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如何解决丹尼逊叶片泵上的气泡问题提高双叶片结构的工作压力

发布时间:2017-04-05 浏览次数:658

    丹尼逊叶片泵在使用过程中,由于某些原因使泵内局部位置的压力降到水在相应温度的饱和蒸汽压力时,水就开始汽化生成大量的气泡,气泡随水流向前运动,运动到压力较高的部位时,迅速凝结、溃灭。泵内水流中气泡的生成、溃灭过程涉及到物理、化学现象,并产生噪声、振动和对过流部件的侵蚀。这种现象称为水泵的气蚀现象。
  在产生气蚀的过程中,由于水流中含有气泡破坏了水流的正常流动规律,改变了流道内的过流面积和流动方向,因而叶轮与水流之间能量交换的稳定性遭到破坏,能量损失增加,从而引起水泵的流量、扬程和效率的迅速下降,甚至达到断流状态。这种工作性能的变化,对于不同比转数的杲是不同的。低比转数的离心泵叶槽狭长,宽度较小,很容易被气泡阻塞,在出现气蚀后,Q-H、Q-^曲线迅速降落。对中、高比转速的离心泵和混流泵,由于叶轮槽道较宽,不易被气泡阻塞,所以Q-H、Q-7曲线先是逐渐的下降,气蚀严重时才开始锐落。对高比转数的轴流泵,由于叶片之间流道相当宽阔,故气蚀区不易扩展到整个叶槽,因此Q-H、Qj曲线下降缓慢。
  气泡溃灭时,水流因惯性高速冲向气泡中心,产生强烈的水锤,其压强可达(3.3/570)X107Pa,冲击的频率达2/3万次/s,这样大的压强频繁作用于微小的过流部件上,引起金属表面局部塑性变形与硬化变脆,产生疲劳现象,金属表面开始呈蜂窝状,随之应力更加集中,叶片出现裂缝和剥落。这就是气蚀的机械剥蚀作用。
  在低压区生成气泡的过程中,溶解于水中的气体也从水中析出,所以气泡实际是水和空气的混合体。活泼气体借助气泡凝结时所产生的高温,对金属表面产生化学腐蚀作用。
  在高温高压下,水流会产生带电现象。过流部件的不同部位,因气蚀产生温度差异,形成温差热电耦,导致金属表面的电解作用。
  另外,当水中泥沙含量较高时,由于泥沙的磨蚀,破坏了水泵过流部件的表层,发生气蚀时,加快了过流部件的蚀坏程度。
  在气泡凝结溃灭时,产生压力瞬时升高和水流质点间的撞击以及对过流部件的打击,使水泵产生噪声和振动现象。
  为提高丹尼逊叶片泵的最高工作压力,结构上采取了哪些措施?
  为提高丹尼逊叶片泵的最高工作压力,结构上采取的措旅主要是:使叶片既能可靠地与定子内表面接触,又能使两者之间的接触应力不至于过大而产生严重的磨损现象。

丹尼逊叶片泵


  初期的丹尼逊叶片泵最高工作压力不大于6.3MPa,现在世界上丹尼逊叶片泵的最高工作压力有的已达20-30MPa。实现丹尼逊叶片泵高压化必须解决下述两个方面的问题。

  ①转子端面及叶片顶部的泄露问题。

  ②叶片和定子内表面的磨损问题。

  丹尼逊叶片泵上采用双叶片结构为何能提高最高工作压力?

  所谓双叶片,是指在同一叶片槽中安装有两枚可相对自由滑动的叶片(图2-64),每枚叶片顶部的密封棱边和定子内表面保持很好的接触,两叶片顶部倒角部分形成小油腔,叶片底部油腔a始终和泵出口的压油腔相通,或者只在高压区和压油腔相通。叶片油腔可通过两叶片间的间隙b或小孔b相通,因而叶片顶部和叶片底部油压基本相等,使叶片顶部和底部受到高压油液压力时,作用力基本平衡。设计时往往选择合适的叶片顶部斜棱棱边的宽度,可以保证叶片有一定的顶紧力和定子内表面贴紧,以便隔开高、低压腔,又不至于因丹尼逊叶片泵高压化后、高压产生叶片顶部过大的接触应力而使磨损加剧,并使叶片在叶片槽内滑动灵活。但这种双叶片的结构,叶片的加工精度要求高。

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