水处理用泵简介及技术发展趋势
摘要：分析了几种主要水处理用泵的结构特点以及适用场合，为合理选择泵类产品提供了依据。同时，指出了水处理用泵的技术发展趋势。
关键词：水处理用泵 结构特点 技术发展趋势
一、前言
水是万物生存的基本条件，人类生活和生产都离不开水。我国水资源匮乏，而且在时间和空间上分布不均匀。随着人口和国民经济的发展，水污染的范围和程度越来越大。我国重要河流以及沿海地区水污染情况非常严重，由此导致的水危机已严重地制约了各行各业的高速发展，影响了人民生活水平的提高，水处理已是势在必行。
水泵是水处理中输送流体的重要设备，向流体供给能量，使其克服流动中的阻力，保持在设备或管道中的流量。另外，在进行水处理时，还需要将化学试剂从甲罐送到乙罐从低位送往高位。所有这些都依靠水泵做功而完成。由此可见，合理选择泵类产品，了解水处理用泵的技术发展趋势，成为水处理工作中一项重要的工作。本文对水处理用泵的结构特点、应用场合等作了简单介绍，供相关工作人员参考应用。
二、水处理用泵的分类
水处理行业领域内，应用的泵设备种类众多，很难用一种分类方法进行宏观概括，经常根据实际需要按不同方法进行分类，下面作一简单介绍。
1．按其工作原理分类
叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体，如离心泵、混流泵、轴流泵、旋涡泵等。
容积泵：利用工作室容积周期性变化来输送液体，如活塞泵、柱塞泵、隔膜泵、齿轮泵、滑板泵和螺杆泵等。
其他类型的泵：只改变液体位能的泵，如水车等；利用液体能量来输送液体的泵，如射流泵、水锤泵、酸蛋等。
2．按其输送介质分类
单相介质输送泵、双相介质输送泵、多相介质输送泵三类。
3．叶片式水处理用泵的分类
在水处理用泵中，叶片式水处理用泵应用最为广泛，常用的有以下几种类型：单级泵、多级泵、双吸泵、混流泵、轴流泵、潜水泵、潜污泵、螺旋泵、计量泵、柱塞泵、螺杆泵和射流泵等。
三、主要产品介绍
1．离心耐腐蚀用泵
离心耐腐蚀用泵主要是单级单吸悬臂式耐腐蚀泵，用于输送不含固体颗粒、腐蚀性流体，使用温度在0~100~C。在水处理中多用于离子交换工艺中H水的输送。输送介质接触的过流部件材质采用不锈钢、塑料两种材质。二者的区别是泵体、泵盖与拖架的联接方式不同。前者是泵体固定在拖架上，然后泵盖固定在泵体上；后者是泵体借助于泵盖的止口固定在拖架上，同时也将泵盖固定。
2．污水泵
污水泵主要由泵体、泵盖、轴承箱、叶轮、轴等几部分组成。主要用于输送80~C以下带有纤维或其他悬浮物的流体，以及具有酸性、碱性或其他腐蚀性的污水。常用的污水泵有两大类：一种是普通电动机的污水泵，另一种是潜污泵。
3．中开泵
中开泵在水处理工艺中用作输送清水类流体使用，最高温度不超过80~C。常用的中开泵有S型离心泵~flSh型离心泵。S型离心泵的效率值较高，产品成本低，利于节能。Sh型离心泵运行可靠性高，寿命长。中开泵，顾名思义，泵体为中开式，分上下两部分。其结合缝与轴中心在同一平面上，中间以纸垫相隔。上下体以销钉定位，螺栓紧固。吸入口与排出口均在下体上，成水平方向，与泵轴垂直。上下体合拢后组成两对称吸入室在叶轮两侧，两室共用一吸入口，中间为高压室，其底部与排出管I：1相通。离心泵叶轮运转时，由于泵体内有低压侧(入口)与高压侧(出口)，会导致叶轮两侧受力不均衡。为了避免此问题出现，在叶轮右侧中部开若干个平衡小孔，使右侧的高压水小量回流人低压区，从而使轴向推
力得到平衡。
4．往复式泵
往复式泵依靠在泵缸中作往复运动的活塞(或柱塞)改变泵缸的容积，配合两个逆止阀的作用，达到吸入或排出液体的目的。往复泵按活塞的构造，可分为活塞式往复泵、塞式往复泵和隔膜式往复泵三种。活塞式往复泵的主要部件是活塞，依靠活塞在泵缸中工作，吸入或排出液体。柱塞式往复泵的主要部件是柱塞(呈柱状体)，比活塞接触面积大，耐磨。其作用方式与活塞完全相同。隔膜式往复泵的主要部件也是柱塞，与柱塞式往复泵不同的是：在泵的工作室与缸体之间以胶质(或钢质)隔膜分隔，当柱塞做往复运动时，隔膜随之来回鼓动，起到吸入或排出液体的作用。
5．计量泵螺杆泵
在水处理工艺中，计量泵和螺杆泵应用较多。
(1)计量泵计量泵有柱塞式和隔膜式两种，主要由蜗杆、偏心轮、弓形架、十字头、柱塞、偏心轴、调节螺杆和电动机等组成。计量泵是可以对流量进行动态或静态调整的往复泵：通过调节螺杆与偏心轴之间的距离来调控流量。螺杆与偏心轴间的间距越小，泵的行程越大，其流量也越大；反之泵的流量也越小。J型计量泵被广泛应用于计量要求准确，配量可
调，连续配送介质的场合。在水处理工艺中，用于输送和投加不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性药剂。根据输送介质化学性质的不同，液缸过流部分可采用相应的耐腐蚀材料。
(2)螺杆泵螺杆泵有单螺杆泵、双螺杆泵和三螺杆泵。可用于输送单一的或多种介质的流体，包括中性或腐蚀性的，洁净的或磨蚀性的，含气体或易产生气泡的，高黏度的或低黏度的，以及含有纤维或固体颗粒的液体，广泛适用于各工业部门。
螺杆泵的工作原理是：螺杆泵工作时，液体被吸入后就进入螺纹与泵壳所围的密封空间，当主动螺杆旋转时，螺杆泵密封容积在螺牙的挤压下提高螺杆泵压力，并沿轴向移动。由于螺杆是等速旋转，所以液体出流流量也是均匀的。因此，螺杆泵具有经济性能好，压力高，流量均匀，转速高等优点。
四、技术发展趋势
为了更好地满足水处理行业用泵要求，水处理用泵的技术发展趋势主要有以下几个方面。
1．泵运行安全性的技术研究
在水处理行业中，水泵是极其重要的设备。水泵的运行安全直接影响水处理工艺的正常运行，一旦出现较大的故障，整个水处理工艺将处于瘫痪，给人民群众的生活和生产带来极大不便。根据目前对水处理用泵运行情况的分析，常见的故障有：叶轮长期在污水中遭受表面腐蚀，叶片早期疲劳断裂，泵体过流部件磨损，泵轴发生弯曲，电动机及轴承烧损等。对运行安全性的研究非常重要，通过该项内容的研究，不仅提高泵的安全性，同时还可以提高其使用寿命。
2．泵自动控制的技术研究
在水处理工作过程中，系统的用水量和水压是经常变化的，如果不能按照需要得到满足，将影响生产的正常运行，造成较大的浪费。为了有效地进行管理，需要对生产系统进行远程监控和现场控制；为了提高生产效率和安全性，也需要对水处理用泵的关键部位进行检测。由此可见，开展自动控制技术的研究是一个重要的技术发展趋势。
目前对自动变频技术开展的研究较多，已初步取得了理想的效果，带来了较大的经济效益和社会效益。调节转速的方法具有良好的节能效果，这已被为国内许多实践所证明。在许多泵的应用场合，有时需要泵的性能参数保持恒定不变，有时需要泵的性能参数根据使用条件进行变化，调节转速可以达到这一目的，同时又可以提高管路效率，使装置效率明显提高。
3．水泵选型和系统节能的技术研究由于各种原因，在泵的选型设计方面存在着许多不合理的现象，造成能源的浪费，给节能工作带来了很大影响。
(1)水泵选型应遵循的原则
1)使用单位合理确定泵的性能参数和必备工作条件。
2)设计部门应合理确定泵的类型、参数，合理满足现场使用条件。
3)全面考虑泵的最高效率、高效率范围、实际使用效率指标。
4)进行技术经济比较，从中选择技术上先进、经济上合理的方案。
(2)提高离心泵系统运行的效率指标
离心泵的节能工作不应仅限于研究离心泵自身效率的高低，应更广泛地研究整个系统的各个方面效率指标，从而做到整个系统的高效节能，这方面的潜力是比较大的。在以下几个方面应进行详细的分析研究。
1)离泵机组与整个生产系统的配置是否合理，既要满足使用要求，又要达到节能要求。
2)离心泵与电动机的配置是否合理，电动机的节能效果如何。
3)管路的配置是否合理，减少管路，提高管路效率。
4)传动装置的配置是否合理，传动装置选择和使用，不仅会影响传动效率，而且对动力机、水泵和管路效率都有影响。
5)效率与汽是否合理。
6)离心泵系统运行的管路、维护等方面是否合理。
4．特殊性能的研究
由于使用条件的差异，除了开展以上的技术研究内容以外，同时还要进一步开展一些特殊性能的研究，主要有以下几个方面。
1)特殊输送介质的研究，固液混合输送介质等。
2)特殊材质的研究，材质应具备较强的耐腐蚀性、耐磨性。
3)特殊结构的研究，过流通道无堵塞、双层特殊结构等。
五、结语
泵是水处理工艺中的重要设备。对几种主要的水处理泵类产品，进行了简要分析，归纳总结了其结构特点、使用条件，为合理选择水处理用泵提供了参考依据。同时，指出了水处理用泵技术上的发展趋势，为了达到提高效率和节能降耗的目的，需要在泵运行安全性、自控性、节能以及特殊性能等四方面进行进一步探索与研究。
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