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设计时保持真空度近似不变,即离心真空泵的增压比近似不变,真空泵的流量随时间会逐渐减小,而消耗的功率也逐渐减小,采用这种模式可以在工作时间内节约大量能源。根据真空泵的设计要求,对设计点的参数选取和设计技术进行了探讨和分析,完成了离心叶轮、径向扩压器和蜗壳的气动设计,并利用三维数值模拟软件对性能曲线进行了模拟,得到结论如下:
(1)对于离心叶轮尖部,将负荷后移,即采用后加载设计,于减小尖部二次流,减小损失,同时为了保证其非设计点性能,在设计时,可选取适当的负攻角
(2)分流叶片的弦向长度和周向位置对离心叶轮的加工量和效率有较大影响,分流叶片弦向长度过大或过小都会引起效率的降低,周向位置偏向吸力面可避免分流叶片与压力面一侧槽道过小,进而减小损失;
(3)为真空泵能工作效率区域,可采用可调有叶扩压器叶片角度的方法,使得真空泵的特性线平移,保证其在偏离设计流量的情况下也能工作在效率区,进而可节约大量能源。
(1)性能范围 泵口径50~200毫米,流量12.5~400立方米/时,扬程8~125米,配套动力有柴油机直联、皮带传动,电动机直联,功率1.1~110千瓦,转速1450~2900转/分。
(2)结构型式 轻小型离心泵为轴向吸入单级单吸悬架式离心泵,泵体后开门,出口位于中心向上,后盖为压嵌式,轴承体与泵体直接联结,泵脚位于泵体下方,轴承用黄油润滑,轴封分为软填料、机械密封、橡胶油封三种。叶轮均为闭式,传动分为联轴器传动和皮带传动两种。泵叶轮转向:从泵进口方向看,叶轮转向为顺时针,当泵与柴油机直联传动时,为逆时针。泵出口可装置手动泵,可去掉底阀,减少水力损失,并能使泵自吸。选泵基本数据:
1、介质的特性:介质名称、比重、粘度、腐蚀性、毒性等。
2、介质中所含固体的颗粒直径、含量多少。
3、介质温度:(℃)
4、所需要的流量 一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量。
5、压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力降(扬程损失)。
6、管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。
由于齿轮泵内存在高压压油腔和低压吸油腔,沿齿轮外圆与泵体之间的油压是从吸油压力顺着转动方向而增加到排油压力的。此压力差对齿轮产生不平衡的径向力。
此外,齿轮与泵体间有间隙,存在压力损失,也会形成径向力。
齿轮泵的径向力可能对机器造成的损害:
径向力的合力能够使轴承受到很大径向负荷造成泵轴变形,使齿轮与泵体接触而导致泵体磨损。
消除径向力的平衡措施如下:
1、使压油腔孔道尺寸比吸油腔小,加大径向间隙。前者是减小液压力,后者是补偿径向力引起的轴变形。采用较大间隙似乎增大漏损,但齿轮总是被压向吸油腔一侧,单向间隙是很小的,同时漏损方向与流动方向相反,实际上漏损不大。
2、在轴承座圈上开压力平衡槽,将压油腔的油引到对称的位置一边,平衡掉一部分径向力,使作用在齿轮外圆的径向力减小。文章由上海泽德水泵整理这种方法会使高压油靠近吸油腔而增加漏损,影响泵的容积效率。
3、靠齿轮外圆在泵体上开压力平衡槽。