常转速恒压泵设计.pdf

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1、常转速恒压泵设计上海连成(集团)有限公司(201812)张培富田纯堂【摘要】在分析常转速恒压泵的性能特点及结构特点的基础上，介绍了常转速恒压泵的水力设计及结构设计，给出了泵体、叶轮的主要几何参数的计算公式及结构设计关键点，并对设计与制造中的几个关键点进行浅析。【关键词】常转速恒压泵水力设计几何参数-●●oo一一、刖吾恒压泵的定义为压力恒定(或近似恒定)的泵，即在泵的整个有效工作范围内，其压力不随流量的变化而变化(或压力变化很小，近似于压力不变)。该泵在实际应用中最明显的优点就是泵在小流量时不超压、大流量时不会出现压力不足或断流现象。诸如

2、消防、喷淋等系统或现场，其首要要求即是在整个输水过程中要求压力波动较小、稳定输水。而现有市场上的泵往往都不能满足此要求，要么就是在大流量时压力偏低或断流而不能正常输水，要么就是在小流量时压力过高而造成管路或系统损坏。若采用泵和阀门相组合成稳压系统来解决此问题，这样一来问题虽然得到解决，但带来的弊端是制造和使用费用较高、应用难度大且出现故障的几率增大。若采用旋涡泵，其性能稳定性及可靠性较差，并且有些系统不允许采用旋涡泵。恒压泵的流量一压力曲线随流量的变化而变化较缓，在整个工作范围内压力的浮动保持在±10％以内，甚至于有些规格的泵的流量一压

3、力曲线近似为水平的一条直线。另外，由于恒压泵的结构相对更简单，使用更简捷方便，除了常应用于航空航天、石油化工等领域外，近几年来恒压泵越来越多地应用于需求压力恒定的民用系统或公共场所，如：消防灭火系统、消防给水系76然黑然：Ⅲ年籼统、淋浴喷淋系统以及市政、建筑、锅炉给水等场合。又由于这些系统或场合使用的都是国家电网50Hz下的常规标准转速，所以该泵就称之为常转速恒压泵。二、过流部件主要几何参数的水力设计计算常转速恒压泵的过流部件主要为叶轮和泵体，其水力性能主要取决于叶轮外径D：、叶轮出口宽度b：、泵体的喉部当量直径磊以及泵体压水室流道内径

4、D，等几何参数。常转速恒压泵的设计思路主要分为两个方向，第一个为高速泵设计思路，此种设计思路，主要应用于，z。≤80的泵以及对泵的外形尺寸及加工要求比较苛刻的泵；第二个为近常规离心泵设计思路，主要应用于n；>80的泵以及在此n。范围内对效率要求较高的泵。1．高速泵设计思路水力设计要点(1'／s≤80)叶轮形式一般为“星”状放射式直叶片开式结构，如图1所示。泵体压出室为环形压出室，如图2所／

5、＼孓>汽彦多愆＼l／图1叶轮结构旃m规巾曰孤慧破、薹彦m城m黜示。此种泵结构简单，加工工艺性好，外形尺寸小，特别是在n。<30的超低比转速范围内，效

6、率有着明显的优势。图2泵体结构1)叶轮外径D2=K2(29HIn)m(1)式中日—一扬程，单位为m；咒——转速，单位为r／minI砭——常数，取16．5～17．5。由于常转速恒压泵主要采用n=2900rimin和n=l450r／min这两种转速，结合笔者几年来的设计经验，可取D2=25．5HⅣ2，n=2900r／min；DE=52H¨2，n=1450r／min{2)泵体喉部当量直径do=(5．5-5．9)(QInD2)m(2)又由于d0适当加大可以增大泵的流量、提高泵的效率，故常取do=120(Q／02)1／2n=2900r／minId

7、o160(QID2)112)，l=I450r／min}3)叶轮出13宽度b：若按普通离心泵设计会比较窄小，将导致泵效率较低，性能较差，所以常取1．5～2倍的普通离心泵叶轮6：值，或者取等于或略小于磊，可取b：=do-(do一3)(为保证平坦的扬程曲线，常取b2=do)。4)泵体流道宽度b，=(1．01—1．03)b：(大泵取小值，小泵取大值，6。与b：的差值应在2-5)。5)泵体压水室流道内径由于环形压出室的各断面面积相等，流速不等，城罄／，水z出遁冉争扰裁GMlGⅥ涵(jf孵以／／／,t／／'／／t'／ia#＆If?／letl／u／,

8、,z

9、I／,,7，、冲击损失较大，为缓解冲击损失过大所带来的效率较低问题，往往会选择较大的断面以降低流速，所以一般环形压出室的各断面面积常取1．1～1．3倍普通螺旋形压水室第8断面面积，也可取D3’(1．15～1．25)D2(大流量泵取大值，小流量泵取小值)。2。近常规离心泵设计思路水力设计要点(n。>80)叶轮形式为双弯曲扭曲叶片闭式结构如图3所示，泵体压出室为螺旋形压出室，如图4所示。叶轮与泵体的结构与普通离心泵近乎一致，只是在设计计算取值时有所区别，所以此种设计思路称之为近常规离心泵设计思路。当泵常运行在大流量或泵比转速较高时，此

10、种结构泵比高速泵在效率和运行稳定性方面有着明显的优势。／一氯尹龟～锿N—／图3叶轮结构图4泵体结构1)叶轮外径D2=44500Q”12日Ⅳ‰狮式中H_扬程，单位为m；，l——转速，单位为r／minI9一流量