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1、第19卷第2期农业工程学报Vol.19No.21142002年3月TransactionsoftheCSAEMar.2003不同叶轮结构型式对污水泵性能的影响11121施卫东,曹卫东,刘厚林,仇宝云,刘小龙(1.江苏大学;2.扬州大学)摘 要:污水泵属于无堵塞泵中的一类,主要用于输送含有纤维、纸屑、颗粒等固体悬浮物的液体,在环保、市政、水利、污水处理等行业应用十分广泛。污水泵要实现无堵塞性能,关键在于叶轮的结构型式。该文简要分析了目前常用的污水泵叶轮的主要结构型式、优缺点,重点探讨了闭式叶片式叶轮与流道式叶轮的特点,并对它们的水力设计及叶轮的主要几何
2、参数进行了比较,试验结果表明流道式叶轮具有较陡降的H2Q曲线,较平坦的P2Q曲线,G2Q曲线的峰值较高,高效区较宽。另外流道式叶轮还具有抗缠绕、无堵塞性能好,通过能力强,料浆的输送浓度高,运行可靠等优点,所以采用流道式叶轮代替通常污水泵设计中所用的闭式叶片式叶轮是一种发展趋势,具有较好的推广应用价值。关键词:污水泵;叶轮;结构;性能;影响中图分类号:TH311文献标识码:A文章编号:100226819(2003)0120114203差。1 引 言污水泵属于无堵塞泵中的一类,主要用于输送城市污水、粪便或液体中含有纤维、纸屑、颗粒等非腐蚀性固体悬浮物的液
3、体,被输送的固液混合物的温度不超过80℃。由于被输送的介质中含有易产生缠绕或聚束的纤维物,故此种泵的流道容易堵塞。一旦堵塞严重,会使泵不能正常工作,甚至烧坏电机。因此,污水泵要想实现无图1 闭式叶片式叶轮堵塞性能,关键在于叶轮的结构型式。目前作为无堵塞Fig.1Closedvaneimpeller泵叶轮的主要结构型式有:开式或半开式叶轮、闭式叶2.2 流道式叶轮片式叶轮、旋流式叶轮、螺旋离心式叶轮、流道式叶轮流道式叶轮又称无叶片叶轮,从叶轮进口至叶轮出等。开式或半开式叶轮、旋流式叶轮的水力损失大,效率口是一个或两个弯曲的流道,特别适合于输送含大颗粒低
4、,长期运行会浪费大量的能源,所以一般应用较少。而或长纤维物质的液体,如图2所示。它的抗缠绕、无堵塞螺旋离心式叶轮由于制造比较困难,对叶轮平衡的要求性能好,效率较高,功率曲线较平坦,耐磨损性也好,尤较高,且一般不易控制和掌握,废品率较高,成本大,所其是流道式叶轮的流道较宽,能够顺利通过较大的固体以也没有得到进一步的推广应用。本文就污水泵中常用颗粒。的闭式叶片式叶轮和流道式叶轮的特点及对污水泵性能的影响作一分析、比较。2 闭式叶片式叶轮与流道式叶轮的特点2.1 闭式叶片式叶轮污水泵闭式叶片式叶轮的制造和一般清水泵闭式叶轮相仿,如图1所示。闭式叶片式叶轮的
5、效率相对较图2 流道式叶轮高,并且能够保证在较长时间内运行工况稳定。Fig.2Channelimpeller采用闭式叶片式叶轮,产生的轴向力小,且可在前后盖板上均设置副叶片。前盖板上设置副叶片,对进口流道式叶轮又可分为单流道叶轮和双流道叶轮2泄漏及密封处磨损都会起到减轻作用。后盖板上设置副种,由于双流道叶轮对称布置,平衡性好,运行平稳、可叶片,当泵在运转时防止污物进入轴封引起剧烈的磨靠,因此在污水泵的设计中一般大多采用双流道叶轮结损,起保护轴封的作用;另外是平衡泵的轴向力。构型式。闭式叶片式叶轮的缺点是易缠绕,抗堵塞性能较3 闭式叶片式叶轮与流道式叶
6、轮的水力设计收稿日期:2001211209 修订日期:2002211220 污水泵的水力设计主要包括2部分,即叶轮的水力基金项目:江苏省“九五”重大科技攻关项目(BG9800723)及江苏省设计与压水室的水力设计。就压水室水力设计而言,无教育厅“青蓝工程”学术带头人基金赞助项目作者简介:施卫东,副院长,研究员,江苏省镇江市 江苏大学能源论是闭式叶片式叶轮还是流道式叶轮,其差别不是很与动力工程学院,212013大,对泵性能的影响也不大。故这里主要考虑闭式叶片 第2期施卫东等:不同叶轮结构型式对污水泵性能的影响115式叶轮与双流道叶轮的水力设计。式叶片
7、式叶轮分别给出了按普通清水泵及污水泵的设通过对一个实例的设计来进行分析、比较,其设计计结果。所有的水力设计均采用速度系数法进行,其中3参数为:流量Q=145möh,扬程H=10m,转速n=闭式叶片式叶轮的设计方法参见文献[1],双流道叶轮1450römin,电机功率P电机=7.5kW,要求通过固体的设计方法参见文献[2]。表1列出了上述叶轮主要几颗粒的最大直径为45mm。为了便于说明问题,对于闭何参数的对比情况。表1 叶轮主要几何参数对比表Table1Contrastofmaingeometricparametersamongdifferenttyp
8、esofimpeller进口直径Dj出口直径D2出口宽度b2叶片数包角出口安放角叶片出口厚度D2项 目öm
