בהתקנה אנכית ובפיר ארוך, היא לא בדיוק זהה למשאבת טורבינה אנכית קונבנציונלית. עבור אתר אינטרנט באנגלית, משאבת זרימה צירית אנכית ומשאבת טורבינה אנכית צריכות להיות מוצגות כמונחי מוצר נפרדים כדי שלקוחות יוכלו לזהות את העיצוב ההידראולי הנכון.

4. משאבות ציריות טבולות- וצינוריות

משאבת זרימה צירית טבולה-ת משלבת את המנוע והמשאבה ביחידה תת-מימית אחת. משאבה צינורית טבולה מותקנת ישירות בתוך צינור או מעבר זרימה כך שהמים עוברים דרך מכלול המשאבה המלא.

היתרונות העיקריים שלהם כוללים:

• יכולת זרימה גבוהה בראש נמוך
• אין מערכת פיר ארוך- קונבנציונלית
• פריסת תחנת שאיבה קומפקטית
• אפשרויות התקנה מרובות
• התאמה למי סערה, בקרת שיטפונות, השקיה ופרויקטים גדולים של העברת מים-

בהתאם לאתר, ניתן להתקין משאבות אלו בפיר אנכי, על בסיס, בזווית או ישירות בתוך צינור.

בדרך כלל אין לקבץ משאבות זרימה צירית-טבולות ומשאבות צינוריות תחת קטגוריית משאבות הטורבינה האנכית הסטנדרטית. הם מוצגים בצורה טובה יותר כפתרונות קשורים לפרויקטים של שאיבה- גבוהה.

נקה-סוג מים

משאבת מים נקיים- רגילה משמשת למים או לנוזלים בעלי תכונות פיזיקליות וכימיות הדומות למים. יישומים אופייניים כוללים אספקת מים עירונית, צריכת מים תעשייתית, מי קירור והשקיה חקלאית.

סוג עמיד בפני שחיקה{{0}

משאבה עמידה-לשחיקה מיועדת לנוזלים המכילים משקעים או חלקיקים שוחקים, כגון מי נהר עם חול, מי אבנית טחנה, מי אפר או נוזלים הנוטים להתגבש.

בהתאם לתנאי ההפעלה, ניתן לייצר את האימפלר, קערות המפזר, טבעות בלאי, שרוולי פיר וחלקים רטובים אחרים מחומרים עמידים יותר-לשחיקה.

סוג עמיד בפני קורוזיה-

משאבות עמידות בפני קורוזיה- משמשות למי ים, נוזלים חומציים או אלקליים ושפכים תעשייתיים מאכלים.

בחירת החומר צריכה להתבסס על הרכב הנוזל, הריכוז, הטמפרטורה, תכולת הכלוריד ומנגנון הקורוזיה הצפוי. חומרים זמינים עשויים לכלול פלדת אל חלד, נירוסטה דופלקס וסגסוגות אחרות עמידות בפני קורוזיה-.

יכול-הקלד או חבית-הקלד משאבה

למשאבת טורבינה אנכית מסוג -פחית יש חבית חיצונית המקיפה את מכלול הקערה והעמודים. סידור זה משפר את תנאי היניקה ומשמש לעתים קרובות לעיבוי, מוצרי שמן ונוזלים הדורשים ביצועים טובים יותר של קוויטציה.

זה שימושי גם כאשר באתר אין באר רטובה פתוחה ויש לחבר את המשאבה למערכת צנרת סגורה או למיכל לחץ.

סוג ביוב-משאבת טורבינה אנכית

משאבת פיר אנכית-לאורך-ביוב חייבת להיות מתוכננת סביב מעבר מוצקים, הגנה על מיסבים ועמידות בפני שחיקה.

ניתן להשתמש בצינור עוטף פיר כדי לבודד את מיסבי הציר והציר מהנוזל הנשאב. לאחר מכן ניתן לספק מי שטיפה חיצוניים נקיים למיסבים כדי למנוע מי שפכים וחלקיקים שוחקים להיכנס למרווחי המסבים.

עבור שפכים המכילים מוצקים גדולים או סיבים ארוכים, יש לבדוק בקפידה את סוג האימפלר, גודל המעבר, מסננת הכניסה, החומרים והתכנון נגד-סתימות.

אימפלר ומפזר

האימפלר מעביר אנרגיה מכנית לנוזל. המפזר שולט בזרימה היוצאת מהאימפלר וממיר מהירות ללחץ.

יש להתאים את האימפלר והמפזר לטווח הזרימה, הראש, המהירות והיעילות הנדרשים. זה חל על משאבות-חד-שלביות וגם על משאבות רב-שלביות.

פיר אנכי וצימודים

הציר מעביר כוח מהמנוע בגובה הרצפה לאימפלר השקוע. בהתקנות עמוקות יותר, הפיר מחולק למספר חלקים המחוברים על ידי חיבורי הברגה או שרוול.

מבנה חתך זה מקלה על ייצור, הובלה, התקנה ותחזוקה של המשאבה.

מיסבי גל קו

מיסבי גל קו מותקנים במרווחים לאורך הציר כדי לשלוט בתנועה הרדיאלית ולשמור על יציבות המכלול המסתובב.

חומר המיסב ושיטת הסיכה תלויים בנוזל הנשאב. משאבות מים נקיות- עשויות להשתמש בנוזל הנשאב לשימון. יישומי שפכים עשויים לדרוש צינור סגור ואספקה ​​חיצונית של מי סיכה נקיים.

מיסב דחף

המשאבה מייצרת דחף צירי במהלך הפעולה, ולמכלול המסתובב יש גם משקל משלו. עומסים אלה חייבים להינשא על ידי מיסב דחף.

מיסב הדחף עשוי להיות מותקן בתמיכת המנוע, או שהמשאבה עשויה להשתמש במנוע אנכי עם מיסב דחף משולב.

אטם פיר ושרוולים

אטם הפיר בחלק העליון של המשאבה עשוי להשתמש באריזה או בסידור איטום אחר שנבחר עבור הפרויקט.

שרוולים הניתנים להחלפה מותקנים בדרך כלל במצבי איטום ומסבים. שרוולים אלה מגנים על הציר הראשי מפני בלאי והם פחות יקרים להחלפה מאשר הציר עצמו.

לפני בחירת משאבת טורבינה אנכית, אשר את תנאי ההפעלה הבאים.

1. זרימה וראש נדרשים

הראש הדינמי הכולל חייב לכלול את ההרמה הסטטית, חיכוך הצינור, הפסדי התאמה, הפסדי שסתומים ולחץ נדרש בנקודת הפריקה. בחירת משאבה רק מההפרש במפלס המים עלולה להוביל לנקודת עבודה שגויה.

2. רמות מים מינימליות ומקסימליות

רמת הפעולה המינימלית קובעת את שקיעת האימפלר הנדרשת ומשפיעה על ביצועי הקוויטציה, היווצרות מערבולת ופעולה יציבה.

מפלס מים מרבי חשוב גם לבדיקת ראש הפריקה, הבסיס, אורך הפיר וסידור התחזוקה.

3. עומק הגדרת משאבה

עומק ההגדרה קובע את מספר קטעי הציר, צינורות העמודים ומסבי הציר. הגדרה עמוקה יותר מציבה גם דרישות גדולות יותר ליישור הציר, בקרת הרטט ודיוק ההתקנה.

4. נכסים נוזליים

ספק המשאבה צריך לדעת את הטמפרטורה, הצפיפות, הקורוזיביות, ריכוז המוצקים, גודל החלקיקים והאם הנוזל מכיל סיבים או חומרים מתגבשים.

5. הסדר התקנה

המתקן עשוי להשתמש בבאר רטובה פתוחה, פיר בטון, פח פלדה, חבית לחץ או סידור אחר. יש לאשר את גובה הקרן, גיאומטריית היניקה, מרחב הגישה ותנאי ההרמה לפני בחירת המשאבה.

6. סוג משאבה הידראולית

עבור שירות- גבוה יותר, משאבת טורבינה אנכית רב-שלבית היא לעתים קרובות האפשרות המעשית ביותר. עבור זרימה גבוהה- ושירות ראש נמוך-, משאבה צירית-, זרימה מעורבת- או משאבה צינורית טבולה עשויה להתאים יותר.

7. שימון חומרים ומסבים

מים נקיים, מי ים, שפכים תעשייתיים ונוזלים המכילים מוצקים שוחקים דורשים חומרי חלקים רטובים שונים, חומרי מיסבים, הגנה על פיר ומערכות סיכה שונות.

8. מערכת מנוע ובקרה

המנוע והבקר צריכים להתאים לאספקת הכוח הזמינה, שיטת ההתנעה, בקרת המהירות הנדרשת ותדירות הפעולה. כונן תדרים משתנה- עשוי להיות שימושי כאשר הביקוש למערכת משתנה באופן משמעותי.

משאבות טורבינה אנכיות מציעות מספר יתרונות מעשיים:

• האימפלר השקוע בדרך כלל מבטל את הצורך בתחול בוואקום
• המשאבה יכולה להתמודד עם מפלסי מים משתנים
• התקנה אנכית חוסכת מקום רצפה
• ניתן להשתמש בשלבים נוספים כדי לייצר ראש גבוה יותר
• ניתן להתאים אורכי פיר ועמודים לעומקי הגדרה שונים
• מגוון רחב של עיצובים וחומרים הידראוליים זמין
• ניתן להגדיר את המשאבה עבור אספקת מים, ניקוז, השקיה, כיבוי אש, קירור מים וחובות צריכת תעשייה.

האם משאבת טורבינה אנכית ומשאבת באר עמוק זהים?

היישומים שלהם חופפים, אבל הם לא תמיד אותו סוג של משאבה.

משאבת באר עמוק היא לרוב קומפקטית ובעלת קוטר חיצוני קטן יחסית. טווחי ההספק הזמינים של הזרימה, הראש והמנוע שלו נמוכים בדרך כלל. משאבות אלו משמשות בדרך כלל להשקיה חקלאית, אספקת מים ביתית, השקיית בעלי חיים ומערכות מיצוי קטנות של מי תהום.

כמה משאבות חסכוניות של בארות עמוקות משתמשות באימפלרים הנדסיים-מפלסטיק כדי להפחית משקל ועלות ייצור. לכן מחיר הרכישה שלהם נמוך יותר. בהתאם לאספקת החשמל הזמינה, המשתמשים יכולים לבחור בגרסה חשמלית רגילה או בחבילת שאיבה-סולרית.

משאבת טורבינה אנכית מיועדת בדרך כלל לתפקידים עירוניים ותעשייתיים תובעניים יותר. הוא משמש בדרך כלל למערכות אספקת מים- גדולות, מים במחזור תעשייתי, מי קירור, כיבוי אש, ניקוז מוקשים, צריכת מי ים ופרויקטי השקיה גדולים.

משאבות טורבינה אנכיות זמינות במגוון רחב הרבה יותר של גדלים, קצבי זרימה, ראשים וכוחות מנוע. ניתן לבנות אותם כיחידות- חד-שלביות או רב-שלביות, וניתן להתאים את אורך הציר והעמוד כדי להתאים לעומק ההגדרה הנדרש.

עבור מים נקיים, ביוב, מי ים, נוזלים קורוזיביים או שירות שוחק, ניתן לספק חלקים רטובים מברזל יצוק, פלדת פחמן, פלדת אל חלד, נירוסטה דופלקסית וחומרים עמידים-לבלאי או- אחרים עמידים בפני קורוזיה.

מכיוון שמשאבת טורבינה אנכית היא בדרך כלל גדולה יותר, מורכבת יותר וניתנת להגדרה, עלויות הרכישה, ההתקנה והתחזוקה שלה גבוהות בדרך כלל מאלה של משאבת באר עמוקה רגילה.

ככלל מעשי, משאבת באר עמוק היא לרוב הבחירה החסכונית יותר עבור פרויקטים קטנים של מי תהום והשקיה חקלאית. משאבת טורבינה אנכית היא בדרך כלל הבחירה הטובה יותר כאשר הפרויקט דורש קיבולת גבוהה יותר, טווח ראש רחב יותר, חומרים מיוחדים, אמינות תפעול גבוהה יותר או תצורה-מותאמת אישית.

האם הוספת שלבי אימפלר נוספים מגדילה את הזרימה?

לא בהכרח. הוספת שלבי אימפלר בסדרה מגדילה בעיקר את ראש המשאבה. זה לא מגביר את הזרימה באותה פרופורציה.

הזרימה בפועל נקבעת על ידי התכנון ההידראולי של כל שלב, מהירות המשאבה, קוטר האימפלר וההתנגדות של מערכת הצנרת.

האם משאבת טורבינה אנכית יכולה לטפל בביוב?

כן, בתנאי שהמשאבה מיועדת לתנאי הביוב בפועל.

יש לבחור את האימפלר, גודל המעבר, החומרים הרטובים, הגנת הציר ומערכת שימון המיסבים בהתאם לכמות וגודל המוצקים, נוכחותם של סיבים וכושר השחיקה או הקורוזיביות של הנוזל.

אין להשתמש בתצורת מים נקיים-סטנדרטיים עבור שפכים המכילים מוצקים גבוהים או חומרים שיכולים לעטוף את האימפלר.

האם משאבת זרימה אנכית-צירית היא סוג של משאבת טורבינה אנכית?

שני סוגי המשאבות משמשים לעתים קרובות בפרויקטים דומים, אך בדרך כלל יש להתייחס אליהם כקטגוריות מוצרים נפרדות.

משאבת טורבינה אנכית קונבנציונלית משתמשת בדרך כלל באימפלר זרימה צנטריפוגלי או מעורב-. משאבת זרימה צירית- אנכית משתמשת באימפלר מסוג מדחף- כדי ליצור דחף צירי ומיועדת בעיקר לקצבי זרימה גדולים מאוד בראשים נמוכים.

שימוש בשם המוצר האנגלי הנכון עוזר לקונים להשוות את טווח הביצועים הנכון ומונע בלבול במהלך בחירת המשאבה.

הבנת עקרונות העבודה של משאבת טורבינה מתחילה בקשר בין האימפלר השקוע, הציר האנכי, המפזר וצינור העמוד.

המנוע מעביר כוח דרך הציר לאימפלר. האימפלר מוסיף אנרגיה לנוזל, המפזר ממיר חלק ממהירות הזרימה ללחץ, וצינור העמוד מוביל את הנוזל למערכת הפריקה.

לכל סוג משאבה חוזק הפעלה שונה. משאבה- חד-שלבית מציעה בנייה פשוטה יותר, בעוד משאבת טורבינה אנכית רב-שלבית יכולה לייצר נפח גבוה בהרבה. משאבות צנטריפוגליות ארוכות- אנכיות מכסות מגוון רחב של פעולות תעשייתיות, בעוד משאבות זרימה- מעורבת, זרימה צירית- ומשאבות צינוריות טבולות מתאימות לרוב ליישומי זרימה גבוהה- וראש נמוך-.

בחירת משאבה טובה לעולם לא צריכה להתבסס על שם המוצר בלבד. זרימה, ראש דינמי מוחלט, שינויים ברמת המים-, עומק ההגדרה, תכונות הנוזל, תנאי הקוויטציה, החומרים, עיצוב היניקה וסידור ההתקנה כולם משפיעים על הביצועים.

כאשר גורמים אלו נבדקים כראוי, משאבת טורבינה אנכית יכולה לספק פעולה יציבה, יעילה ואמינה לאורך חיי שירות ארוכים.