衬氟化工离心泵的容积损失及防止损失的方案

衬氟化工离心泵的容积损失包括密封环泄漏损失、平衡机构泄漏损失和级间泄漏损失。

  一、密封环的泄漏损失叶轮入口处有一个密封环。水泵在工作时，由于密封圈两侧的压力差，一侧近似为叶轮出口压力，另一侧近似为叶轮入口压力，所以从叶轮出口到叶轮入口总会有一些液体泄漏。这部分液体在叶轮中获得能量，但液体没有送出，从而减少了泵的供水量。泄漏液体的所有能量都用来克服密封圈的阻力。显然，密封圈的直径Dw越大，其两侧的压力差越大，泄漏量也就越大。对于固定泵，为了减少泄漏，提高泵的效率，在允许的情况下，应减小密封环的间隙。

  通常，总间隙约为密封环直径的0.002倍。如果DW = 200mm，则总间隙为0.40mm，装配时密封圈不能太偏心，否则泄漏量也会增加。此外，可以通过增加密封环的阻力来减少泄漏。增加阻力的主要措施是将密封圈做成迷宫式、锯齿形等。，这也增加了密封圈的密封长度和沿途阻力。在某些情况下，密封环的泄漏会引起叶轮进口的扰动，因此需要合理地设计密封环。

  二、平衡机构的泄漏损失在许多衬氟化工离心泵中，都有平衡轴向推力的机构，如平衡孔、平衡管、平衡盘等。由于平衡机构两侧的压力差，一些液体从高压区泄漏到低压区。平衡孔泄漏会使水泵效率降低5%左右。在平衡盘机构中，泄漏量占工作流量的3%，但部分高压泵大于这个值；为了减少泄漏损失，可以在不影响平衡力的情况下减小平衡盘的直径D′。

  三、涡旋多级泵中的级间泄漏损失，级间隔板两侧压力不相等，因此也存在泄漏损失。根据机构的布置，级隔板两侧的压力差可以是一级、二级或三级。级差越大，隔板的级间泄漏越严重。因此，这里广泛采用阶梯式级间密封。此外，分段多级泵存在级间泄漏。

  但这与前面提到的级间泄漏不同，因为这部分泄漏的液体不经过叶轮，所以不属于容积损失。这里，级间隔器前后的压力差是导叶扩散部分的增压和叶轮侧隙(相当于离心叶轮)的吸力造成的。在压差的作用下，泄漏液体沿级间隔板间隙进入前级叶轮侧隙，再通过导叶和反导叶片(吸力导叶)流回级间间隙，重复上述过程。分段多级泵的级间泄漏虽不属于容积损失，但其来回流动消耗了泵的功率。

  此外，当这部分液体通过导叶时，会造成导叶喉部的有效截面减小(即泄漏液体占去了一部分截面)，所以会增加此处的流速，造成额外的水力损失。根据《离心泵设计基础》一书，当多级泵的流量为20 L/s时，级间间隙由0.75 mm减小到0.25 mm，级间泄漏Q减小0.7 L/s，由于Q的减小，通过导叶的流量减小，导叶喉部的流量减小，导叶内的水力损失减小。同时由于q减少，使叶轮与导叶侧隙中的液体相对速度减小了，从而也减少了叶轮圆盘摩擦损失，所以泵的效率提高了5%左右。