齒輪泵的“壓力脈動”和渦旋液體泵運行時“壓力脈動”
國內有兩本著作談到了渦旋液泵的“壓力脈動”問題。認為它的脈動和齒輪泵的脈動相似,是發生在月牙形空間閉合前后的兩個脈動構成。因此可以用“挖凹槽”的辦法解決 (參閱回轉式壓縮機與泵(熊則男)倒數第一小節 的內容)。但是相關的實驗證明::用這個方法不能起到作用。壓力脈動引起的震動沒有減弱。
因為沒有有效的解決“壓力脈動”問題,為了提高泵的轉速,不得不用加大軸向間隙的方法提高泵的轉速,同時使泵的內泄漏增加。泵的轉速達到了900r/min。被用作“稠油泵”。泵轉速的過低,使它的應用受到了限制。
基于渦旋壓縮機出現“封閉月牙形空間”后,容積按定速減小的原理,認為渦旋液體泵的封閉瞬間理應出現一個單峰型“壓力脈動”。逆向運轉的渦旋液泵應當出現絕對值相等的“負壓力脈動”。
如果兩個相反的渦旋同步運行,并連通“封閉月牙形空間”,脈動的主峰應能相互“抵消”。“壓力脈動”的影響消失,泵轉速可以提高而不需加大泄漏。同時可以把本來呈“鋸齒波”狀的流量脈動變為平穩的流量輸出。這就是渦旋式機械在液體輸送方面的必經之路。原理性試驗樣機的泵轉速已經到到2500r/min 。小流量渦旋液體泵的理論計算轉速可以超過3000r/min。附圖是原理示意圖。
壇友討論:
1、woxuanbeng:凡是“脈動”它的前后沿是可以不同的,渦旋液體泵的“壓力脈動”也如此。所以雖然脈動的主峰可以抵消,而前后沿不能完全抵消,達到一定轉速時仍有可能引起機器的震動。進一步消除“剩余壓力脈動”的方法也是值得研究的問題。如果渦旋液體泵的研究能因引起大家的興趣。請發帖討論。我將進一步奉上我的研究結果,無人回帖討論就此為止。請各位見諒。
2、woxuanbeng:渦旋真空泵輸送的介質是氣體。不能用來輸送液體,否則將會損壞。“WXY-60油泵”可以輸送液體,它的渦旋圈數為1.5圈。仍然有“壓力脈動”出現,轉速低時不明顯,可以用來輸送稠油,轉速<900r/min。我的設計不同之處是:兩對渦旋的漸開線方向不同,排液方向不同,準封閉空間出現相反的壓力脈動。圖中中上部的管道表示液流的方向,有這個通道,雙方的壓力脈動可以抵消。所以轉速可以提高。實驗轉速已經達到2600r/min 。理論設計應考慮能達到的最高轉速,當然是越高越好。一般應用以電機轉速范圍為準,所以設計轉速為3000r/min 。實際應用中應根據液體的黏度,所適用的經濟流速設計轉速。 渦旋液體泵用在:要求輸出流量穩定無波動,壓力中等,流量4--100立方米/小時。渦旋液體泵是精確自控液壓系統的優秀液壓泵。
3、ph1234:根據西安交大的實驗數據,輸出壓力約1.2MPa。壓力與渦旋圈數無關但必須大于1.5周,而與配合精度及結構所能承受的力有關。隨著技術的進步,輸出壓力仍有提高的余地。
4、yzhug:這種泵還是第一次見,長見識了。看原理是容積泵,通過定葉片和動葉片配合形成一個空腔,通過空腔的容積變化來吸入和壓出,但是注意觀察會發現運轉過程中回出現短暫的兩個空腔的情況,也就是從空腔體積上限到下限的突然轉變時,正好就是發生壓力脈動的時間。解決方法一時俺也想不出。
5、woxuanbeng:你觀察和分析的正確!有兩種“脈動”在同一個轉角附近發生。一個是:流量會在瞬間變化約50%,會造成“液擊”。另一個是:由于空間在瞬間封閉,且仍舊在變化。會出現“困油”。要解決問題,必須先了解問題,分析它們的具體情況才能尋找到“登上珠穆朗瑪峰”的路徑。一起來研究吧。
6、gaoyong:單個渦旋的轉速必定低于500r/min,而且要有一定的“內泄漏”。恰好是雙側異向渦旋能解決轉速低的問題,這里的“奧妙”會在以后逐步揭曉。請繼續參與討論,大家都會有收獲的! 20%氫氧化鈉,對金屬的腐蝕要考慮;含氣體10%--90%沒問題;流量30,揚程60m。泵外徑約300mm.長度約180mm.(設計計算結果,尚無實際產品,請諒解。)