Typer og arbejdsprincip for vertikal centrifugalpumpe

En vertikal centrifugalpumpe kan cirkulere kølet vand gennem en bygning, øge vandtrykket i et renseanlæg eller løfte vand fra en dyb sump. Disse opgaver kan bruge meget forskellige pumpedesigns, selvom alle tre er beskrevet som "lodrette".

Udtrykket refererer til pumpeakslens orientering. Den fortæller ikke i sig selv, hvor mange pumpehjul pumpen har, hvor motoren sidder, eller om pumpen kan håndtere faste stoffer.

Forståelse af disse forskelle gør det lettere at vælge en pumpe, der passer til installationen - og at undgå problemer, som en større motor ikke vil løse.

A vertikal centrifugalpumpebruger et eller flere roterende pumpehjul på en lodret aksel til at overføre energi til en væske. Motoren driver akslen, og de hydrauliske komponenter leder væsken fra indløbet til udløbet.

Det lodrette arrangement kan reducere den nødvendige gulvplads til installation. I nogle designs giver det også pumpeelementet mulighed for at sidde under væskeniveauet, mens motoren forbliver tilgængelig over det.

Et lille fodaftryk betyder dog ikke nødvendigvis en lille vedligeholdelsesplads. Fjernelse af motor, tilbagetrækning af aksel og adgang til interne komponenter kan kræve betydelig plads over pumpen.

Når man sammenlignervertikale centrifugalpumpetyper, husk at navnene beskriver forskellige funktioner. "Inline" beskriver dysearrangementet, "flertrin" beskriver antallet af hydrauliske trin, og "sump" beskriver et installationsarrangement. En enkelt pumpe kan passe til mere end én beskrivelse.

1. Lodrette inline-pumper

En lodret inline-pumpe har suge- og afgangsforbindelser anbragt langs den samme rørmidterlinje, hvor motoren normalt er monteret over huset. Dette layout bruges almindeligvis i varme-, aircondition- og vandcirkulationssystemer. Reference: KSB, In-line pumpe

Mange vertikale inline-pumper bruger et enkelt pumpehjul. Deres praktiske tiltrækningskraft er ligetil: De passer pænt ind i et rørløb og optager relativt lidt gulvplads.

Typiske anvendelser omfatter:

• Kølet-vand og varme-vand cirkulation
• Kølevandskredsløb
• Bygning af vandtjenester
• Generel overførsel af rent vand

For installation skal du kontrollere producentens supportkrav. Et inline-arrangement betyder ikke automatisk, at rørsystemet kan bære den fulde pumpe- og motorvægt. Rørspænding kan også forvrænge kappen eller påvirke justeringen.

2. Lodrette flertrinspumper

En vertikal flertrinspumpe har flere pumpehjul forbundet i serie på en aksel. Væske passerer gennem hvert trin på skift og får yderligere hoved, når den bevæger sig mod udledningen.

Den vigtige skelnen er, at stadier tilføjer hoved. Tilføjelse af trin multiplicerer ikke flowhastigheden på samme måde. Reference: KSB, Flertrinspumpe

Disse pumper overvejes almindeligvis til trykforøgelse, omvendt osmosetilførsel og industrielle vandsystemer, der kræver relativt højt udledningstryk.

For eksempel, hvis et trin udvikler ca. 20 meter løftehøjde ved et bestemt flow, kan fem sammenlignelige trin give ca. 100 meter ved det flow. Dette er en illustration; den faktiske drift skal kontrolleres i forhold til pumpekurven.

Mange kompakte vertikale flertrinspumper har smalle indvendige passager beregnet til rene væsker. De bør ikke antages at være egnede til sand, fibre eller andre faste stoffer.

3. Lodrette turbinepumper

En konventionel lodret turbinepumpe med lineaksel placerer skålsamlingen under væskeniveauet. En motor over installationen driver løbehjulene gennem en lodret aksel, og vand bevæger sig opad gennem søjlen til udløbshovedet.

Skålenheden kan indeholde et eller flere trin, afhængigt af den påkrævede pligt. Reference: Guld, lodrette turbinepumper

Typiske anvendelser omfatter råvandsindtag, kunstvanding, kølevandsforsyning og vandudtrækning fra brønde eller våde brønde.

Den laveste driftsvandstand har lige så stor betydning som normalniveauet. Utilstrækkelig nedsænkning eller dårlige indsugningsforhold kan tillade luftindtrængning og ustabil drift. Skålindstilling, indsugningsgeometri og aksellejearrangementer kræver derfor opmærksomhed under udvælgelsen.

4. Lodrette sumppumper

En lodret sumppumpe suspenderer sit pumpeelement i en tank eller brønd, mens drivmotoren holdes over væsken.

Afhængigt af det hydrauliske design og materialer kan dette arrangement betjene rene væsker, forurenede procesvæsker eller væsker, der indeholder faste stoffer. Evnen til håndtering af faste stoffer skal bekræftes for den specifikke model. Reference: Sulzer, Vertical Sump Pumps

Disse pumper bruges til industriel dræning, opsamlingsgrave og processumpe.

Et vigtigt valgpunkt er akselstøttearrangementet. Nogle designs bruger nedsænkede styrelejer; andre bruger en cantilever-aksel uden nedsænkede lejer. Denne forskel påvirker tilladt installationsdybde, vedligeholdelseskrav og egnethed til slibende væsker.

Delodret centrifugalpumpe i driftprincippet følger den samme energioverførselsproces som andre centrifugalpumper. Montering af akslen lodret ændrer det mekaniske arrangement, men pumpehjulet leverer stadig den energi, der bevæger væsken.

Trin 1: Væske når pumpehjulets indløb

Væske trænger ind i sugeforbindelsen eller det neddykkede indtag og bevæger sig mod pumpehjulets øje.

Indløbet skal modtage en kontinuerlig tilførsel af væske. For en konventionel overflademonteret pumpe skal huset og sugearrangementet fyldes og udluftes efter behov før start. En lodret aksel gør ikke en pumpe selvansugende.

For et nedsænket pumpeelement er et tilstrækkeligt væskeniveau stadig nødvendigt for at opretholde passende indsugningsforhold.

Trin 2: Løbehjulet overfører energi til væsken

Motoren roterer akslen og pumpehjulet. Når væske passerer gennem pumpehjulspassagerne, øger de roterende blade dens energi.

I et typisk løbehjul med radial strømning kommer væske ind nær midten og bevæger sig udad mod løbehjulets periferi. Trykket stiger også inde i pumpehjulet; det produceres ikke først, efter at væsken forlader knivene.

Trin 3: Huset eller diffusoren genvinder trykket

Væske, der forlader pumpehjulet, trænger ind i et spiralhus eller diffusor. Disse stationære passager opsamler og leder strømmen og omdanner en del af dens hastighedsenergi til trykenergi. Reference: ASHRAE, Centrifugalpumper

I en lodret flertrinspumpe leder returpassager væsken mod det næste pumpehjul, hvor den modtager mere energi.

Trin 4: Væske strømmer ind i systemet

Væsken går ud gennem udløbstilslutningen og bevæger sig gennem det tilsluttede rør.

Det faktiske flow afhænger af samspillet mellem pumpekurven og systemmodstanden. Ændring af en ventilposition, rørmodstand eller pumpehastighed kan ændre driftspunktet. En centrifugalpumpe leverer derfor ikke ét fast flow under alle driftsforhold.

Start med vagtbetingelserne, vælg derefter arrangementet.

Påkrævet flow og total hoved

Angiv den nødvendige flowhastighed og det samlede dynamiske løftehøjde ved det flow. Inkluder højdeforskelle, rørfriktion, udstyrstab og enhver påkrævet trykforskel mellem systemgrænserne.

For en fuldt udfyldt lukket cirkulationssløjfe tilføjes byggehøjden ikke blot til cirkulationshovedet. Pumpen overvinder hovedsageligt kredsløbsmodstand, mens systempåfyldningstrykket behandles separat.

Flydende egenskaber

Bekræft væsketemperaturen, densiteten, viskositeten, den kemiske sammensætning og tørstofindholdet.

Disse egenskaber påvirker hydraulisk ydeevne, motorkraft, materialer, tætninger og lejevalg. En pumpe, der fungerer godt på rent vand, kan være uegnet til samme flow og løftehøjde med en slibende eller viskøs væske.

Sugeforhold

Kontroller indløbstryk eller minimum væskeniveau, sugeledningstab og væsketemperatur. Tilgængelig netto positiv sugehøjde skal overstige pumpens krav med en passende margin.

En større motor kan ikke korrigere utilstrækkelige sugeforhold.

Adgang til vedligeholdelse

Giv plads til det arbejde, pumpen i sidste ende skal bruge. Kontroller, om motoren, tætningen, den roterende enhed eller hele søjlen skal løftes under service.

Dette er især vigtigt, hvor en lodret centrifugal enhed er valgt til at passe ind i et smalt planterum.

En inline-pumpe kan passe til en cirkulationssløjfe, mens en vertikal flertrinspumpe bedre kan passe til en vandforsyning med højere tryk. Vand hentet fra en dyb våd brønd kan kræve et lodret turbinearrangement. En procesopsamlingsbrønd kan kræve en specialdesignet sumppumpe.

Før du anmoder om et tilbud, skal du forberede det påkrævede flow, det samlede løftehøjde, væskedetaljer, minimumsindløbstryk eller væskeniveau, strømforsyning og installationsdimensioner. Med den information kan en leverandør vurdere pumpekurven og konstruktionen i forhold til det faktiske job.