文档介绍：旋涡泵工作原理及分类与优缺点有哪些
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旋涡泵工作原理
旋涡泵(也称涡流泵)是一种叶片泵。主要由叶轮、泵体和泵盖组成。叶轮是一个圆盘,圆周上的叶片呈放射状均匀排列。泵体和叶轮间形成环形流道,吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。吸入口与排出口之间有隔板,由此将吸入口和排出口隔离开。
我们将泵内的液体分为两部分:叶片间的液体和流道内的液体。当叶轮旋转时,在离心力的作用下,叶轮内液体的圆周速度大于流道内液体的圆周速度,故形成图1所示的“环形流动”。又由于自吸入口至排出口液体跟着叶轮前进,这两种运动的合成结果,就使液体产生与叶轮转向相同的图2(绿色)示的“纵向旋涡”。因而得到旋涡泵之名。需要特别指出的是,液体质点在泵体流道内的圆周速度小于叶轮的圆周速度。
在纵向旋涡过程中,液体质点多次进入叶轮叶片间(图2),通过叶轮叶片把能量传递给流道内的液体质点。液体质点每经过一次叶片,就获得一次能量。这也是相同叶轮外径情况下,旋涡泵比其它叶片泵扬程高的原因。并不是所有液体质点都通过叶轮,随着流量的增加,“环形流动”减弱。当流量为零时,“环形流动”最强,扬程最高。
由于流道内液体是通过液体撞击而传递能量。同时也造成较大撞击损失,因此旋涡泵的效率比较低。
靠旋转叶轮对液体的作用力,在液体运动方向上给液体以冲量来传递动能以实现输送液体的泵。图为旋涡泵的工作原理。叶轮为一等厚圆盘,在它外缘的两侧有很多径向小叶片。在与叶片相应部位的泵壳上有一等截面的环形流道,整个流道被一个隔舌分成为吸、排两方,分别与泵的吸、排管路相联。
泵内液体随叶轮一起回转时产生一定的离心力,向外甩入泵壳中的环形流道,并在流道形状的限制下被迫回流,重新自叶片根部进入后面的另一叶道。因此,液体在叶片与环形流道之间的运动迹线,对静止的泵壳来说是一种前进的螺旋线;而对于转动的叶轮来说则是一种后退的螺旋线。旋涡泵即因液体的这种旋涡运动而得名。液体能连续多次进入叶片之间获取能量,直到最后从排出口排出。
旋涡泵的工作有些像多级离心泵,但旋涡泵没有像离心泵蜗壳或导叶那样的能量转换装置。旋涡泵主要是通过多次连续作功的方式把能量传递给液体,所以能产生较高的压力。在能量传递过程中,由于液体的多次撞击,能量损失较大,泵的效率较低,一般为20~50%。
旋涡泵只适用于要求小流量(1~40米3/时)、较高扬程(可达250米)的场合,如消防泵、飞机加油车上的汽油泵、小锅炉给水泵等。旋涡泵可以输送高挥发性和含有气体的液体,但不应用来输送粘度大于7帕·秒的较稠液体和含有固体颗粒的不洁净液体。
旋涡泵的分类
旋涡泵根据叶轮的形式不同可分为闭式和开式两种,闭式叶轮叶片凹槽内设有中间隔板;开式叶轮无中间隔板。
闭式旋涡泵
1、闭式漩涡泵结构:主要由叶轮、泵体、隔舌组成。图1流道两端(或一端)与进口相通,称为开式流道。叶轮上开有平衡孔,用于平衡轴向力。液体由入口进入,在叶轮带动下做纵向漩涡运动获得能量,由出口排出,靠近出口侧叶片间液体随叶轮回到泵入口。
图1
1、叶轮;2、泵壳;3、隔舌;4、流道;5、平衡孔
2、闭式旋涡泵特点
(1)闭式自吸泵没有自吸能力,不适用于气液混输。
入口气体随液体混入叶片凹槽,由于液体和气体密度不同,密度大的液体在离心力作用下甩到叶片凹槽外