淺談離心泵的自吸

摘 要：在船上離心泵是使用非常廣泛的船舶輔機之一，但其主要的缺點是一般沒有自吸能力。本文介紹了離心泵常用的一些自吸裝置，為以后的研究者在如何提高離心泵的自吸能力方面進行研究提供了準備，以使離心泵能被更加高效廣泛地應用。

關鍵詞：離心泵 自吸 自吸裝置

中圖分類號：TN2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（a）-0082-02

船舶輔機中用的最多的就是各種類型，各種型號的泵，在這其中又以離心泵最多。如日用海水泵和淡水泵、壓載泵、消防泵、艙底水泵、油船掃艙泵等。大型油輪還把離心泵用作貨油泵，近幾年造的船也把離心泵用作主機燃油供應泵和滑油泵。離心泵在船上應用如此廣泛，但離心泵最大的缺點就是一般沒有自吸能力，在船上有些離心泵的吸入液面可能比泵低，為了使泵能夠吸上水就必須采取一些措施使離心泵自吸。

1 離心泵簡介

1.1 離心泵的工作原理

離心泵其主要工作部件是泵殼和葉輪。螺線形的泵殼亦稱蝸殼，包括蝸室和擴壓管兩部分。葉輪通常有5-7個弧形葉片和前后圓形蓋板構成，用鍵和螺帽固定在泵軸的一端。軸的另一端穿過填料函伸出泵殼，由原動機驅動右旋回轉。螺帽通常采用左旋螺紋，以防反復起動因慣性而松動。離心泵工作時，預先充滿在泵中的液體受葉片的推壓，隨葉輪一起回轉，產生離心力，從葉輪中心向四周甩出，于是在葉輪中心處形成低壓，液體便在吸入液面氣體壓力的作用下，由吸入接管被吸進葉輪。從葉輪流出的液體，壓力和速度都比進入葉輪時增大了許多，由蝸殼的蝸室部分將它們會聚，平穩的導向擴壓管。擴壓管流道截面逐漸增大，液體流速降低，大部分動能變為壓力能，然后進入排出管。葉輪不停的回轉，液體的吸排便連續的進行[1]。

1.2 離心泵不能自吸的原因

離心泵屬于葉輪式泵，其主要工作部件是葉輪和泵殼，離心泵不像容積式泵有密閉的腔室，其泵殼和外界密封不好，當離心泵第一次起動里面沒有灌滿水或沒有灌水時，其泵殼內就全是空氣，此時葉輪旋轉，離心泵就像一個風機不停地使空氣進行循環。吸入口的壓力、大氣壓和吸入液面壓力三者幾乎相等，在吸入口和吸入液面之間就沒有了足夠的壓力差，水就不能進入離心泵殼體，不能吸上水。

1.3 離心泵的自吸條件

正確地選用引水裝置是離心泵正常運轉的前提。為了使離心泵運轉時能自吸， 必須滿足下列要求[2]。

（1）泵的吸高不超過允許值。離心泵的允許吸高受汽蝕極限限制，并由泵的結構所確定。在泵的性能曲線圖上，允許吸高用凈正吸入高度表示。泵的凈正吸入高度值小于泵裝置的凈正吸入高度值，泵運轉時才能不發生汽蝕。

（2）泵及其吸入系統注滿了所輸送的介質。引水裝置的任務就是為了將水引入吸入管路。空氣在負壓的作用下從吸入系統中抽出。泵起動時抽除空氣的過程一般稱為前引水過程，而運轉時抽除空氣的過程稱為后引水過程。兩者實際區別在于前引水過程基本上只是抽除吸入系統中的空氣而后引水過程在抽氣時伴隨有大量的水排出。

由于水與空氣在密度上有很大的差別，引水裝置必須符合上述運行的要求。

2 離心泵的自吸裝置

2.1 離心泵的水環泵自吸裝置

圖1示出船用離心泵所用的一種水環泵自吸裝置的簡圖。驅動離心泵1的電動機4，可同時靠摩擦離合器5驅動水環式真空泵6。這種裝置無需借助壓縮空氣氣源即可工作，水環泵和離心泵不是同時工作。水環泵為離心泵建立自吸后離心泵再起動，其缺點是在自吸完成以前離心泵處于干轉狀態，因而泵不允許使用機械軸封和以水潤滑的軸承。

2.2 離心泵的真空箱自吸裝置

離心泵的真空箱自吸裝置的工作原理如圖2所示：真空箱自吸裝置適用于對多個離心泵的自吸，一個自吸設備可以為多個離心泵服務，在此系統中有離心泵、自動通氣閥、真空箱、真空開關和真空發生器。真空發生器的作用是使真空箱中產生足夠低的真空度。真空發生器是由真空開關控制的，當真空箱內的真空度小于要求的最小值時，真空開關控制真空發生器起動，抽真空；同理，當真空箱內的真空度大于等于最大值時，真空控制開關使真空發生器停止工作。真空箱還有觀察鏡和泄水口，當自動通氣閥故障，使得離心泵中的水進入真空箱，可以通過觀察鏡看到，并進行放水。自動通氣閥是一個浮動開關，當離心泵需要自吸時自動開啟，當進入離心泵的水到達了閥的位置，使自動通氣閥的浮子浮起，閥就被關閉，水就不能進入到真空箱中[3]。

2.3 離心泵的空氣噴射器自吸裝置

圖3所示為離心泵的另一種采用空氣噴射器的自吸裝置。這種自吸裝置靠來自壓縮空氣瓶的0.5～0.7 MPa的壓縮空氣為離心泵抽氣引水，尺寸十分緊湊，而且離心泵可延時起動，從而避免了干轉。這種用時間繼電器控制離心泵延時起動的方法雖然簡單可靠，但如果延時時間調節不準（吸高、密封等因素的改變，會導致所需自吸時間變化），則泵仍有可能在自吸成功前就起動，發生干轉。故有的自吸裝置在抽氣管上設浮子室，只有自吸成功使浮子開關閉合，才會起動離心泵和停止抽氣，這樣可使泵完全避免干轉。但浮子開關的故障率顯然比時間繼電器高。

3 結語

離心泵常見的自吸裝置有：水環泵自吸裝置，真空箱自吸裝置，空氣噴射器自吸裝置等。它們有各自的特點和使用范圍，使用時要根據實際需要綜合地選擇。

參考文獻

[1]費千.船舶輔機[M].大連：大連海事大學出版社，2007.

[2]梶原滋美.泵及其應用[M].山西：煤炭工業出版社，1984.

[3]維爾納·法斯.船用泵的引水裝置[M].1998.