离心泵引水罐选用及设计知识介绍
作者：离心泵 来源：离心泵 发布时间：2020-03-28
离心泵配置引水罐使用是很常见的，离心泵在启动前需要引水灌腔，安装配置引水罐很好的解决了每次灌腔引水的烦恼；真空罐(又称负压罐、引水罐)是一种水泵吸水装置, 可使水泵由抽吸式吸水变为自灌式吸水, 简单实用、安全可靠被广泛采用。然而某些实际工程常中出现以下问题：
(1) 罐体容积偏小；
(2) 忽略了水温对水泵吸水的影响；
(3) 与补气式气压罐联用时的必要条件；
(4) 水泵选择不合理(吸程偏小)。
上述问题都能影响水泵正常运行供水。究其原因，不外乎设计不合理， 对其工作原理不甚清楚，仅凭大概选用, 或忽视了不同情况下的设置条件而致。
一、真空罐工作原理
采用真空引水罐引水，就是在水池和泵之间的吸入管路上安装一个密封的水罐（箱），在启动水泵之前，注满真空罐（泵内也注满水）。当水泵启动之后，水泵会先抽取真空罐内的水，真空罐内的液位下降，管内形成真空，压力低于水池液面的大气压力，此时水就会沿着吸入管进入真空罐。当水泵的排液和吸入管路的进液达到平衡，真空罐内的液位也就不会再下降，达到稳定工作状态。泵也就达到了额定工作状态，源源不断地将水输送出去。停泵后，排水管内的水回流至真空罐内，完成了启泵前的灌水工作，从而不需要再次罐泵，做到无人看守。
二、设置要点
1、 带底阀的真空罐引水装置
在真空罐吸水管上设底阀时，其容积可减少很多，如果在水泵吸水管和真空罐排气管之间再连接一条吸气管，不仅能减小罐容积，而且能保持水泵长期稳定运行。吸气管的作用是将由水中分离出来的气体及时随水流排走，不会积存于罐内， 这样可长期稳定运行。
2、真空罐与气压罐组合给水系统
当补气罐及水泵出水管上止回阀以前的管道水容积较小时(小于真空罐容积v2时)停泵后，在补气罐补气过程中，外界空气有可能进入真空罐，破坏了真空度，待下次启泵时不出水。这种情况在实际工程中曾发生过，后将补气罐容积加大而解决。解决方法可适当加大补气罐容积或增加一个浮球式补水箱。
3、选泵与水温
真空罐引水装置在选泵时应注意以下问题：一是正确计算水泵扬程; 二是注意水温。
真空罐能使水泵实现自灌式吸水，但这与水池或开式水箱的自灌式吸水条件不同，它是在 负压条件下吸水，所以在确定水泵静扬程时应从水池低设计水位算起，当从真空罐水位算起时，要把罐内的负压值考虑进去。
真空罐装置用于循环冷却水或某些水温较高的工业废水(如印染废水)时，要特别注意水温这个条件，以免水泵产生气蚀。当依照流量和扬程选好水泵后，要根据实际水温对水泵的允许吸上真空高度hs进行修正(hs是标准状况下水泵的允许吸上真空高度，修正公式略)，使修正后的hs不得小于pk，否则会产生气蚀，破坏水泵正常工作，这种情况在实际工程中也发生过。
三、真空罐设计原理及其选用
水泵启动前，真空引水罐内的水应灌至真空引水罐能做到的大存水量，此时罐内部由水 空气两部分构成，液面上方的气体容积为v1。罐内外的压力与大气压力pa相同。
泵启动后，液面下降，达到稳定运行工作后，罐内应存有一定体积量v3的水，而气体之外的罐内空气体积为v1 v2。罐内部的压力为p1，压力小于外界大气压力pa。
真空罐设计选用首先涉及到容积及相关尺寸的确定，其容积由三部分组成：v=v1 v2 v3 （式1）
式中:v-真空罐容积(m3)；
v1-真空罐初次灌满水时罐内空气容积 (m3)；
v2-罐内空气 压力由pa降到p1,两水面间容积(m3)；
v3-保护容积(m3). 注:pa为本地大气压。
根据波义耳定律得知：pa(vs v1)=p1(v1 v2)（式2）
由伯努利方程得知：（式3）管内流速 v 可以根据 v=q/a 求出。
hs为真空引水罐前吸入管路部分的损失，可以估算也可以利用方程计算。
将式1、2、3联立，得到新的方程就可以求解总容积v了。在新的方程中，我们就剩下了v2、v3为未知量。
v1在确定真空引水罐结构的时候可以初步确定。
v3为泵稳定运行后的安全小水量，在侧开口接泵进口管的情况可以按如下估算：h3=d 0.2m
在底部开口的情况，需要确定低液位高度，并加装预防漩涡产生的装置。此时就初步计算出了v3值。
有了这些参数，即可初步确定v，然后再确定结构。结构方面，可以设定：h罐高度/d=1.2～1.8
确认了罐的大概高度和直径，然后重新校核之前计算的v1、v3，反复一两次，然后加大余量，就确定了真空引水罐。
四、估算法
上述计算方法比较复杂，不适用于快速判定。由于真空引水罐的对小型泵组比较适合，因此采用估算也是可以的。
公式：
式中： hs=h hs
在大多数情况下，管路损失hs远小于吸水高度h，因此可以忽略该值。
这样方程就成为了：v=vs×kv
kv取值4～6就能满足要求。
