Помпата със смесен поток е флуидна машина между центробежна помпа и помпа с аксиален поток, която съчетава предимствата и на двете и се използва широко в много промишлени и хидравлични инженерни области. Уникалните конструктивни характеристики на помпите със смесен поток им позволяват да демонстрират високо-качествена работа при специфични работни условия. По-долу ще разгледаме уникалните конструктивни характеристики на помпите със смесен поток.
1, Дизайн на работното колело
Форма и ъгъл на острието
Формата на лопатката на помпа със смесен поток е уникална и обикновено е усукана. Тази форма позволява на остриетата да имат различни ъгли на поставяне на остриетата при различни радиуси. На входа на работното колело ъгълът на поставяне на лопатките е малък, за да се намали загубата на удар от входящия воден поток и да се подобри ефективността на засмукване на водната помпа. С увеличаването на радиуса ъгълът на поставяне на лопатките постепенно се увеличава, което може да позволи на водния поток да получи подходящо енергийно подобрение в работното колело. Например при някои големи помпи със смесен поток ъгълът на поставяне на лопатките на входа може да бъде между 10-20 градуса, докато на изхода може да достигне 30-40 градуса.
Усуканият дизайн на лопатките също така прави потока на водата в работното колело по-равномерен, намалявайки появата на вихри и явления на проливане. Това помага да се подобри хидравличната ефективност на водната помпа и да се намалят загубите на енергия.
Брой и разпределение на листата
Броят на лопатките в помпата със смесен поток обикновено е между 3-6. Броят на лопатките ще повлияе на работата на водната помпа. По-малък брой лопатки може да намали загубата на триене на диска на работното колело, но може да увеличи неравномерността на водния поток; По-големият брой лопатки може да подобри напора и ефективността на водната помпа, но също така може да увеличи трудността и цената на производството на работното колело.
Разпределението на лопатките върху работното колело също е внимателно проектирано. Обикновено се използва симетрично разпределение, за да се осигури динамичен баланс на работното колело по време на въртене. Това симетрично разпределение помага за намаляване на вибрациите и шума по време на работа на помпата и подобрява стабилността на работата на помпата.
2, структура на тялото на помпата
Спирална форма на черупка
Формата на спиралата на помпа със смесен поток е различна от тази на центробежна помпа и помпа с аксиален поток. Неговата спирала обикновено е със спирална форма, но ъгълът на спиралата е между този на центробежна помпа и помпа с аксиален поток. Тази форма на черупка на охлюв може да се адаптира по-добре към промените в скоростта и посоката на водния поток на изхода на работното колело на помпата със смесен поток, като постепенно трансформира високо{2}}скоростния воден поток на изхода на работното колело в енергия под налягане.
Вътрешната стена на черупката на охлюва е проектирана да бъде гладка, за да се намалят загубите от триене между водния поток и стената на черупката на охлюва. В същото време ширината на изхода на черупката на охлюва постепенно се увеличава, за да се адаптира към дифузията на водния поток и допълнително да подобри ефективността на водната помпа.
Дизайн на входа и изхода
Входът на помпа със смесен поток обикновено е правоъгълен или кръгъл и неговият дизайн трябва да гарантира, че водният поток може плавно да навлиза в работното колело. Формата и размерът на входящия канал трябва да бъдат оптимизирани, за да се намали съпротивлението на входящия воден поток и да се подобри всмукателната производителност на водната помпа.
Проектирането на изхода трябва да вземе предвид посоката на изтичане на водния поток и изискванията за налягане. Изходът обикновено е правоъгълен или заострен, с определен ъгъл между неговата посока и посоката на въртене и аксиалната посока на работното колело, за да се адаптира към различни тръбопроводни връзки и инженерни изисквания.
3, Дизайн на водещата лопатка
Форма и брой направляващи лопатки
Водещите лопатки на помпите със смесен поток обикновено са усукани пръстеновидни структури. Формата и количеството на водещите лопатки оказват значително влияние върху работата на водната помпа. Броят на направляващите лопатки обикновено е между 4-8 и дизайнът на тяхната форма трябва да гарантира, че те могат ефективно да направляват водния поток на изхода на работното колело, карайки го да тече по аксиалната посока и допълнително да увеличава налягането на водния поток.
Разстоянието между входния ръб на направляващата лопатка и изходния ръб на работното колело трябва да е подходящо, за да се избегне удар на водния поток и отделяне. В същото време изходният ръб на направляващата лопатка трябва постепенно да се свива, за да се намали изходната скорост на водния поток и да се подобри ефективността на водната помпа.
Функция на водещите лопатки
Водещите лопатки играят важна роля в помпите със смесен поток. Той може не само да направлява водния поток, но и да възстанови кинетичната енергия на изходящия воден поток на работното колело и да го преобразува в енергия на налягането. В допълнение, водещите лопатки също могат да играят роля при балансиране на аксиалните сили, намаляване на аксиалната тяга по време на работа на помпата и подобряване на стабилността на работата на помпата.
4, Дизайн на уплътнения и лагери
уплътнителен дизайн
Конструкцията на уплътнението на помпите със смесен поток трябва да гарантира, че няма изтичане по време на работа. За смесени водни помпи обикновено се използват механични уплътнения или уплътнения. Механичните уплътнения имат предимствата на добро уплътняване и дълъг експлоатационен живот, но цената е сравнително висока; Запечатването на опаковките има проста структура и ниска цена, но неговите характеристики на запечатване са сравнително лоши.
При някои специални работни условия, като помпи със смесен поток, транспортиращи корозивни или високо{0}}температурни среди, са необходими специални уплътнителни материали и структури. Например за помпи със смесен поток, които транспортират корозивни среди, могат да се използват-устойчиви на корозия уплътнителни материали като флуорокаучук; За помпи със смесен поток с високо-температурна среда могат да се използват охлаждащи механични уплътнения, за да се предотврати повреда на уплътнението поради високи температури.
дизайн на лагера
Лагерите на помпа със смесен поток трябва да поемат тежестта на работното колело и вала на помпата, както и аксиалните и радиалните сили по време на работа. Следователно конструкцията на лагерите трябва да има достатъчна-носеща способност и надеждност. Обикновено се използват търкалящи лагери или плъзгащи лагери.
Търкалящите лагери имат предимствата на нисък коефициент на триене и гъвкаво стартиране, но изискват редовно смазване и подмяна; Плъзгащите лагери имат предимствата на висока{0}}носеща способност и гладка работа, но изискват високо смазване и охлаждане. При проектирането на помпи със смесен поток трябва да се изберат подходящи типове лагери въз основа на специфични работни условия и изисквания и трябва да се извършат разумни проекти за смазване и охлаждане.
5, Избор на материал
Материал на работното колело
Изборът на материал за работното колело на помпата със смесен поток трябва да се определя въз основа на свойствата на транспортната среда и работните условия. За помпи със смесен поток, които транспортират чиста вода или леко корозивни среди, обикновено се използват материали като чугун, лята стомана или неръждаема стомана. Чугунените колела имат предимствата на ниска цена и добра производителност при леене, но тяхната устойчивост на корозия е лоша; Силата и издръжливостта на работните колела от лята стомана са добри, подходящи за условия на работа с високо налягане; Работните колела от неръждаема стомана имат добра устойчивост на корозия и износване и са подходящи за транспортиране на среди със силна корозивност или съдържащи твърди частици.
За някои специални условия на работа, като транспортиране на висока температура, високо налягане или силно корозивна среда, могат да се използват и специални сплави като сплави на основата на никел, титанови сплави и др.
Материали на корпуса на помпата и направляващата лопатка
Материалите на тялото на помпата и водещите лопатки също трябва да бъдат избрани според свойствата на средата и работните условия. За общи смесени водни помпи, чугун или лята стомана може да се използва за производството на тялото на помпата и водещите лопатки; За помпи със смесен поток, които транспортират корозивни среди, могат да се използват материали като неръждаема стомана, фибростъкло или пластмаса. Пластмасата, подсилена с фибростъкло, има предимствата на леко тегло и добра устойчивост на корозия и е подходяща за някои малки и леки помпи със смесен поток; Пластмасата има добра устойчивост на корозия и изолационни свойства, което я прави подходяща за някои специални условия на работа.
6, Работни характеристики
Крива на напора на потока
Кривата на напора на потока на помпа със смесен поток показва форма на гърбица. Когато дебитът е нисък, напорът е висок. С увеличаване на скоростта на потока напорът постепенно намалява. Когато скоростта на потока достигне определена стойност, главата започва да се покачва отново. Тази крива на напора на потока позволява на помпите със смесен поток да поддържат определено ниво на ефективност при различни работни условия.
В сравнение с центробежните помпи, помпите със смесен поток имат по-висок напор при ниски дебити и са по-подходящи за работни условия, които изискват по-голям напор; В сравнение с помпите с аксиален поток, помпите със смесен поток имат по-бавно падане на напора при високи скорости на потока и по-добра стабилност.
Характеристики на ефективност
Кривата на ефективност на помпа със смесен поток е сравнително плоска и може да поддържа висока ефективност в широк диапазон на потока. Това позволява на помпите със смесен поток да имат добра адаптивност при условия с големи промени в потока. Например, в системите за напояване на земеделска земя, поради различните изисквания за напояване през различните сезони и парцели, скоростта на потока ще варира значително. Помпите със смесен поток могат да поддържат висока ефективност на работа и да пестят енергия в тази ситуация.
Уникалните конструктивни характеристики на помпите със смесен поток ги правят широко приложими в области като опазване на водата, селско стопанство и индустрия. С непрекъснатото развитие на технологиите, дизайнът и технологията на производство на помпи със смесен поток ще продължат да се обновяват и подобряват, осигурявайки по-ефективно и надеждно оборудване за транспортиране на течности за развитието на различни индустрии.
