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旋流泵概念及特点

水泵百科 卧泉泵业 443浏览 0评论

一、概念

旋流泵是一种因其内部流体存在旋转的旋涡运动而得名。旋流泵多用于抽送复杂介质或含杂质流体,如含垃圾、短纤维物质或粪便的两相流体。旋流泵亦称无堵塞泵、旋流泵的结构特点是叶轮为开式或半开式,叶片为直叶片并呈放射状布置,叶轮与前泵壳之间有较宽阔的轴向空间,或者说叶轮后缩至泵壳后腔,这便为固体介质通过泵体提供了良好的条件。

旋流泵的工作原理是当叶轮旋转时介质受离心力的作用能量增加,进入叶片间的介质受叶片的推动与叶轮一起运动。在叶轮出口顶部附近的介质因离心力较大形成了贯通流,在叶轮中部的介质形成了循环流。贯通流经泵腔出口流出,形成一定的扬程;介质中的固体颗粒和纤维在循环流的作用下获得能量,绝大部分不经过叶轮,而在无叶腔内运动后经泵出口排出,从而达到输送复杂介质或含杂质流体的目的。

旋流泵与其它杂质泵相比具有以下特点:

(1)无堵塞性能好,可通过大约与泵出口口径相当的固体颗粒,但对输送的物料具有一定破坏性。

(2)叶轮和泵体之间的轴向间隙对泵性能的影响不如离心泵那样敏感,无需间隙调整;

(3)耐磨性好,不存在磨损后间隙加大而造成性能下降的问题,再加上固体颗粒绝大部分不经过叶轮,因此对叶轮的磨损也相应减轻,叶轮的使用寿命长。

(4)旋流泵叶轮大多为开式径向叶轮,制造工艺简单,叶轮流道容易加工且叶轮容易平衡,运行平稳。

(5)泵吸入性能好,具有良好的抗汽蚀性能,可抽送含气率较高的液体,也可抽送高浓度以及高粘度的液体。

(6)由于循环流的存在,水力损失较大,泵的效率基本在60%以下且其无量纲比转速的使用范围为60~130。

 

二、影响因素

(1)提高旋流泵的效率必须考虑如何降低旋流泵的循环流和轴向漩涡。

(2)通过观察输送胡萝卜试验,当小流量时,萝卜几乎不循环就快速流出涡室;随着流量加大,萝卜循环圈数明显增多。

(3)泵体形状对旋流泵性能的影响:对于螺旋形泵体,Q-H曲线降低,轴功率大,效率低,但高效范围宽;对于半螺旋线形泵体,Q-H曲线升高,轴功率曲线下降,效率明显提高;对于圆环形泵体,Q-H曲线与半螺旋线形相近,最高效率点效率值高,高效点向小流量方向移动,但高效范围较窄,大流量区域的效率明显下降。

(4)轴向间隙对旋流泵性能的影响:一般可通过减小叶轮与泵壳的轴向空间宽度来提高效率,但这样将降低固体介质的通过性,换言之,旋流泵是以牺牲效率为代价来换取工作的可靠性的。。

(5)叶轮直径D2对旋流泵性能的影响:对于其他结构尺寸参数固定匹配情况下,D2以一个中间值所表现出的性能为最佳,泵效达最高值。

(6)叶轮叶片宽度b2对泵性能的影响:随着b2增大,扬程曲线几乎平行上升且变得较为平坦,功率曲线上升,泵效率亦上升。但增大至最佳叶片宽度范围内,进一步增加b2并不显著影响泵的效率。b2增大有利于提高泵最大流量,这与离心泵一致。

(7)叶轮叶片数z及叶片形状对泵性能的影响:叶片数z增多,扬程和效率显著提高, 但达到一定数量后扬程和效率不再增加。叶片数8~10片为佳。对于叶片形状,前弯叶片扬程及泵效均最高,其功率曲线上升较快,容易造成泵超载运行;直形叶片结构简单,功率曲线上升较慢,泵效率居中,设计中优先采用;后弯叶片泵效率及扬程最低,且功率曲线上升较快。

(8)涡室宽度B对泵性能的影响:B增大,泵流量增大,通过性能提高;但B 过大,扬程曲线及泵效率曲线明显下降;B过小,泵效率也下降,且通过性能变差,抽送大径软颗粒受到限制。

(9)以蜗壳无叶腔体积V0与叶轮体积VI之比ZV来设计旋流泵的方法。由大量试验数据统计得出,当ZV=V0/VI3~5时可获得较好的水力性能与通过性。当转速n高时取大值,转速低时取小值。采用体积比设计旋流泵意在求出各形状参数之间的综合关系。

三、技术特点及性能特点

旋流稳压泵又称旋流恒压泵,是旋流泵的一种,因具有稳压(恒压)特性而得名。所谓稳压性,是指水泵扬程(或出口压力)具有一定的稳定性,随流量变化而变化不大。旋流稳压泵具有旋流泵的典型结构特征,即具有开式叶轮、径向叶片。

旋流稳压泵的主要技术特点及性能特点如下:

1、独特的流道设计使旋流稳压泵具有变流稳压特性,即当流量从零到所需最大流量范围内变化时,其扬程基本保持稳定,扬程变幅在10%以内,保证了用水系统压力平稳;小流量或零流量时不超压,提高了管网的安全性。

2、在规定流量范围内运行,电机不会过载。

3、直连结构,布局紧凑,体积小,安装和维修方便。

4、半开式叶轮易铸造加工,省去了常规离心泵维持恒压所必须的变频调速系统,制造、初装及维护成本都大幅降低。

5、与同样具有稳压性能的切线泵相比,旋流稳压泵的噪音相对较小,效率有所提高。

旋流稳压泵特别适用于对供水系统压力要求平稳的场合,如村镇集中式供水、楼宇二次供水、消防给水、农田及园林喷灌等。

根据中国农业节水和农村供水技术协会发行的自动化技术专刊(2010年10月25日)介绍,北京江河旋龙水泵技术有限公司已推出旋流稳压泵的系列产品,并成功应用于北京市房山区村镇供水泵站改造示范工程。

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