任 慧 峰

(山西太水市政工程有限公司,山西 太原 030000)

0 引言

水平中開式結(jié)構(gòu)是單級(jí)雙吸中開離心泵的主要結(jié)構(gòu)，該種離心泵的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，當(dāng)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修的時(shí)候只需要將上泵的蓋子松開就可以將轉(zhuǎn)子吊出，將內(nèi)部的零構(gòu)件拆卸下來，所以檢查維修工作容易開展；其次，借助雙吸葉輪，將兩個(gè)對(duì)稱方向的葉輪組成的泵轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的軸向力自動(dòng)平衡，所以軸承具有較高的穩(wěn)定性；由于該種類型的離心泵并沒有平衡裝置泄露情況的發(fā)生，兩側(cè)的葉輪共用一個(gè)壓水室，所以相同比轉(zhuǎn)速的單吸泵效率更高。單級(jí)雙吸中開式離心泵以其自身的優(yōu)勢(shì)，流量大、密封系統(tǒng)好、軸套更換方便等優(yōu)勢(shì)在水廠、電廠、市政部門、建筑部門有較為廣泛的應(yīng)用，為了滿足不斷發(fā)展的需要，促進(jìn)單級(jí)雙吸中開式離心泵技術(shù)改造工作的順利開展意義重大。

1 分析研究對(duì)象的技術(shù)現(xiàn)狀以及存在的主要缺陷

SH型和S型是單級(jí)雙吸泵的兩個(gè)主要型號(hào)，其中SH型泵的設(shè)計(jì)受到原蘇聯(lián)設(shè)計(jì)思路的影響較大，所以考慮的問題比較多，例如安全系數(shù)，使用壽命等，所以SH型泵無論是在壁厚的選擇方面還是在中開密封面壁厚的選擇方面都比較保守，雖然當(dāng)時(shí)的SH型泵設(shè)計(jì)滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本需要，但是自身的設(shè)計(jì)工作還是存在一些缺陷。S型泵就是為了彌補(bǔ)SH型泵自身的不足而設(shè)計(jì)，同SH型泵相比，S泵有很多優(yōu)勢(shì)，首先能夠促進(jìn)泵整體效率的提升；其次，需要適當(dāng)轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，兩個(gè)型號(hào)的泵從傳動(dòng)端觀察，旋轉(zhuǎn)向是不同的，前者是逆時(shí)針后者是順時(shí)針，轉(zhuǎn)向的特定向和柴油機(jī)的驅(qū)動(dòng)形勢(shì)相適應(yīng)；從制作角度分析，也有利于不恰當(dāng)?shù)胤降母?，但是無論是哪一種型號(hào)都不是十全十美的，在運(yùn)行過程中都或多或少的暴露一些缺陷。無論是國(guó)內(nèi)的雙吸泵技術(shù)還是國(guó)外的雙吸泵技術(shù)，汽蝕余量都較大，但是從效率角度分析卻比較低，國(guó)外的產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)可靠一些，但是其在汽蝕余量方面偏差，可靠程度比較高。

2 單級(jí)雙吸中開式離心泵的技術(shù)改造

通過以上分析不難看出，單級(jí)雙吸泵的現(xiàn)狀不盡如人意，不能切實(shí)滿足現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展需要了，所以為了迎合時(shí)代發(fā)展的需要，促進(jìn)單級(jí)雙吸中開式離心泵技術(shù)改造工作的順利開展意義重大。主要從提升汽蝕性能以及促進(jìn)工作效率指標(biāo)的提升方面展開探析。

2.1 促進(jìn)汽蝕性能的提升

在工作過程中，經(jīng)常伴有一些缺陷，例如振動(dòng)和噪聲，這些干擾受到外界因素的影響比較大，當(dāng)揚(yáng)程降低的時(shí)候，影響因素的強(qiáng)度也會(huì)隨之降低，由于這些因素的影響，可能導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，經(jīng)過系統(tǒng)的檢修能夠清晰的看到在葉片靠近入口的位置會(huì)有明顯的缺陷，呈現(xiàn)明顯的蜂窩狀，如果破損比較嚴(yán)重，那么在整個(gè)葉片及前后蓋板位置都會(huì)出現(xiàn)這些問題，究其原因是汽蝕導(dǎo)致，所以促進(jìn)汽蝕性能提升非常有必要。

2.1.1將葉輪的進(jìn)口直徑適當(dāng)增大

由于葉輪的進(jìn)口速度與汽蝕余量有直接的關(guān)系，所以想要降低汽蝕余量可以將進(jìn)口速度減小。葉輪進(jìn)口速度與葉輪直徑有一定的關(guān)系，可以適當(dāng)將進(jìn)口直徑增大，有效的減少汽蝕余量。但是增大葉輪的進(jìn)口直徑并不是沒有限制，也就是說并不是越大越好，直徑的增大量也有范圍，當(dāng)超過最大值的時(shí)候，汽蝕余量不降反增。如果進(jìn)口直徑太大會(huì)破壞速度分布導(dǎo)致旋渦區(qū)形成，使離心泵的運(yùn)行效率較低。所以不能將葉輪進(jìn)口直徑無線增大。

2.1.2適當(dāng)增加葉輪的進(jìn)口寬度

將進(jìn)口的流通面積增大能夠增大離心泵的汽蝕特性。直徑與流通面積呈現(xiàn)正比例關(guān)系，當(dāng)然還可以通過增大寬度的方式增大流通面積。寬度和直徑同時(shí)增大額定情況，能夠促進(jìn)汽蝕性能的提升。氣泡現(xiàn)象常常在葉片進(jìn)口位置處發(fā)生，并且向內(nèi)里延伸，所以可以適當(dāng)?shù)膶⑦M(jìn)口寬度增大，就相當(dāng)于延遲了氣泡朝著出口方向的發(fā)展速度，延遲了其破壞現(xiàn)象的發(fā)生。但是進(jìn)口寬度也需要把握好度，如果寬度過大，不僅會(huì)導(dǎo)致葉輪軸面投影圖繪制出現(xiàn)問題也會(huì)使得葉輪流道的面積發(fā)生改變，影響離心泵的工作效率。

2.1.3將進(jìn)口沖角合理的變大

進(jìn)口沖角變大，安裝角也隨之增大，將葉片之間的具體的流通面積有效的增大，但是由于葉片的彎曲程度減少了，葉片的排擠也減小，那么葉片間的流通面積也就相應(yīng)的增大了，有效的將進(jìn)口的流速降低了，有效的改善了汽蝕性能。

2.1.4促進(jìn)葉片進(jìn)口邊科學(xué)的延伸

葉片進(jìn)口邊科學(xué)延伸，增大了葉片的面積，當(dāng)然增大的數(shù)量是科學(xué)的，還能夠在保持揚(yáng)程數(shù)值一致的情況下，減少了單位載荷，由于進(jìn)口邊的半徑縮小了，這樣就極大的提升了離心泵的抵抗汽蝕現(xiàn)象的能力，當(dāng)葉片進(jìn)口邊沿著進(jìn)口方向增大的時(shí)候，由于汽蝕現(xiàn)象導(dǎo)致氣泡現(xiàn)象發(fā)生，氣泡最先產(chǎn)生的位置集中在速度較快的進(jìn)口直徑處，所以發(fā)生氣泡現(xiàn)象的位置集中在特殊區(qū)域。葉片進(jìn)口邊沿著有助于對(duì)抗汽蝕性能的方向，有利于揚(yáng)程曲線以及運(yùn)行效率的方向。葉片延伸后，同沒有延伸時(shí)的狀態(tài)相比，揚(yáng)程曲線的形狀更為平緩，這非常有利于運(yùn)動(dòng)。效率曲線的最高效率點(diǎn)沿著小流量的方向偏轉(zhuǎn)，最高效率點(diǎn)的絕對(duì)值也有一定程度提高。當(dāng)然葉片進(jìn)口延伸的長(zhǎng)度是有限制的不能無限延伸，如果延伸過度可能導(dǎo)致葉片出現(xiàn)變形，造成流道堵塞。

2.1.5增大前蓋板的轉(zhuǎn)向半徑

在葉片進(jìn)口邊緊靠著前蓋板位置是汽蝕氣泡最先產(chǎn)生的位置，主要是由于這個(gè)位置的流速較大，并且轉(zhuǎn)向半徑的尺寸直接影響著離心泵的汽蝕性能。當(dāng)半徑較小的時(shí)候，葉片進(jìn)口邊距離蓋板位置較近的位置，速度也比較大，加速了汽蝕氣泡的形成，而前蓋板轉(zhuǎn)向半徑比較大的時(shí)候，葉片速度較小，不會(huì)出現(xiàn)汽蝕氣泡。因此有效的增大前蓋板的半徑也能夠有效的提升抗汽蝕性能。在轉(zhuǎn)向半徑增大的同時(shí)，進(jìn)口的寬度也變化，有助于離心泵汽蝕性能的有效提升。

2.1.6適當(dāng)減少輪毅直徑

保持葉輪進(jìn)口位置的直徑不變，通過改變輪毅大小的方式改變進(jìn)口位置的面積，改變進(jìn)口位置的速度，進(jìn)而促進(jìn)汽蝕性能的改變。當(dāng)然，如果條件允許還能夠在設(shè)計(jì)階段就將輪毅的直徑減少，有效的增大液流的進(jìn)口面積，促進(jìn)離心泵汽蝕性能的有效改善。但是同增大葉輪的進(jìn)口直徑相比，輪毅直徑的減少更有利于汽蝕性能的改善，能夠更有效的將進(jìn)口位置直徑最大位置有效的降低汽蝕氣泡的發(fā)生率。但是有一點(diǎn)需要格外注意，那就是控制好轉(zhuǎn)向軸的強(qiáng)度大小，由于強(qiáng)度大小直接受到直徑大小的影響，所以需要控制好直接減少的數(shù)值。

2.2 促進(jìn)效率指標(biāo)的提升

2.2.1將小葉輪的外徑減少

通過將葉輪外徑數(shù)值減小的方式提升離心泵的效率。當(dāng)揚(yáng)程固定后，離心泵的轉(zhuǎn)速增加，圓盤的摩擦損失會(huì)減少，進(jìn)而提升離心泵的轉(zhuǎn)速。

2.2.2控制葉輪蓋板外徑，科學(xué)合理的減少

圓盤位置摩擦損失受到很多因素的影響，最直接的影響因素就是葉輪的蓋板以及摩擦，所以通過改變外徑大小將接觸面積改變，改變由于摩擦所造成的損失。但是外徑不能減小的過多，如果太多會(huì)適得其反。導(dǎo)致泄露的液流的能量過低，流量過小，但是水流速度還是比較快的，并且一般都是高速旋轉(zhuǎn)的，這樣就會(huì)使得在葉輪的內(nèi)部以及外部的液流之間，葉片一側(cè)和液流之間以及側(cè)端液流內(nèi)部有較大的梯度變化，因此需要合理的控制外徑的尺寸。

2.2.3促進(jìn)表面粗糙程度的降低

摩擦損失與表面粗糙度有著直接的關(guān)系，所以提升離心泵的鑄造精度，將葉輪蓋板及泵殼內(nèi)壁等的流道的表面光滑程度提升，這樣摩擦系數(shù)就減少，摩擦缺陷也會(huì)適當(dāng)降低。

2.2.4將密封間隙的環(huán)形面積減小

密封環(huán)的泄露損耗和密封環(huán)間隙的環(huán)形滿級(jí)，密封的間隙平均直徑呈現(xiàn)正比例關(guān)系，為了有效的降低泄露量，促進(jìn)泵的效率提升，盡可能的將密封間隙的環(huán)形面積減小，在保障運(yùn)行穩(wěn)定的前提下，盡量減少間隙的寬度。

2.2.5增大密封環(huán)阻力，控制容積損失

增大阻力，可以通過將密封環(huán)的設(shè)計(jì)狀態(tài)改變的方式，將密封間隙增大，從而增大間隙的阻力，這樣能夠大大減少泄露量，促進(jìn)整體運(yùn)行效率的有效增大。

3 結(jié)語

促進(jìn)單級(jí)雙吸中開離心泵不斷完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提升技術(shù)性能，是時(shí)代發(fā)展的需要，促進(jìn)其運(yùn)行性能的有效改進(jìn)，從提升運(yùn)行效率及汽蝕性能方面入手，這些技術(shù)改造工作都需要建立在保障離心泵工作可靠性的基礎(chǔ)上，所以采取切實(shí)可行的措施提升效率，改善汽蝕性能是關(guān)鍵。