教學(xué)設(shè)備

循環(huán)泵是化工生產(chǎn)、生活中應(yīng)用最廣泛的泵，本套裝置同樣采用的是循環(huán)泵，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、流量均勻、操作方便，易于控制等，循環(huán)泵的流量在額定下大于3.0 /h，為滿足流量計(jì)滿量程設(shè)計(jì)需要，在經(jīng)過計(jì)算和實(shí)際使用后，當(dāng)揚(yáng)程為5米時它的流量上限為2.0 /h，循環(huán)泵的出口流量由電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1.1 循環(huán)泵的工作原理和主要部件
1、 工作原理：
循環(huán)泵啟動前，應(yīng)先向泵內(nèi)充液體使泵殼和吸入管路充滿被輸送液體。啟動后，泵軸帶動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉片間的液體也隨之作圓周運(yùn)動。同時在循環(huán)力的作用下，液體又由葉輪中心向外緣做徑向運(yùn)動。液體在此運(yùn)動過程中獲得能量，使靜壓能和動能均有所提高。液體離開葉輪進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中流道逐漸加寬，流速逐漸降低，又將一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，使液體的靜壓能進(jìn)一步提高，最后由出口以高壓沿切線方向排出。當(dāng)液體從葉輪中心流向外緣后，葉輪中心呈現(xiàn)低壓，貯槽內(nèi)液體在其液面與葉輪中心壓力差的作用下進(jìn)入泵內(nèi)，再由葉輪中心流向外緣。葉輪如此連續(xù)旋轉(zhuǎn)，液體便會不斷地吸入和排出，達(dá)到輸送的目的。
若循環(huán)泵啟動前未充液，則泵殼內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，產(chǎn)生的循環(huán)力很小，因而葉輪中心處所形成的低壓不足以將貯槽內(nèi)液體吸入泵內(nèi)，此時雖啟動循環(huán)泵，也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛（air binding）,表明循環(huán)泵無自吸能力。因此，在啟動前必須灌泵。在本套裝置中，循環(huán)泵的下邊緣高出大儲水箱的下邊緣50cm,故只要保證大儲水箱中的液面高度高于循環(huán)泵進(jìn)水口位置，便可始終保持泵室中沖滿液體水，而無須灌泵。
若循環(huán)泵的吸入口位于貯槽液面的上方，在吸入管路的進(jìn)口處應(yīng)安裝帶濾網(wǎng)的底閥，該底閥為止逆閥（單向閥），可防止吸入管路中的液體外流，濾網(wǎng)可以阻擋液體中的固體物質(zhì)被吸入而堵塞管路或泵殼。若循環(huán)泵的吸入口位于貯槽液面的下方，液體借位差自動流入泵內(nèi)，無須人工灌泵。本套裝置的大儲水箱中安裝有一只白色的濾網(wǎng)，它不是用于止逆，而是為了單純的過濾自來水中較大的雜質(zhì)使用，以免誤入泵室而損壞葉輪。如上所述，本套裝置無須灌泵，所以不用安裝止逆閥防止水的倒流。
2、主要部件：
循環(huán)泵的主要部件有3個，即葉輪、泵殼及軸封裝置，以下分別介紹其結(jié)構(gòu)與作用。
2.1、 葉輪：
葉輪通過高速旋轉(zhuǎn)將原動機(jī)的能量傳給液體，以提高液體的靜壓能與動能（主要為靜壓能）。
葉輪上一般有4～12片后彎葉片（葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反，其目的是為了提高靜壓能）。按葉片兩側(cè)有無蓋板，葉輪可分為開式，半開式和閉式3種。在3種葉輪中，閉式葉輪效率較高，應(yīng)用廣泛，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于輸送清潔液體。開式和半開式葉輪的效率較低，結(jié)構(gòu)簡單，一般用于輸送漿液或含懸浮物的料液。
閉式和半開式葉輪在運(yùn)行時，部分高壓液體漏入葉輪后側(cè)，使葉輪后蓋板所受壓力高于吸入口側(cè)，這樣，對葉輪產(chǎn)生軸向推力。該軸向推力會造成葉輪與泵殼間的摩擦，嚴(yán)重時使泵震動。為了減小軸向推力，可在后蓋板上鉆一些小孔，稱為平衡孔，使部分高壓液體漏至低壓區(qū)，以減小葉輪兩側(cè)的壓力差。平衡孔可以有效地減小軸向推力，但同時也降低了泵的效率。
按吸液方式的不同，葉輪還可以分為單吸和雙吸兩種。單吸式葉輪構(gòu)造簡單，液體從葉輪一側(cè)吸入；雙吸式葉輪可以從兩側(cè)同時吸入液體，因而吸液量大，并較好地消除軸向推力。
2.2、 泵殼：
循環(huán)泵的外殼呈蝸殼形，故又稱為蝸殼，殼內(nèi)通道截面逐漸擴(kuò)大，從葉輪外緣高速拋出的液體沿泵殼的蝸殼形通道向排出口流動，其流速逐漸降低，減少了能量損失，且使一部分動能有效地轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。顯然，泵殼具有匯集液體和能量轉(zhuǎn)換的雙重功能。
在較大的泵中，葉輪與泵殼之間還裝有固定不動的導(dǎo)輪，其目的是為減緩液體直接進(jìn)入蝸殼時的沖擊作用。由于導(dǎo)輪具有很多逐漸轉(zhuǎn)向的通道，使高速液體流過時均勻而緩和地將動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，從而減少能量損失。
2.3、 軸封裝置：
軸封是指泵軸與泵殼之間的密封，其作用是防止泵殼內(nèi)高壓液體沿軸漏出或外界空氣吸入泵的低壓區(qū)。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 填料密封結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，但功率消耗較大，且有一定的泄漏，需定期更換。
與填料密封相比，機(jī)械密封具有較好的密封性能，且結(jié)構(gòu)緊湊，功率消耗小，使用壽命長，廣泛用于輸送高溫、高壓、有毒或腐蝕性液體的循環(huán)泵中。