Das Laufrad einer Kreiselpumpe ist das Herzstück einer Kreiselpumpe. Im Wesentlichen handelt es sich um eine rotierende scheibenförmige Komponente, die mit durchgehenden Flügeln ausgestattet ist. Wenn der Motor die Pumpenwelle zum Drehen antreibt, dreht sich das Laufrad mit hoher Geschwindigkeit und überträgt mechanische Energie auf die Flüssigkeit im Inneren der Pumpe, wodurch die kinetische und Druckenergie der Flüssigkeit erhöht und der Flüssigkeitstransport realisiert wird.
Komponenten eines Laufrads
Nabe
Der zylindrische Abschnitt in der Mitte des Laufrads, der das Laufrad an der Pumpenwelle befestigt. Typischerweise verfügt es über eine Keilnut oder eine andere Verbindungsmethode zur Drehmomentübertragung.
Flügel
Gebogene Flügel, die an der Nabe befestigt sind und zwischen der vorderen und hinteren Abdeckplatte positioniert sind. Form, Anzahl, Winkel und Länge (dh Strömungskanal) der Schaufeln bestimmen direkt die Förderleistung der Pumpe.
Leichentuch
Scheibenförmige Strukturen, die beide Seiten der Schaufeln bedecken. Die vordere Abdeckplatte befindet sich in der Nähe des Saugeinlasses und die hintere Abdeckplatte befindet sich in der Nähe des Pumpenkörpers.
Wie funktioniert ein Laufrad mit Flüssigkeiten?
Wir unterteilen den Arbeitsablauf in vier Schritte.
Flüssigkeitsabsaugung
Flüssigkeit wird durch die Saugöffnung in der Mitte des Laufrads -das Laufradauge axial in das Laufrad gesaugt.
Motorleistung
Der Motor treibt das Laufrad an, um es mit hoher Geschwindigkeit zu drehen. Die Flügel des Laufrads treiben die Flüssigkeit voran, und die durch die Rotation erzeugte Zentrifugalkraft schleudert die Flüssigkeit von der Mitte des Laufrads zur Außenkante.
Energieumwandlung
Beim Schleudervorgang zum Rand hin wird die vom Laufrad erzeugte mechanische Energie in kinetische Energie und Druck der Flüssigkeit umgewandelt.
Energiegewinnung
Die Flüssigkeit verlässt das Laufrad und gelangt in das sich allmählich ausdehnende Pumpengehäuse (normalerweise eine Spirale oder ein Pumpenkörper mit Leitschaufeln). Hier wird ein Teil der kinetischen Hochgeschwindigkeitsenergie der Flüssigkeit effektiv in Energie mit höherem Druck umgewandelt und schließlich aus dem Auslass der Pumpe abgegeben.
Verschiedene Klassifizierungsmethoden für Laufräder
Es gibt drei verschiedene Klassifizierungsmethoden für Laufräder je nach Branche, und für jede dieser Klassifizierungen gibt es unterschiedliche Laufradtypen.
Entsprechend der Struktur der Abdeckplatte
Geschlossenes Laufrad: Beide Seiten der Schaufeln sind abgedeckt und bilden einen geschlossenen Strömungskanal. Seine Vorteile sind hohe Effizienz und robuste Struktur. Allerdings verstopft es leicht durch Feststoffpartikel und ist mit hohen Herstellungskosten verbunden.
Halb-Offenes Laufrad: Hat nur eine hintere Abdeckplatte; Die Vorderseite ist offen.
Offenes Laufrad: Keine Abdeckplatten auf beiden Seiten. Der abgedeckte Laufradtyp bietet die beste Verstopfungsschutzleistung und niedrige Kosten, aber seine Effizienz ist geringer.
Je nach Flüssigkeitsaufnahmemethode
Einzelnes-Sauglaufrad: Flüssigkeit kann nur über eine Einlassöffnung in das Laufrad gelangen. Es hat einen einfachen Aufbau, erzeugt jedoch einen axialen Schub, der zum Ansaugkanal zeigt, dem durch Lager oder eine Ausgleichsstruktur entgegengewirkt werden muss.
Doppeltes-Sauglaufrad: Flüssigkeit kann gleichzeitig aus zwei gegenüberliegenden Einlassöffnungen eintreten. Im Vergleich zu einem einzelnen -Sauglaufrad kann es bei gleichem Außendurchmesser eine bis zu doppelte Durchflussrate liefern.
Entsprechend der Blattaustrittsrichtung
Rückwärts-Gebogene Flügel (2 < 90 Grad): Stabile Leistungskurve, Leistungskurve hat einen Maximalwert, weniger wahrscheinlich, dass es zu einer Motorüberlastung kommt. Hoher Wirkungsgrad, die erste Wahl für die meisten Kreiselpumpen.
Radialschaufeln (Grad 2=90): Einfache und robuste Struktur, kann eine hohe Förderhöhe, aber eine geringere Durchflussrate erzeugen.
Vorwärts-Gebogene Schaufeln (2 > 90 Grad): Erzeugt eine hohe Förderhöhe bei niedrigeren Geschwindigkeiten, aber die Leistungskurve ist instabil und die Leistung steigt mit der Durchflussrate stark an, was leicht zu einer Motorüberlastung führt. Wird selten in Pumpen verwendet, findet sich jedoch häufig in Ventilatoren und Gebläsen.
So wählen Sie das richtige Material für Ihr Laufrad aus
Für Laufräder unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen eignen sich unterschiedliche Materialien.
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Material |
Schlüsseleigenschaften |
Typische Anwendungen |
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Gusseisen |
Kostengünstig-, ausgereifte Technologie, gute Verschleißfestigkeit. |
Geeignet für sauberes Wasser, neutrale Flüssigkeiten und allgemeines Abwasser. |
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Bronze |
Kostengünstig-, ausgereifte Technologie, gute Verschleißfestigkeit. |
Geeignet für sauberes Wasser, neutrale Flüssigkeiten und allgemeines Abwasser. |
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Edelstahl |
Hervorragende Beständigkeit gegen Seewasserkorrosion, gute Verschleißfestigkeit. |
Geeignet für Schiffspumpen, Meerwassertransport und Feuerlöschpumpen. |
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Duplexstahl |
Extrem hohe Festigkeit, ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chlorid-Lochfraß und Spannungskorrosion. |
Geeignet für die Meerwasserentsalzung, Offshore-Plattformen und die chemische Chloralkaliindustrie. |
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Hoch-Chromlegierung |
Extrem hohe Härte und hervorragende Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit. |
Geeignet für Bergbauschlamm, Kohleaufbereitungsanlagen und den Transport von metallurgischem Schlamm. |
Häufige Fehlerarten und ihre Ursachen bei Laufrädern
Kavitation
Wenn der Pumpeneinlassdruck niedriger ist als der Sättigungsdampfdruck der Flüssigkeit bei dieser Temperatur, „kocht“ die Flüssigkeit und erzeugt Blasen. Wenn diese Blasen zusammen mit der Flüssigkeit in die Hochdruckzone des Laufrads gelangen, platzen sie schnell. Die resultierende Aufprallkraft verursacht schwammartige Erosionsschäden an der Laufradoberfläche.
Abrieb
Feste Partikel wie Sand und Schlacke in der Flüssigkeit scheuern und zerschneiden die Laufradoberfläche bei hoher Strömungsgeschwindigkeit kontinuierlich, was zu Materialverschleiß und -versagen führt.
Korrosion
Chemische oder elektrochemische Reaktionen der Förderflüssigkeit auf das Laufradmaterial, die zu Materialverlusten führen.
Mechanischer Schaden
Klingenbruch durch in die Pumpe eindringende Fremdkörper; oder Ermüdungsbruch aufgrund von Unwucht oder Vibration.
Als Lieferant von Präzisionsmechanikkomponenten heißt Hansheng Automation Sie herzlich willkommen, mehr über unsere zu erfahrenKreiselpumpe mit FlügelzellenantriebWenn Sie in diesem Bereich Bedarf oder Ideen haben, wenden Sie sich bitte an unseren Service.
Referenzen
„Standards des Hydraulikinstituts“
„Marks‘ Standardhandbuch für Maschinenbauingenieure“
„AMPP - Die Vereinigung für Materialschutz und Leistung“