在吸入管路內(nèi)布滿水就能自動地把水抽上來的離心泵稱為自吸泵。
自吸泵的結(jié)構(gòu)類型良多,其中,外混式自吸泵的工作原理是:水泵啟動前先在泵殼內(nèi)灌滿水(或泵殼內(nèi)自身存有水)。啟動后葉輪高速旋轉(zhuǎn)使葉輪槽道中的水流向渦殼,這時(shí)進(jìn)口形成真空,使進(jìn)水逆止門打開,吸入管內(nèi)的空氣進(jìn)入泵內(nèi),并經(jīng)葉輪槽道到達(dá)外緣。另一方面,被葉輪排到氣水分離室中的水又經(jīng)左右回水孔流回到葉輪外緣。左回水孔流回的水在在壓力差和重力的作用下,射向葉輪槽道內(nèi),并被葉輪擊碎,與吸入管路來的空氣混合后,甩向蝸殼,向旋轉(zhuǎn)方向活動。然后與右回水孔流來的水匯合,順著蝸殼活動。因?yàn)橐后w在蝸殼內(nèi)不斷沖擊葉柵,不斷被葉輪擊碎,就同空氣強(qiáng)烈攪拌混合,天生氣水混合物,并不斷地活動致負(fù)氣水不能分離?;旌衔镌谖仛こ隹诒桓羯鄤冸x,沿短管進(jìn)入分離室。在分離室內(nèi)空氣被分離出來,由出口管排掉,而水仍經(jīng)左右回水孔流向葉輪外緣,并與吸入管空氣相混合。如斯反復(fù)輪回,逐漸將吸入管路中的空氣排盡,使水進(jìn)入泵內(nèi),完成自吸過程。
內(nèi)混式的自吸泵,工作原理與外混式自吸泵相同,其區(qū)別只是回水不流向葉輪外緣,而流向葉輪進(jìn)口。內(nèi)混式自吸泵在啟動時(shí),須打開葉輪前下方的回流閥,使泵內(nèi)液體流回到葉輪進(jìn)口。水在葉輪高速滾動的作用下與吸入管來的空氣相混合,形成氣水混合物排至分離室。在這里空氣排出而水又從回流閥返回到葉輪進(jìn)口。如斯反復(fù)進(jìn)行,直至空氣排盡,吸上水來。
自吸泵的自吸高度,與葉輪前密封間隙、泵的轉(zhuǎn)數(shù)、分離室液面高度等因素有關(guān)。葉輪前密封間隙越小,自吸高度越大,一般取為0.3~0.5毫米;在間隙增大時(shí),除自吸高度下降外,泵的揚(yáng)程、效率均降低。泵的自吸高度隨葉輪的圓周速度u2的增大而增大,但到zui大自吸高度時(shí),轉(zhuǎn)數(shù)增加而自吸高度就不再增加了,此時(shí)只是縮短自吸時(shí)間;當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)下降時(shí),自吸高度則跟著下降。在其它前提不變的情況下,自吸高度還跟著儲水高度的增加而增加(但也不能超過分離室的zui佳儲水高度)。為了在自吸泵中更好地負(fù)氣水混合,葉輪的葉片須少些,使葉柵的節(jié)距增大;并宜采用半開式葉輪(或葉輪槽道較寬的葉輪),這樣更利便于回水深入地射進(jìn)葉輪葉柵中。
自吸泵大部門與內(nèi)燃機(jī)配套,裝在可移動的小車上,宜于野外功課。
1.高揚(yáng)程水泵用于低揚(yáng)程抽水
很多機(jī)手認(rèn)為抽水揚(yáng)程越低,電機(jī)負(fù)荷越小。在這種錯誤認(rèn)識的誤導(dǎo)下,選購水泵時(shí),常將水泵的揚(yáng)程選得很高。其實(shí)對于離心式水泵而言,當(dāng)水泵型號確定后,其消耗功率的大小是與水泵的實(shí)際流量成正比的。而水泵的流量會隨揚(yáng)程的增加而減小,因而揚(yáng)程越高,流量越小,消耗功率也就越小。反之,揚(yáng)程越低,流量越大,消耗的功率也就越大。因此,為了防止電機(jī)過載,一般要求水泵的實(shí)際抽水使用揚(yáng)程不得低于標(biāo)定揚(yáng)程的60%。所以當(dāng)高揚(yáng)程用于過低揚(yáng)程抽水時(shí),電機(jī)容易過載而發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)可燒毀電機(jī)。若應(yīng)急使用,則必須在出水管上裝一個用于調(diào)節(jié)出水量的閘閥(或用木頭等物堵小出水口),以減小流量,防止電機(jī)過載。注意電機(jī)溫升,若發(fā)現(xiàn)電機(jī)過熱,應(yīng)及時(shí)關(guān)小出水口流量或關(guān)機(jī)。這一點(diǎn)也容易產(chǎn)生誤解,有些機(jī)手認(rèn)為堵塞出水口,強(qiáng)制減少流量,會增加電機(jī)負(fù)荷。其實(shí)正好相反,正規(guī)的大功率離心泵排灌機(jī)組的出水管上都裝有閘閥,為了減小機(jī)組啟動時(shí)的電機(jī)負(fù)荷,應(yīng)先關(guān)閉閘閥,待電機(jī)啟動后再逐漸開啟閘閥就是這個道理。
2.大口徑水泵配小水管抽水
很多機(jī)手認(rèn)為這樣可以提高實(shí)際揚(yáng)程,其實(shí)水泵的實(shí)際揚(yáng)程=總揚(yáng)程~損失揚(yáng)程。當(dāng)水泵型號確定后,總揚(yáng)程是一定的;損失揚(yáng)程主要來自于管路阻力,管徑越小顯然阻力越大,因而損失揚(yáng)程越大,所以減小管徑后,水泵的實(shí)際揚(yáng)程非但不能增加,反而會降低,導(dǎo)致水泵效率下降。同理,當(dāng)小管徑水泵用大水管抽水時(shí),也不會降低水泵的實(shí)際揚(yáng)程,反而會因管路的阻力減小而減小了損失揚(yáng)程,使實(shí)際揚(yáng)程有所提高。也有機(jī)手認(rèn)為小管徑水泵用大水管抽水時(shí),必然會大大增加電機(jī)負(fù)荷,他們認(rèn)為管徑增大后,出水管里的水對水泵葉輪的壓力就大,因而會大大增加電機(jī)負(fù)荷。殊不知,液體壓強(qiáng)的大小只與揚(yáng)程高低有關(guān),而與水管截面積大小無關(guān)。只要揚(yáng)程一定,水泵的葉輪尺寸不變,無論管徑多大,作用在葉輪上的壓力都是一定的。只是管徑增大后,水流阻力會減小,而使流量有所增加,動力消耗也有適當(dāng)增加。但只要在額定揚(yáng)程范圍內(nèi),無論管徑如何增加水泵都是可以正常工作的,并且還可以減小管路損耗,提高水泵效率。
3.安裝進(jìn)水管路時(shí),水平段水平或向上翹
這樣做會使進(jìn)水管內(nèi)聚集空氣,降低水管和水泵的真空度,使水泵吸水揚(yáng)程降低,出水量減少。正確的做法是:其水平段應(yīng)向水源方向稍有傾斜,不應(yīng)水平,更不得向上翹起。
4.進(jìn)水管路上用的彎頭多
如果在進(jìn)水管路上用的彎頭多,會增加局部水流阻力。并且彎頭應(yīng)在垂直方向轉(zhuǎn)彎,不允許在水平方向轉(zhuǎn)彎,以免聚集空氣。
5.水泵進(jìn)水口與彎頭直接相連
這樣會使水流經(jīng)過彎頭進(jìn)入葉輪時(shí)分布不均。當(dāng)進(jìn)水管直徑大于水泵進(jìn)水口時(shí),應(yīng)安裝偏心變徑管。偏心變徑管平面部分要裝在上面,斜面部分裝在下面。否則聚集空氣,出水量減少或抽不上水,并有撞擊聲等。若進(jìn)水管與水泵進(jìn)水口直徑相等時(shí),應(yīng)在水泵進(jìn)水口和彎頭之間加一直管,直管長度不得小于水管直徑的2~3倍。