泵作為一個工業(yè)產(chǎn)品,在輸送介質(zhì)及作為動力源方面已經(jīng)獲得越來越廣泛的應用,適用于各種專門場合的船用泵、消防泵、排污泵、潛水泵等也越來越多。某些專用泵,如消防泵,其發(fā)展迅速,日趨高壓力、大流量方向發(fā)展,原先單一的常壓泵也出現(xiàn)了朝中低壓、高低壓或高中低壓泵發(fā)展的趨勢,原有的一些檢驗裝置已顯得不相適應,因而,為使泵產(chǎn)品的質(zhì)量能得到有效控制和提高,設計建造一些新的檢驗裝置尤為必要。
本文是在自動化大功率消防水泵檢驗裝置研制的基礎上,對水泵的檢驗裝置的設計要素進行總結(jié),以供同行參考。2.水泵檢驗裝置的組成一個完整的水泵檢驗裝置應包括以下幾個主要部分:1).動力源;2).傳動系統(tǒng);3).測量與控制系統(tǒng);4).輔助系統(tǒng);3.電動油桶泵各組成部分的設計要素3.1動力源a.明確試驗對象,確定動力源功率各單位設計檢驗裝置的目的有所不同,有的只是為本單位的產(chǎn)品作試驗用,有的需要為各種各樣的塑料泵服務(如檢驗中心),所以動力源的功率應根據(jù)實際情況來確定。計算公式如下:P動=P泵/(η齒×η扭×η離×η泵) =Q×P×H/(102×η齒×η扭×η離×η泵)式中:P動 所需的動力源輸出功率 KWP泵 被試泵的水功率 KWη齒 齒輪箱效率%η扭 扭矩儀效率%η離 離合器效率 %η泵 水泵的效率 %Q 水泵的流量m3/sH 水泵的揚程mV 水的重度 Kg/m3我們可以以η泵為參考量,通過計算,作出P動與P泵的關系曲線,計算中可以假定假定η齒、η扭和η離分別為0.95、0.98和0.98。
當P泵和η泵已知時,就可從確定所需的動力源輸出功率。b.螺桿泵動力源型式目前常見的有電動機與柴油發(fā)動機兩種。
前者一般不調(diào)速,適用于一般的工業(yè)泵。
由于各種工業(yè)泵的轉(zhuǎn)速有差異,因此泵的流量壓力功率等參數(shù)一般需要通過特定轉(zhuǎn)速(電動機轉(zhuǎn)速)下的測量值,換算到泵的規(guī)定轉(zhuǎn)速下的對應值,導致測量誤差放大。前者若需調(diào)速,直流電動機可用可控硅調(diào)速,交流電動機可用變頻調(diào)速,但成本較高。當然,使用電動機卻有噪聲相對較低,無其他污染的優(yōu)點;后者適用于消防泵,因為消防泵有工況的變化,要求轉(zhuǎn)速變化。
柴油發(fā)動機調(diào)速比較方便。調(diào)節(jié)油門大小再配以齒輪箱,可以獲得較大的轉(zhuǎn)速范圍,且成本相對較低。
使用柴油發(fā)動機存在著噪聲大,有煙氣排放問題。
究竟選用哪一種動力源,要根據(jù)檢驗裝置的設計目的及單位在場地、經(jīng)費及現(xiàn)有的相關條件而定。3.2傳動系統(tǒng)對使用柴油發(fā)動機的水泵檢驗裝置,有傳動裝置的問題。傳動系統(tǒng)主要由離合器和齒輪箱組成。
對齒輪箱的設計,主要應考慮兩個問題:a.速比確定對磁力泵,單螺桿泵而言,中心高800mm以下的泵,其轉(zhuǎn)速一般為1450r/min和2900~2950r/min。對消防泵而言,其轉(zhuǎn)速千差萬別,一般為2000~4000r/min。
齒輪箱速比的確定,既要考慮滿足不同轉(zhuǎn)速泵的試驗要求,又要考慮讓發(fā)動機在最大扭矩點附近工作。經(jīng)分析,下述五種轉(zhuǎn)速范圍基本上可覆蓋各種消防泵和工業(yè)泵的試驗要求:1450 r/min;2000~2400 r/min;2900~2950 r/min;3000~3600 r/min;3600~4000 r/min。在選定合適的發(fā)動機之后,根據(jù)該發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和上述的五種轉(zhuǎn)速范圍,就可以確定相應的速比。
b.輸出軸轉(zhuǎn)向隔膜泵,氣動隔膜泵,電動隔膜泵有正轉(zhuǎn)泵、反轉(zhuǎn)泵之分,考慮到檢驗裝置的通用性,要求變速箱的輸出軸在確定的各種轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)均可正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
3.3測量與控制系統(tǒng)欲實現(xiàn)自動化測試,系統(tǒng)應由傳感器、二次儀表、計算機、接口板、伺服機構(gòu)、采集器、組合屏和微機軟件等組成,以實現(xiàn)在控制室內(nèi)對柴油機啟動、油泵啟動、緊急停車、柴油機增減速和電動閥的控制;實現(xiàn)柴油機高水溫、高油溫、低油壓和齒輪箱低油壓、高油溫的報警;實現(xiàn)水泵參數(shù)的自動采集和處理。下面就幾個具體問題說明如下:a.測量內(nèi)容除水泵運行參數(shù)(轉(zhuǎn)速、流量、壓力或揚程、功率)和軸承座溫度外,還應包括發(fā)動機的運行參數(shù) (水溫、油溫、油壓、發(fā)動機轉(zhuǎn)速),齒輪箱的油壓、油溫以及輔助裝置的相關參數(shù)(如動力間溫度、油箱油位高度、蓄電池電壓等),還應包括齒輪箱檔位與轉(zhuǎn)向的顯示。
b.測量精度 與測量水泵性能參數(shù)相應的傳感器和二次儀表,其系統(tǒng)的測量精度應符合GB3216《離心泵、混流泵、軸流泵和旋渦泵試驗方法》的規(guī)定,其它各種測量儀表的精度根據(jù)需要確定。
一次、二次儀表的精度可供參考。
應包括:油泵啟動,柴油機啟動、應急停車、增減速;電動閥控制(控制流量);水泵工況切換進而實施試驗的程序控制;動力間冷卻裝置的自動啟動控制;柴油機水溫、油溫、油壓和齒輪箱油壓油溫的自動監(jiān)視與報警。d.注意事項為了提高測量的自動化程度,需配備電動閥來調(diào)節(jié)流量。
電動閥應保證在規(guī)定的壓力下能雙向運作(流量逐漸增大或減小),一次點動的調(diào)節(jié)量0.1/s為宜;試驗現(xiàn)場與控制室均應有水泵和發(fā)動機、齒輪箱運行參數(shù)的顯示,以保證運行安全可靠;當水泵沒有止回閥的情況下,壓力測量儀表之前應設置閥門,以免一旦出現(xiàn)真空造成儀表損壞;強、弱電應分開,以免互相干擾,影響測量精度;測量水泵軸承座溫度中,由于離旋轉(zhuǎn)部件近,宜用磁性溫度探頭,以免試驗人員受到傷害;盡可能使用穩(wěn)壓裝置以提高測壓精度;3.4輔助系統(tǒng)這里特別需要提一下關于水泵升降平臺的問題。
由于發(fā)動機、齒輪箱、扭矩儀相互之間的連接關系是固定不變的,也就是說,當扭矩儀位置確定后,其輸出端的中心高度是固定不變的。為了適應不同中心高的水泵的試驗要求,需要有一個安裝泵用的升降平臺,要求平臺可以自由升降到某一預定高度,然后靠加墊及泵的軸向移動等來調(diào)節(jié)泵的輸入軸與扭矩儀輸出軸的對中程度以及連接法蘭間的平行度和間隙的要求。
根據(jù)試驗泵的這一安裝特性,對升降平臺的高度調(diào)節(jié)要求完全自動化似乎沒有必要,然而完全靠加墊等來調(diào)節(jié)也顯得太繁雜,影響工作效率。因此,設計一個半自動化的水泵升降平臺是合適的。
4.建議被測泵為工業(yè)泵時,自吸泵動力源宜采用電動機;被測泵為消防泵時,動力源宜采用柴油發(fā)動機;測量控制中的問題,如文中“測量與控制系統(tǒng)”一節(jié)所述,在裝置設計中應引起足夠的重視;簡便的半自動的水泵升降平臺是一個合適的選擇。
螺桿泵的工作原理和設計特點
螺桿泵是一種有獨特構(gòu)造方式的容積泵,主要由驅(qū)動電機及減速機、連軸桿及連桿箱、定子及轉(zhuǎn)子等部分組成.工作時轉(zhuǎn)子由電機驅(qū)動,在定子內(nèi)作行星轉(zhuǎn)動,相互配合的轉(zhuǎn)子和定子的彈性襯套形成了幾個互不相通的密封空腔.由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動,密封空腔沿軸向由的吸入端向排出端方向運動,介質(zhì)在空腔內(nèi)連續(xù)地由吸入端輸向排出端。
在一般的離心泵中,功率總是隨著流量的增加而增加的。也就是說,功率曲線是一根隨流量增加而上升的曲線,這對泵的使用會帶來一個問題:當泵在設計工況點運行時,一般來說,泵的功率小于電機額定功率,這臺泵的使用是安全的;但是當泵揚程降低時,流量就會增加(從泵的性能曲線可以看出),功率也隨之增加。當流量超過設計工況點流量并到達一定值時,泵的輸入功率可能會超過電機額定功率而造成電機過載而燒毀。
電機過載運行時要么保護系統(tǒng)動作使泵停止轉(zhuǎn)動;要么保護系統(tǒng)失靈使電機燒毀。
泵的揚程低于設計工況點揚程使用的情況,在實際中也是經(jīng)常會遇到的,一種情況是在泵選型時,泵的揚程選得過高,而實際使用時泵是降低揚程使用的;另一種情況是,在使用中泵的工況點不太好確定,換句話說泵的流量需要經(jīng)常進行調(diào)節(jié);還有一種情況是泵需要經(jīng)常改變地點使用。這三種情況者陌可能使泵過載而影響泵的使用可靠性。
可以這么說,對于沒有全揚程特性的泵(包括排污泵),其使用范圍會受到很大程度上的限制。所謂的全揚程特性(也稱無過載特征)是指功率曲線隨流量增加而上升的速度非常緩慢,更理想的是當流量增加到某一定值時,功率不但不會再上升,反而會有所下降,也就是說功率曲線是一根有駝峰的曲線,如果這樣的話,我們只要選擇電機額定功率略超過額定的功率值,那么在0流量到最大流量的整個范圍內(nèi),你無論在那一個工況點上運行,泵的功率都不會超過電機功率而使泵過載,對于具備這種性能的泵,無論是選型還是使用時,都會非常方便和可靠。另外電機功率也不需配得過大,可以節(jié)省可觀的設備費用。文章來源于上海上誠泵業(yè)有限公司技術(shù)部制作,。
G型單螺桿泵的產(chǎn)品原理
G型單螺桿泵是按迥轉(zhuǎn)嚙合容積式原理工作的新型泵種,主要工作部件是偏心螺桿(轉(zhuǎn)子)和固定的襯套(定子)。
由于該二部件的特殊幾何形狀,分別形成單獨的密封容腔,介質(zhì)由軸向均勻推行流動,內(nèi)部流速低,容積保持不變,壓力穩(wěn)定,因而不會產(chǎn)生渦流和攪動。每級泵的輸出壓力為0.6MPa,揚程60m(清水),自吸高度一般在6m,適用于輸送介質(zhì)溫度80℃以下(特殊要求可達150℃)。
因定子選用多種彈性材料制成,所以這種泵對高粘度流體的輸送和含有硬質(zhì)懸浮顆粒介質(zhì)或含有纖維介質(zhì)的輸送,有一般泵種所不能勝任的特點,其流量與轉(zhuǎn)速成正比。 傳動可采用聯(lián)軸器直接傳動,或采用調(diào)速電機,三角帶,變速箱等裝置變速。