旋涡泵的优点和缺点介绍

2019-10-29
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第一、漩涡泵原理:


旋涡泵主要组成部件有叶轮、泵体、泵盖以及它们所组成的环形流道,旋涡泵叶轮不同于离心泵叶轮,它是一种外轮上带有径向叶片的圆盘。液体由吸入管进入流道,并经过旋转的叶轮获得能量,被输送到排出管,完成泵的工作过程。


旋涡泵叶轮上铣出许多径向叶片。叶轮端面紧靠泵体,其轴向间隙为0.10——0.15mm。流道由叶轮、泵体、泵盖之间的环形空腔组成。在流道中的吸入口与排出口分开的一段称隔舌。隔舌与叶轮的径向间隙很小,以防排出口高压液体窜漏到吸入口。开式旋涡泵叶片较长,叶片内径小于流道内径,液体从吸入口进入叶轮,后进入流道。闭式旋涡泵叶轮的叶片较短,叶片内径等于流道内径。液体从吸入口进入流道,再从叶轮外周进入叶轮。


现以闭式泵为例说明其工作原理。流体由吸入口进入流道和叶轮。当叶轮旋转时,由于叶轮中运动液体的离心力大于流道中运动液体的离心力,两者之间产生一个旋涡运动,其旋转中心线是沿流道纵长方向,称为纵向旋涡。在纵向旋涡作用下,液体从吸入至排出的整个过程中,可以多次进入与流出叶轮,类似于液体在多级离心泵内的流动状况。液体每流经叶轮一次,就获得一次能量。当液体从叶轮流至流道时,就与流道中运动的液体相混合。由于两股液流速度不同,在混合过程中产生动量交换,使流道中液体的能量得到增加。旋涡泵主要是依靠这种纵向旋涡传递能量的。

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第二、旋涡泵特点:


(1)旋涡泵是结构简单的高扬程泵。与相同尺寸的离心泵相比,它的扬程比离心泵高2——4倍;与相同扬程的容积泵相比,它的尺寸要小得多,结构也简单得多。


(2)旋涡泵的效率很低(由于液体在流道内撞击损失较大),不超过45%,通常为15%——40%。因此,它难做成大功率的泵。从如今生产的旋涡泵来看,功率一般不超过30 kw。但低比转数的离心泵效率比它还低,因此,旋涡泵代替低比转数的离心泵使用的场合是很多的。

(3)大多数旋涡泵都具有自吸能力,有些旋涡泵还可以抽气或抽送汽液混合物,这是一般离心泵无能为力的。


具体来说,对于闭式叶轮旋涡泵,只要设置一个简单的附加装置即可以自吸。对于开式叶轮、闭式流道的旋涡泵来说,它具有自吸能力,通常用于抽气;而开式叶轮、开式流道的旋涡泵则用作输送液体,不能自吸。通常这两种泵组装在一起,前者作为抽真空泵,后者作为工作泵。例如,加油车的旋涡泵,还有其他结构的旋涡泵。


第三、旋涡泵的优点和缺点:


1.旋涡泵是一种结构非常简单的高扬程泵,与同样尺寸、转数相同的离心泵相比,其扬程高2-4倍。与相同扬程的容积泵相比,其尺寸要小、结构也简单。旋涡泵体积小、重量轻的特点在船舶装置中具有极大的优越性。

2.具有自吸能力或借助于简单装置来实现自吸。

3.具有陡降的扬程特性曲线,因此,对系统中的压力波动不敏感。

4.某些旋涡泵可实现汽液混输。这对于抽送含有气体的易挥发的液体和汽化压力很高的高温液体具有重要意义。

5.旋涡泵结构简单、铸造和加工工艺都容易实现,某些旋涡泵零件还可以使用非金属材料,如塑料、尼龙模压叶轮等。


旋涡泵缺点:


1.效率较低,不超过50%,大多数旋涡泵的效率在20%-40%,因此妨碍了它向大功率方向发展。

2.旋涡泵的汽蚀性能较差。

3.旋涡泵不能用来抽送粘性较大的介质。因随着液体粘性的增加,泵的扬程和效率会急剧降低,介质的粘度限制在114厘沲(15°E)之内。

4.旋涡泵叶轮和泵体之间的径向间隙和轴向间隙的要求较严(一般径向间隙为0.15——0.3mm,单侧轴向间隙为0.07——0.15mm)给加工和装配工艺带来一定的困难。

5.抽送的介质只限于纯净的液体。当液体中含有固体颗粒时,就会因磨损引起轴向和径向的间隙增大而降低泵的性能或导致旋涡泵不能工作。

由于旋涡泵具有上述特点,所以近年来各国在旋涡泵的理论研究、计算方法以及产品的品种上都有较大的发展。旋涡泵在国民经济的许多部门也越来越得到广泛的应用,如化工联合企业中用来抽送小流量、高扬程的酸类、碱类和其它带有腐蚀性及易挥发的化学液体;加油车、油罐车和固定分配装置用来抽送汽油、煤油、酒精等挥发性的液体;用作移动式和固定式的消防泵、船舶的供水泵以及用于增压和抽送补给水等。


第四、旋涡泵适用场合:


(1)在化学工业中输送酸、碱及其他腐蚀性液体,要求泵具有小流量、高扬程、较慢的化学反应速度和较高的耐腐蚀性。由于旋涡泵的工作零件简单,因此易于实现上述要求。

(2)抽送介质密度小的液体(如汽油、酒精等)。由于这些液体易于挥发,因此抽送时多为汽液混输,如机场、汽车配油站,甚至于飞机的加油。旋涡泵能进行汽液混输,在上述情况下工作,一般时间短,所以,效率低就不是主要问题了。

(3)抽送含有气体的液体,抽送含有高弹性气体的液体(如丙烷、丁烷等)。抽送吸入管中部分蒸发的液体。

(4)用于小型自动化泵站,农业供水。

(5)用于城市公用建设,如增压辅助泵、家庭用水等。

(6)代替液环泵作真率泵和低压压缩机。

(7)用于汽出及船用洗涤、饮水、消防等辅助设备。

(8)用于小型锅炉辅助设备,用以供水。


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