摘 要:旋轉(zhuǎn)噴射泵是利用皮托管原理研制的小流量高揚程泵,屬結(jié)構(gòu)特殊的新型極低比轉(zhuǎn)數(shù)泵。本文介紹了旋轉(zhuǎn)噴射泵的工作原理,基本結(jié)構(gòu),主要優(yōu)缺點,國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)及我廠的應(yīng)用實例。
關(guān)鍵詞:旋轉(zhuǎn)噴射泵 研究 發(fā)展與應(yīng)用
中圖分類號:TH38文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2012)09(a)-0110-01
旋轉(zhuǎn)噴射泵,又稱皮托泵,是今年來研制出的一種新型的、結(jié)構(gòu)和工作原理都很獨特的極低比轉(zhuǎn)速泵。該泵流量平穩(wěn),無脈動現(xiàn)象,易損件少,維修量小,使用壽命長,是一種具有發(fā)展前途的新型工業(yè)管道用泵。
1 旋轉(zhuǎn)噴射泵的國內(nèi)外發(fā)展概況
世界上關(guān)于旋轉(zhuǎn)噴射泵(皮托泵)的專利是1923年由F.W.Krogh首先申請的,他把皮托管的原理推廣應(yīng)用于泵的設(shè)計上,故稱皮托泵[1]。1939年至1945年德國和英國為開發(fā)火箭和導(dǎo)彈的應(yīng)用而研制旋轉(zhuǎn)噴射泵,隨著二戰(zhàn)的結(jié)束,旋轉(zhuǎn)噴射泵的研究陷入低谷。直到20世紀(jì)60年代,人們發(fā)明了封閉轉(zhuǎn)輪和封蓋,這二者組成了一個徑向的旋轉(zhuǎn)葉輪才使得旋轉(zhuǎn)噴射泵開始發(fā)展起來,并最終形成了當(dāng)前的基于皮托管原理的旋轉(zhuǎn)噴射泵模型。20世紀(jì)60年代的美國出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)噴射泵的專利,到70年代,Kobe公司生產(chǎn)出了第一臺商用旋轉(zhuǎn)噴射泵,從此旋轉(zhuǎn)噴射泵開始走向市場,逐漸被人們所接受。此后七、八十年代在國際上出現(xiàn)了一段關(guān)于旋轉(zhuǎn)噴射泵的專利高潮。在國外,旋轉(zhuǎn)噴射泵已具有比較令人滿意的性能。
在我國,旋轉(zhuǎn)噴射泵的發(fā)展基本上經(jīng)歷了引進(jìn)—消化吸收—開發(fā)生產(chǎn)的過程。1987年,我國第一次引進(jìn)旋轉(zhuǎn)噴射泵,是在炭黑新工藝改造中用于原料油的輸送[2]。1988年,龍興茂等[3]對旋轉(zhuǎn)噴射泵作了專題介紹,詳細(xì)介紹了旋噴泵結(jié)構(gòu)和原理,列出了系列產(chǎn)品的性能范圍和所用的材料,并說明了旋轉(zhuǎn)噴射泵在小流量高揚程范圍內(nèi)的發(fā)展前景。董長善[4]也專門對美國貝克休斯公司的旋轉(zhuǎn)噴射泵進(jìn)行了介紹,詳細(xì)列出了貝克休斯公司生產(chǎn)的3種旋轉(zhuǎn)噴射泵的主要參數(shù)和主要部件的材料。1989年北京化工機(jī)械廠[5]開始對旋轉(zhuǎn)噴射泵進(jìn)行調(diào)研和試制,1992年通過化工部鑒定。2002年,山東長志泵業(yè)有限公司研制的LG-2/130和RA-2/130型管道式旋轉(zhuǎn)噴射泵,經(jīng)山東?;瘓F(tuán)等單位長期使用證明,運行平穩(wěn)、可靠,各項性能均達(dá)到設(shè)計要求[6~7]。隨著旋轉(zhuǎn)噴射泵的成功引進(jìn),國內(nèi)開始對旋轉(zhuǎn)噴射泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、水力設(shè)計及使用條件等進(jìn)行研究[8~9],取得了一些初步成果。
2 旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要零部件有:主軸、轉(zhuǎn)子套(殼體)、轉(zhuǎn)子(包括導(dǎo)液輪)、集流管、低壓液體進(jìn)口管腔、高壓液體出口管。
集流管是旋轉(zhuǎn)噴射泵的重要過流部件之一,是旋轉(zhuǎn)噴射泵的核心部件。集流管的結(jié)構(gòu)決定著旋轉(zhuǎn)噴射泵的性能參數(shù),如流量、效率等。在設(shè)計時,為了減小流體阻力,須將其外型設(shè)計成流線型;內(nèi)腔要求十分光滑,以減小流動阻力,但因其內(nèi)腔無法進(jìn)行機(jī)械加工,因此要求較高的鑄造精度。一般地,集流管外型采用翼片狀流線型,內(nèi)腔為兩端有圓弧過渡的棗核形,如圖2所示。
旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本原理是:液體首先由低壓入口經(jīng)一環(huán)形通道進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓中心,在高速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)液輪的作用下,液體從轉(zhuǎn)鼓中心甩向轉(zhuǎn)鼓壁面,并獲得很高的周向速度,并以此速度隨轉(zhuǎn)鼓一起高速旋轉(zhuǎn)。在此過程中產(chǎn)生很高的離心液壓。在離心液壓的作用下,靠近集流管進(jìn)口的液體以很高的線速度進(jìn)入吸收管,最后從轉(zhuǎn)鼓中心處的外接高壓管流出。
3 結(jié)語
根據(jù)旋轉(zhuǎn)噴射泵的性能特點,利用其工作原理,設(shè)計了一臺小型旋轉(zhuǎn)噴射泵,經(jīng)北京化工大學(xué)審核,北京化工大學(xué)實驗工廠加工制造,試運轉(zhuǎn)成功,從而取代了我廠早期購置的多效蒸餾水機(jī)配套的進(jìn)料泵。自從旋轉(zhuǎn)噴射泵在我廠的純水處理系統(tǒng)投入使用以來,由于它的性能穩(wěn)定,輸出無脈動,使蒸餾水機(jī)的操作易于控制,運轉(zhuǎn)狀態(tài)比較理想,取得了良好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益。
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