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    污水提升裝置
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    低水位污水提升裝置工作原理

    2019-09-26

    低水位運行

    常用的內置式污水提升裝置水箱容積300-600升,高度尺寸500-800mm,為了結構空間及安裝調試等方面的考慮,在污水提升裝置中一般選用立式潛污泵為提升泵,如圖1所示,以比較小0.75kw的潛污泵為例來討論,水泵高度在500-600mm之間,也就是說按剛剛淹沒潛水泵的水位計算,水泵運行的水位為500mm,這樣水箱只有在500-800mm高度范圍的空間屬于可工作空間,水箱的工作空間只有35%左右,又由于水箱底部65%的污水長期處于相對靜止的狀態,底部很容易產生污泥,污物,如果水泵進口比較低的話,就很容易堵塞進口,設備無法正常運行,為了保證水箱的利用率及良好的運行效果,水泵必須低水位運行,甚至超低水位運行,為此必須從影響低水位運行的幾個關鍵點,水泵冷卻的技術處理,水泵的安裝高度,水泵進口到底平面的距離等幾個方面來分析及解決問題。

    低水位污水提升裝置

    2.1 水冷技術

    考慮到水泵的運行水位必須低,而立式潛水排污泵要良好的運行必須淹沒它的的高度尺寸,否則電機在運行中就無法冷卻,長時間運行就會影響電機的使用壽命甚至燒毀電機,電機部分就占整體水泵高度尺寸的50%-60%,假如我們能解決水泵運行中的冷卻問題,這樣問題就解決了一大半,為了解決這一問題,我們在電機外殼設計一個密閉的外套,同時將水泵腔的壓力水引進該腔內,形成水冷腔來冷卻電機,這樣水泵在運行時水位不需淹沒電機,表1是我們所做的一組電機溫升數據表:

    1   電機溫升對照表

     

    水泵功率

    運行時間

    水冷套裝置

    電機溫升

    0.75KW

    1h

    133℃

    1h

    32℃

    2.2KW

    1h

    141℃

    1h

    34℃

    從以上數據可以看出水冷套裝置有效的降低了水泵運行時電機的溫升,達到了預期的目標,此外還要注意的是,在設計水冷套時,水冷套的長度方向應包含上軸承座及下軸承座部分,這樣不但可以將電機產生的熱量帶走,而且可以將軸承運行時產生的熱量帶走,從而達到了降低水位運行的效果,綜上所述在污水提升裝置里所設計的提升泵,必須是帶冷卻套的水冷式電機,且水冷套必須加長。

    2.2 快換裝置

    污水提升裝置中提升泵與出水管路的連接方式,根據CJ/T472-2015《潛水排污泵》[1]的規定有兩種連接方式,自動耦合方式和移動式安裝,在污水井或污水泵站設計中大都采用自動耦合安裝方式,如圖2所示,這種連接方式在檢修維護,安裝調試時,操作人員不需要進入污水池里面,只要可通過拉鏈沿著導桿將泵裝入或拉出,正因為這種連接在安裝和維修的方便性,所以我們大多數設計師往往會選用自動耦合安裝方式,但是這種連接方式用在污水提升裝置中有它的不足,因為自動耦合安裝是用導桿導向,斜面加緊的,水泵必須懸空,既泵在垂直向下方向必須留有一定的間隙,這樣水泵的低運行水位必須抬高,不可能低水位運行,還有自動耦合結構復雜,兩斜面精度要求高,加工成本大,兩斜面很難保證完全結合,勢必會造成漏水,再由于污水提升裝置容積相對較小,自動耦合就會占據相當的空間,就會影響到提升泵的安裝空間,也會影響到浮球的擺動空間,還有用耦合裝置連接,那么在運輸中必須將回收箱與水泵分別包裝運輸,如果將水泵安裝好后,污水提升裝置作為整機運輸,常常在運輸中水泵會脫落,造成質量事故,所以只能到現場后組裝,給客戶造成不便,或者由于客戶對耦合結構不很了解,常常由于安裝問題,造成質量事故。           

    鑒于自動耦合方式安裝存在許多問題,我們建議采用移動式安裝連接,但選用這種連接方式時,也不能簡單的將水泵法蘭與出水管法蘭直接連接,因為要維修水泵時,水泵位于水箱底部,連接法蘭的位置非常靠近底面,可操作結構空間很小,特別是位于法蘭下部的幾個螺栓很難拆裝,就因為這點我們也吃過不少苦頭,為此我們將螺栓孔的位置調整過好幾次,效果都不很理想,我將結構進行了大膽的改進,在法蘭之間加裝一個不銹鋼卡箍,如圖3所示,將卡箍的拆卸螺絲方向向上,由于水箱高度一般在800mm以內,在拆卸時很容易將手伸進水箱,拆卸螺絲方向向上,且只有一個螺絲,這樣拆卸、安裝都很方便,這種卡箍裝置,結構簡單,成本的低,振動小,無滲漏,既能實現快換的要求,也由于水泵能落到水箱底部,可以保證低水位運行。

    污水提升裝置

    2.3 水泵底座

    我們在設計立式潛水排污泵的底座時,我們通常主要底座的承載能力,結構及工藝的合理性,外觀的美觀及協調性,材料成本的可控性,但在污水提升裝置中使用的污水泵,除了要考慮以上的基本要求外,還必須考慮低水位運行的要求。

    為了保證了低水位運行,提升泵進口到底座支撐面的距離,通常情況下,選取水泵出口尺寸的2/3-4/5即可。假設出口直徑為50mm口徑的水泵,吸入口到底面的距離留30-40mm即可,這樣水箱底部就剩下只有不到50mm高度的水位不能在一個工作周期內及時排出,保證了低水位運行的要求。

    污水提升裝置中,由于采用了卡箍式快換裝置,水泵底座面與水箱底面相接住,污水主要是通過底座側面進入泵腔的,故在設計底座時必須保證底座側面進水的暢通。


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