بناء ومبدأ عمل مضخة الطرد المركزي
وفقا للفيزياء، فإن الجسم الذي يتحرك بشكل دائري يتعرض لقوة الطرد المركزي. إذا كانت قوة الجذب المركزي غير كافية أو مفقودة، فسوف يطير الجسم على طول اتجاه الظل للمحيط بسبب القصور الذاتي، مما يشكل ما يسمى بحركة الطرد المركزي. تعمل مضخات الطرد المركزي من خلال الاستفادة من حركة الطرد المركزي بالقصور الذاتي.
رسم تخطيطي للهيكل الأساسي لمضخات الطرد المركزي أحادية المرحلة المستخدمة عادة في هندسة إمدادات المياه والصرف الصحي. مكونات العمل الرئيسية هي المكره 1، غلاف المضخة الحلزونية 2، وعمود المضخة 3 الذي يدفع المكره إلى الدوران. يتم توصيل منفذ الشفط الخاص بغلاف المضخة على شكل حلزون بأنبوب الشفط 4 لمضخة المياه، ويتم توصيل المخرج بأنبوب الضغط 7 لمضخة المياه. يتم تثبيت المكره ذو الشفرات المنحنية في غلاف مضخة ثابت، ويتم توصيل مدخل المكره بأنبوب شفط مضخة المياه. قبل البدء في الضخ، املأ المضخة وأنبوب الشفط بالماء. عندما تقوم آلة الطاقة بدفع المكره للتدوير بسرعة عالية من خلال عمود المضخة،
يدور الماء الموجود في المكره بسرعة عالية مع المكره. ونظرًا لعدم كفاية تماسك الماء وقوة الاحتكاك بين الشفرات والماء لتكوين قوة جاذبة مركزية تحافظ على الحركة الدورانية لتدفق الماء، فإن تدفق الماء في المكره يتدفق تدريجيًا نحو الحافة الخارجية للمكره، يتم طرحه من المكره ويدخل غلاف المضخة، ثم يتدفق إلى أنبوب الضغط الخاص بمضخة المياه من خلال أنبوب مخروطي الانتشار. يتم نقله إلى شبكة خطوط الأنابيب من خلال أنبوب الضغط. في الوقت نفسه، يتشكل فراغ في مركز المكره بسبب رمي الماء، ويؤثر الضغط الجوي على سطح حوض الشفط. يتدفق الماء الموجود في أنبوب الشفط بشكل مستمر إلى المكره على طول أنبوب الشفط تحت فرق الضغط هذا. يؤدي الدوران المستمر للمكره إلى طرد الماء وامتصاصه باستمرار، مما يشكل توصيل الماء المستمر لمضخة الطرد المركزي.
كما ذكرنا أعلاه، فإن عملية عمل مضخة الطرد المركزي هي في الواقع عملية نقل وتحويل الطاقة. إنه يحول الطاقة الميكانيكية لآلة الطاقة إلى طاقة حركية وطاقة ضغط للسائل الذي يتم نقله. في عملية نقل وتحويل الطاقة، هناك حتما العديد من خسائر الطاقة، وكلما زاد الفقد، انخفضت كفاءة العمل، وسوء أداء المضخة.
المكونات الرئيسية لمضخة الطرد المركزي
تتكون مضخة الطرد المركزي من العديد من المكونات. بأخذ مضخة الطرد المركزي ذات الشفط أحادية المرحلة كمثال، سنناقش الوظائف والمواد وتكوين كل مكون رئيسي.
1، المكره
يتم استخدام المكره، المعروف أيضًا باسم عجلة العمل أو العجلة الدوارة، لنقل الطاقة الميكانيكية لآلة الطاقة إلى السائل الذي يتم ضخه، مما يزيد من طاقة السائل المتدفق عبر المكره. عند اختيار المواد المكره، بالإضافة إلى النظر في القوة الميكانيكية تحت قوة الطرد المركزي، ينبغي أيضا أن تؤخذ في الاعتبار مقاومة التآكل ومقاومة التآكل للمادة. في الوقت الحاضر، تُصنع الدفاعات في الغالب من الحديد الزهر، والفولاذ المصبوب، والبرونز.
تنقسم المكره إلى نوعين حسب هيكلها: الشفط الفردي والشفط المزدوج. إنها تمتص الماء من جانب واحد، وألواح الغطاء الأمامية والخلفية للمكره غير متماثلة. يتم استخدام دافعة شفط واحدة لمضخات الطرد المركزي ذات الشفط الفردي. دافعة شفط مزدوجة، تمتص الماء من كلا الجانبين، ولوحة غطاء الدافعة متناظرة. تستخدم مضخات الطرد المركزي ذات الشفط المزدوج دافعات شفط مزدوجة، والتي تتميز بمعدل تدفق كبير ويمكنها موازنة القوى المحورية تلقائيًا.
تنقسم المكره إلى ثلاثة أشكال بناءً على لوحة الغطاء الخاصة بها: مغلقة، مفتوحة، وشبه مفتوحة. تسمى المكره ذات لوحتي الغطاء بالمكره المغلق. يوجد بين ألواح الغطاء 6-12 شفرات تنحني للخلف. هذا النوع من المكره لديه كفاءة عالية ويستخدم على نطاق واسع. تسمى المكره التي تحتوي على لوحة غطاء خلفية فقط ولا تحتوي على لوحة غطاء أمامية بالمكره شبه المفتوح. تسمى المكره التي تحتوي على شفرات فقط ولا تحتوي على لوحة غطاء بالمكره المفتوح. تحتوي الدفاعات شبه المفتوحة والمفتوحة على عدد أقل من الشفرات، وعادة ما تكون 2 فقط؟ 5 قطع، هذين النوعين من الدفاعات لهما كفاءة أقل مقارنة بالدفاعات المغلقة ومناسبان لـ 6
تفريغ السوائل الملوثة أو التي تحتوي على كمية كبيرة من الجزيئات الصلبة.
2، رمح المضخة
وظيفة عمود المضخة هي دعم ودفع المكره للدوران، ونقل طاقة آلة الطاقة إلى المكره. من الضروري أن تكون نهاية عمود مضخة الطرد المركزي الأفقية مستقيمة وأن تتمتع بالقوة والصلابة الكافية لتجنب تأرجح المكره الناتج عن انحناء العمود أثناء تشغيل المضخة، مما قد يتسبب في تلف المكره وغلاف المضخة بسبب التآكل. يتكون عمود المضخة بشكل عام من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. يتم تثبيت أحد طرفي عمود المضخة على المكره بمفتاح مسطح وصمولة عكسية، مما يضمن إحكام المكره أثناء الدوران؛ في مضخات المياه الكبيرة والمتوسطة الحجم، يتم تحديد الموضع المحوري للمكره باستخدام أكمام العمود وصواميل تعمل على شد أكمام العمود. قم بتثبيت أداة التوصيل على الطرف الآخر من عمود المضخة.
3، غلاف المضخة
غلاف المضخة لمضخة الطرد المركزي يكون على شكل قوقعة حلزون تحتوي على السوائل وتنقلها. يتكون من غطاء المضخة وجسم الحلزون. غطاء المضخة هو غرفة الشفط الخاصة بالمضخة، والتي تعمل على توجيه الماء بالتساوي في أنبوب الشفط نحو المكره بأقل قدر من الخسارة. وفقًا للهيكل، يمكن تقسيم غرف الشفط إلى غرف شفط مخروطية مستقيمة، وغرف شفط حلقية، وغرف شفط شبه حلزونية. يتكون جسم الحلزون من حجرة الحلزون ومخروط ناشر. تتمثل الوظيفة الرئيسية لغرفة الحلزون في جمع تدفق المياه الناتج عن المكره والحفاظ على سرعة تدفق ثابتة للمياه في غرفة الحلزون عن طريق زيادة المقطع العرضي لتدفقها بشكل مستمر، من أجل تقليل فقد الرأس. بعد تفريغها من غرفة الحلزون، يتدفق الماء إلى أنبوب الضغط من خلال أنبوب مخروطي الانتشار. تتمثل وظيفة أنبوب مخروط الانتشار في تقليل سرعة تدفق المياه وتحويل بعض الطاقة الحركية لتدفق المياه إلى طاقة ضغط.
هناك فتحتان محفورتان عند حواف المدخل والمخرج بغلاف المضخة، والتي تستخدم لتثبيت مقاييس الفراغ ومقاييس الضغط لقياس ضغط المدخل والمخرج للمضخة. تم تجهيز الجزء العلوي من غلاف المضخة بفتحة تعبئة المياه (أو استخراج الهواء)، والتي تستخدم لملء الماء أو استخراج الهواء من غلاف المضخة قبل بدء تشغيل مضخة المياه. الجزء السفلي من غلاف المضخة مزود بفتحة تصريف لتفريغ المياه المتراكمة داخل المضخة بعد توقفها، لمنع تجمدها في الشتاء. تم تجهيز الجزء السفلي من غلاف المضخة بفتحات مسامير لتثبيتها على الأساس. باستثناء فتحات المسامير التي تثبت مضخة المياه، يجب سد فتحات المسامير الأخرى بسدادات ملولبة عندما لا تكون مضخة المياه قيد الاستخدام مؤقتًا.
من بين المكونات المذكورة أعلاه، المكره وعمود المضخة هما الأجزاء الدوارة لمضخة الطرد المركزي العمودية، في حين أن غلاف المضخة هو مكون ثابت. توجد ثلاث وصلات بين هذين الاثنين: جهاز ختم العمود بين عمود المضخة وغلاف المضخة، وحلقة تقليل التسرب عند المفصل بين المكره والجدار الداخلي لغلاف المضخة، والمحمل عند الاتصال الدوراني بين المضخة رمح ومقعد المضخة.