耐酸泵
耐酸泵 [1] 是一种在泵的基础上应用具有耐酸性能的材料而研制生产的泵。大多数耐酸泵之所以可以耐酸的原因主要是泵的材质,一般耐酸泵均采用非金属材质做为泵的过流部件材料,如“聚乙烯、聚丙烯、聚全氟乙丙烯等”,其中聚全氟乙丙烯是的耐酸材质之一,基本上可以耐任何酸性介质的腐蚀,被称为塑料王。耐酸泵产品适用于-20℃~+120℃温度条件下输送各类腐蚀性介质,其过流部分全部采用塑料合金(聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯等多种材料)经过合理配方、模压、加工而成,耐酸泵集多种塑料之优点,具有特强的耐腐性能,并具有机械强度高,不老化、无***分解等优点,是输送各种强、弱酸的理想设备。详细介绍了其发展及作用、性能预测、工作原理、选型以及操作流程等。
简介
今后,随着科技的不断发展,耐酸泵在化工、冶金、电力、造纸、食品、制药、合成纤维等工业中占有越来越重要的地位。同时,对泵设备将会有更高的要求。并且在设计方面要求更加合理,结构简单,使用方便。耐酸泵产品适用于-20℃~+120℃温度条件下输送各类腐蚀性介质,其过流部分全部采用塑料合金(聚四氟乙烯和聚全氟乙丙烯等多种材料)经过合理配方、模压、加工而成,耐酸泵集多种塑料之优点,具有特强的耐腐性能,并具有机械强度高,不老化、无***分解等优点,是输送各种强、弱酸的理想设备 [1] 。
耐酸泵作用
一直以来,耐酸泵的选型就是化工行业中的***问题之一,轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。据有关统计,化工设备的***约有60%是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。通常有一种误区,认为不锈钢是“***材料”,不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢,这是很***的。因此,合理的选择耐酸材料对于工厂作业和化工生产是很有必要的。
耐酸泵的工作原理
大多数耐酸泵之所以可以耐酸的原理主要是泵的材质,一般耐酸泵均采用非金属材质做为泵的过流部件材料,如“聚乙烯、聚丙烯、聚全氟乙丙烯等”,其中聚全氟乙丙烯是的耐酸材质之一,基本上可以耐任何酸性介质的腐蚀,被称为塑料王 [1] 。
工作原理:叶轮被泵轴带动旋转,对位于叶片间的流体做功,流体受离心力的作用,由叶轮中心被抛向外围。当流体到达叶轮外周时,流速非常高。泵壳汇集从各叶片间被抛出的液体,这些液体在壳内顺着蜗壳形通道逐渐扩大的方向流动,使流体的动能转化为静压能,减小能量损失。所以泵壳的作用不仅在于汇集液体,它更是一个能量转换装置。液体吸上原理:依靠叶轮高速旋转,迫使叶轮中心的液体以很高的速度被抛开,从而在叶轮中心形成低压,低位槽中的液体因此被源源不断地吸上。
为防止气缚现象的发生,离心泵启动前要用外来的液体将泵壳内空间灌满。这一步操作称为灌泵。为防止灌入泵壳内的液体因重力流入低位槽内,在泵吸入管路的入口处装有止逆阀(底阀);如果泵的位置低于槽内液面,则启动时无需灌泵。叶轮外周安装导轮,使泵内液体能量转换效率高。导轮是位于叶轮外周的固定的带叶片的环。这此叶片的弯曲方向与叶轮叶片的弯曲方向相反,其弯曲角度正好与液体从叶轮流出的方向相适应,引导液体在泵壳通道内平稳地改变方向,使能量损耗***小,动压能转换为静压能的效率高。后盖板上的平衡孔消除轴向推力。离开叶轮周边的液体压力已经较高,有一部分会渗到叶轮后盖板后侧,而叶轮前侧液体入口处为低压,因而产生了将叶轮推向泵入口一侧的轴向推力。这容易引起叶轮与泵壳接触处的磨损,严重时还会产生振动。平衡孔使一部分高压液体***到低压区,减轻叶轮前后的压力差。但由此也会引起泵效率的降低。轴封装置保证离心泵正常、***运转。离心泵在工作是泵轴旋转而壳不动,其间的环隙如果不加以密封或密封不好,则外界的空气会渗入叶轮中心的低压区,使泵的流量、效率下降。严重时流量为零——气缚。通常,可以采用机械密封或填料密封来实现轴与壳之间的密封。
耐酸泵的工作原理,在启动之前,应关闭出口阀门,泵内应灌满液体,此过程称为灌泵。工作时启动原动机使叶轮旋转,叶轮中的叶片驱动液体一起旋转从而产生离心力,使液体沿叶片流道甩向叶轮出口,经蜗壳送入打开出口阀门的排出管。液体从叶轮中获得机械能使压力能和动能增加,依靠此能量使液体到达工作地点。
在液体不断被甩向叶轮出口的同时,叶轮入口处就形成了低压。在吸液罐和叶轮入口中心线处的液体之间就产生了压差,吸液罐中的液体在这个压差作用下,不断地经吸入管路及泵的吸入室进入叶轮之中,从而使耐酸泵连续地工作。
耐酸泵的性能预测
性能预测的关键是对泵内各种损失的计算。离心泵内的水力损失主要是叶轮和泵壳(导叶)内的损失。性能预测采用的方法可归纳为两种:
损失模型法。通过对部分水力损失的物理本质及其影响因素的分析,寻求水力损失与结构参数的关系,对流场做一定的假设、简化,建立水力损失的计算模型。该方法的优点是可以***考虑诸如二次流、进口回流、边界层分离、漩涡和危机等各种因素的影响,对实际的性能预测有很高的实用性和准确性。因此,大多数研究机构和学者都是采用这种方法进行水泵的性能预测[1] 。
数值方法,又称为数值试验或计算试验法。目前纯数值方法主要是基于计算流体力学对泵内流场进行数值模拟,得到泵内流场信息(速度场、压力场等),进而计算出泵的扬程、功率、效率和流量之间的关系(性能曲线),实现对水泵性能的预测。然而,由于计算软件功能的限制和流动的异常复杂性,如非定常、分离流动、漩涡流动等,使得在计算设计工况时过流部件的内部流场时比较准确,但在计算全流量范围内的流场,特别是小流量工况下的流场时误差较大。
7.盐水(海水) 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用316不锈钢较好。各类化工泵都有316材料配置,如IH化工离心泵。
8.醇类、酮类、酯类、醚类 常见的醇类介质有***、乙醇、乙二醇、***等,酮类介质有***、***等,酯类介质有各种甲酯、乙酯等,醚类介质有***、***、丁醚等,它们腐蚀性基本不强, 因此均可选用普通不锈钢,具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。建议选择无机封的氟塑料磁力泵。