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回转泵:工作原理、自动引水和安全运行

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:回转泵的运行原理为旋转的叶片、螺杆或齿轮把液体储存在泵壳的吸入侧,然后迫使液体从泵壳的排出侧流出。由于回转泵可以把空气从吸水管线中排出,并且有较大的吸升高度,所以回转泵基本上都是自动引水的。由于回转泵的间隙很小,为了保证安全可靠的运行,并在较长的时间段内保证泵的流量不变,这些泵只能在相对较低的转速下运行。

回转泵:工作原理、自动引水和安全运行

回转泵的运行原理为旋转的叶片、螺杆或齿轮把液体储存在泵壳的吸入侧,然后迫使液体从泵壳的排出侧流出。由于回转泵可以把空气从吸水管线中排出,并且有较大的吸升高度,所以回转泵基本上都是自动引水的。对于需要较大吸水高度和具有自吸功能的泵来说,设计时必须保证旋转部件之间以及旋转部件与固定部件之间的所有间隙都最小,以降低回流效应。回流是指液体从泵的排出侧渗漏到泵的吸入侧。

由于回转泵的间隙很小,为了保证安全可靠的运行,并在较长的时间段内保证泵的流量不变,这些泵只能在相对较低的转速下运行。否则,高速液体流过狭窄的间隙时产生的腐蚀会很快引发过度磨损、间隙增大,从而导致回流。

往复式回转泵有很多种,通常可以分为三大类:齿轮泵、螺旋泵和动叶片泵

18.4.1 简单齿轮泵

齿轮泵有几种不同的类型。图18.3中所示的简单齿轮泵由泵壳内沿着相反方向旋转的两个啮合在一起的正齿轮组成。泵壳与齿轮面及齿轮齿末端之间的间隙只有千分之几英寸。两个连续齿轮齿和泵壳之间的所有液体都必须跟随齿轮齿一起旋转。当齿轮齿与另一个齿轮齿啮合时,齿轮齿之间的空间减小,迫使夹带的液体从泵的排出管流出。齿轮继续旋转,齿轮齿分开,泵吸入侧的空间变大,吸入大量新的液体,并沿着泵壳把液体带到排出侧。随着液体从排出侧流出,形成一个低压,使液体从吸入侧流入。

图18.3 简单齿轮泵

齿轮上通常安装有很多齿轮齿,这样流量会相对比较平滑和连续,但是每次快速输送到排出管线的液体量较小。如果采用较少的齿轮齿,齿轮齿之间的空间变得更大,在给定的转速下,流量也更大,但是会增加脉动流量的倾向。在所有简单的齿轮泵中,功率都是施加到一个齿轮轴上的,然后通过齿轮齿啮合把功率输送给从动齿轮。

往复泵不同的是,齿轮泵中没有造成摩擦损失的阀门。与离心泵不同的是,没有产生摩擦损失的高速旋转的叶轮。因此,齿轮泵适用于高黏性液体的输送,如燃料润滑油

18.4.2 容积式螺旋回转泵

容积式螺旋回转泵有很多不同的设计形式。主要的区别在于相互啮合的螺杆数、螺杆的螺距以及流体流动的方向。两种常见的类型为双螺旋低螺距双流量泵和三螺旋高螺距双流量泵。

1. 双螺旋低螺距螺旋泵(www.xing528.com)

双螺旋低螺距螺旋泵由两个螺旋体组成,两个螺旋体分别安装在两个平行的轴上,螺旋体相互啮合时间隙很小。其中一个螺旋体为右旋螺纹,另一个螺旋体为左旋螺纹。其中一个轴为驱动轴,通过一组人字调速齿轮驱动另外一个轴。齿轮用来保证旋转螺旋体之间的间隙,并使其运行时更安静。两个螺旋体在紧密配合的双气缸内转动,气缸上设有重叠孔。所有的间隙都很小,但是两个螺旋体之间或螺旋体与泵缸壁之间是没有接触的。

图18.4 双螺旋低螺距螺旋泵

图18.4为双螺旋低螺距螺旋泵的完整组件和常见的流动路径。液体被困在每对螺旋叶片的外层空间。首先螺纹之间的第一个空间旋转远离相反的螺旋叶片,当螺旋叶片的末端再次与相反的螺旋叶片啮合时,将有一圈螺旋状的液体被困在该空间内。随着螺旋叶片继续旋转,夹带的螺旋状液体沿着泵缸滑向中部的排出空间,同时下一圈液体被带入。每个螺旋体的作用方式类似,由于每对螺旋叶片都沿着相反的方向向中部输送等量的液体,因此消除了液压推力。螺旋叶片把液体从吸入侧带走之后,会形成一个压力降,进而从吸入管线中吸入更多的液体。

2. 三螺旋高螺距螺旋泵

三螺旋高螺距螺旋泵与双螺旋低螺距螺旋泵有很多相同的部件,而且运行原理相同,如图18.5所示。这种泵采用两端都有相反螺纹的三个螺旋体。三个螺旋体在一个三通缸内旋转,三通缸的两个外孔与中心孔重叠。螺旋体之间的螺距比低螺距螺旋泵要大很多,因此,中心的螺旋体或动力螺杆用来直接驱动两个外侧的从动螺杆,而不采用外部调速齿轮。底部的轴承支座用来支撑螺杆的重量,并保持他们的轴向位置。提升的液体进入吸入口,流过螺杆室周围的流道,然后以相反的方向流过两端的螺旋叶片,最后流向中部的排出口。不平衡的液压推力得以消除。螺旋泵可以用来提升黏性液体,如润滑油、液压油或燃油。

图18.5 三螺旋高螺距螺旋泵

18.4.3 旋转式动叶片泵

图18.6所示的旋转式动叶片泵是另外一种常用的容积式泵。这种泵由开孔的圆柱形泵壳组成,吸入口在一侧,排出口在另一侧。泵缸内有一个直径比圆柱体略小的圆柱形转子,该转子由安装在泵缸中心线上方的轴进行驱动。转子与泵缸之间的间隙顶部小,底部大。转动时,转子带动叶片转进转出,保证转子与泵缸壁之间的密封空间。叶片从吸入侧引入液体或气体,并带向排出侧,然后空间的收缩使液体或气体从排出管线中排出。叶片可以在枢轴上摆动或在转子槽内滑动。

图18.6 旋转式动叶片泵

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