Čerpadlo so zmiešaným prietokom je kvapalinové zariadenie medzi odstredivým čerpadlom a čerpadlom s axiálnym prietokom, ktoré kombinuje výhody oboch a je široko používané v mnohých oblastiach priemyselného a hydraulického inžinierstva. Jedinečné konštrukčné vlastnosti čerpadiel so zmiešaným prietokom im umožňujú vykazovať-kvalitný výkon za špecifických pracovných podmienok. Nasleduje podrobný popis jedinečných konštrukčných vlastností čerpadiel so zmiešaným prietokom.
1, konštrukcia obežného kolesa
Tvar a uhol čepele
Tvar čepele čerpadla so zmiešaným prietokom je jedinečný a zvyčajne skrútený. Tento tvar umožňuje, aby čepele mali rôzne uhly umiestnenia čepelí pri rôznych polomeroch. Na vstupe obežného kolesa je uhol umiestnenia lopatiek malý, aby sa znížila rázová strata prietoku vstupnej vody a zlepšil sací výkon vodného čerpadla. Ako sa polomer zväčšuje, uhol umiestnenia lopatky sa postupne zväčšuje, čo môže umožniť prietoku vody získať vhodné zvýšenie energie v obežnom kolese. Napríklad v niektorých veľkých čerpadlách so zmiešaným prietokom môže byť uhol umiestnenia prívodu lopatky medzi 10-20 stupňami, zatiaľ čo na výstupe môže dosahovať 30-40 stupňov.
Zatočená konštrukcia lopatiek tiež robí tok vody v obežnom kolese rovnomernejším, čím sa znižuje výskyt vírov a javov odlupovania. To pomáha zlepšiť hydraulickú účinnosť vodného čerpadla a znížiť straty energie.
Počet a rozmiestnenie listov
Počet lopatiek v čerpadle so zmiešaným prietokom je vo všeobecnosti medzi 3-6. Počet lopatiek ovplyvní výkon vodného čerpadla. Menší počet lopatiek môže znížiť treciu stratu kotúča obežného kolesa, ale môže zvýšiť nerovnomernosť prietoku vody; Väčší počet lopatiek môže zlepšiť hlavu a účinnosť vodného čerpadla, ale môže tiež zvýšiť náročnosť a náklady na výrobu obežného kolesa.
Dôkladne je navrhnuté aj rozmiestnenie lopatiek na obežnom kolese. Zvyčajne sa používa symetrické rozdelenie na zabezpečenie dynamickej rovnováhy obežného kolesa počas otáčania. Toto symetrické rozloženie pomáha znižovať vibrácie a hluk počas prevádzky čerpadla a zlepšuje stabilitu prevádzky čerpadla.
2, Štruktúra tela čerpadla
Špirálový tvar mušle
Tvar špirály čerpadla so zmiešaným prietokom je odlišný od tvaru odstredivého čerpadla a čerpadla s axiálnym prietokom. Jeho špirála má zvyčajne tvar špirály, ale uhol špirály je medzi uhlom odstredivého čerpadla a čerpadla s axiálnym prietokom. Tento tvar ulity slimáka sa dokáže lepšie prispôsobiť rýchlosti a zmenám smeru prúdu vody na výstupe z obežného kolesa čerpadla so zmiešaným prietokom, čím sa postupne premieňa vysokorýchlostný- prúd vody na výstupe obežného kolesa na tlakovú energiu.
Vnútorná stena ulity slimáka je navrhnutá tak, aby bola hladká, aby sa znížila strata trenia medzi prúdom vody a stenou ulity slimáka. Zároveň sa postupne zväčšuje výstupná šírka ulity slimáka, aby sa prispôsobila difúzii prúdu vody a ďalej zlepšila účinnosť vodného čerpadla.
Dizajn vstupu a výstupu
Vstup čerpadla so zmiešaným prietokom je zvyčajne obdĺžnikový alebo kruhový a jeho konštrukcia by mala zabezpečiť, aby prúd vody mohol hladko vstupovať do obežného kolesa. Tvar a veľkosť vstupného kanála je potrebné optimalizovať, aby sa znížil odpor prietoku vstupnej vody a zlepšil sací výkon vodného čerpadla.
Konštrukcia výtoku by mala brať do úvahy smer vypúšťania prúdu vody a požiadavky na tlak. Výstup je vo všeobecnosti pravouhlý alebo skosený, s určitým uhlom medzi jeho smerom a smerom otáčania a axiálnym smerom obežného kolesa, aby sa prispôsobil rôznym pripojeniam potrubia a technickým požiadavkám.
3, dizajn vodiacej lopatky
Tvar a počet vodiacich lopatiek
Vodiace lopatky čerpadiel so zmiešaným prietokom sú zvyčajne skrútené prstencové konštrukcie. Tvar a množstvo vodiacich lopatiek má významný vplyv na výkon vodného čerpadla. Počet vodiacich lopatiek je vo všeobecnosti medzi 4-8 a ich tvarové prevedenie by malo zabezpečiť, že dokážu efektívne usmerňovať prúd vody na výstupe obežného kolesa, vďaka čomu prúdi v axiálnom smere a ďalej zvyšuje tlak prúdu vody.
Vzdialenosť medzi vstupnou hranou vodiacej lopatky a výstupnou hranou obežného kolesa by mala byť primeraná, aby sa predišlo nárazom a uvoľneniu prúdu vody. Súčasne by sa výstupná hrana vodiacej lopatky mala postupne zmenšovať, aby sa znížila výstupná rýchlosť prúdu vody a zlepšila sa účinnosť vodného čerpadla.
Funkcia vodiacich lopatiek
Vodiace lopatky hrajú dôležitú úlohu v čerpadlách so zmiešaným prietokom. Dokáže nielen usmerňovať prúd vody, ale aj rekuperovať kinetickú energiu prúdu vody na výstupe obežného kolesa a premieňať ju na tlakovú energiu. Okrem toho môžu vodiace lopatky tiež zohrávať úlohu pri vyrovnávaní axiálnych síl, znižovaní axiálneho ťahu počas prevádzky čerpadla a zlepšovaní stability prevádzky čerpadla.
4, Dizajn tesnenia a ložísk
tesniaci dizajn
Konštrukcia tesnenia čerpadiel so zmiešaným prietokom by mala zabezpečiť, aby počas prevádzky nedochádzalo k úniku. Pre čerpadlá zmiešanej vody sa zvyčajne používajú mechanické upchávky alebo upchávky. Mechanické upchávky majú výhody dobrého tesniaceho výkonu a dlhej životnosti, ale náklady sú relatívne vysoké; Tesnenie obalu má jednoduchú štruktúru a nízke náklady, ale jeho tesniaci výkon je relatívne slabý.
V niektorých špeciálnych pracovných podmienkach, ako sú čerpadlá so zmiešaným prietokom prepravujúce korozívne alebo{0}}vysokoteplotné médiá, sú potrebné špeciálne tesniace materiály a konštrukcie. Napríklad pre čerpadlá so zmiešaným prietokom, ktoré prepravujú korozívne médiá, možno použiť tesniace materiály odolné voči korózii-, ako je fluórkaučuk; V prípade čerpadiel so zmiešaným prietokom s vysokoteplotným médiom je možné použiť chladiace mechanické upchávky, aby sa predišlo zlyhaniu upchávky v dôsledku vysokých teplôt.
dizajn ložiska
Ložiská čerpadla so zmiešaným prietokom musia znášať hmotnosť obežného kolesa a hriadeľa čerpadla, ako aj axiálne a radiálne sily počas prevádzky. Preto by konštrukcia ložísk mala mať dostatočnú-únosnosť a spoľahlivosť. Zvyčajne sa používajú valivé alebo klzné ložiská.
Valivé ložiská majú výhody nízkeho koeficientu trenia a flexibilného štartovania, ale vyžadujú pravidelné mazanie a výmenu; Klzné ložiská majú výhody vysokej nosnosti-a plynulého chodu, vyžadujú si však vysoké mazanie a chladenie. Pri konštrukcii čerpadiel so zmiešaným prietokom by sa mali zvoliť vhodné typy ložísk na základe špecifických prevádzkových podmienok a požiadaviek a mali by sa vykonať primerané návrhy mazania a chladenia.
5, Výber materiálu
Materiál obežného kolesa
Výber materiálu obežného kolesa čerpadla so zmiešaným prietokom by sa mal určiť na základe vlastností dopravného média a pracovných podmienok. Pre čerpadlá so zmiešaným prietokom, ktoré prepravujú čistú vodu alebo mierne korozívne médiá, sa zvyčajne používajú materiály ako liatina, oceľoliatina alebo nehrdzavejúca oceľ. Liatinové obežné kolesá majú výhody nízkej ceny a dobrého odlievacieho výkonu, ale ich odolnosť proti korózii je nízka; Pevnosť a húževnatosť obežných kolies z liatej ocele sú dobré, vhodné pre pracovné podmienky s vysokým tlakom; Obežné kolesá z nehrdzavejúcej ocele majú dobrú odolnosť proti korózii a opotrebeniu a sú vhodné na dopravu médií so silnou korozívnosťou alebo obsahujúcich pevné častice.
Pre niektoré špeciálne pracovné podmienky, ako je preprava vysokoteplotných, vysokotlakových alebo vysoko korozívnych médií, je možné použiť aj špeciálne zliatinové materiály, ako sú zliatiny na báze niklu, zliatiny titánu atď.
Materiály telesa čerpadla a vodiacich lopatiek
Materiály telesa čerpadla a vodiacich lopatiek by sa mali vyberať aj podľa vlastností média a pracovných podmienok. Pre všeobecné čerpadlá na zmiešanú vodu možno na výrobu telesa čerpadla a vodiacich lopatiek použiť liatinu alebo oceľovú liatinu; Pre čerpadlá so zmiešaným prietokom, ktoré prepravujú korozívne médiá, je možné použiť materiály ako nehrdzavejúca oceľ, sklolaminát alebo plast. Plast vystužený sklenými vláknami má výhody nízkej hmotnosti a dobrej odolnosti proti korózii a je vhodný pre niektoré malé a ľahké čerpadlá so zmiešaným prietokom; Plast má dobrú odolnosť proti korózii a izolačné vlastnosti, vďaka čomu je vhodný pre niektoré špeciálne pracovné podmienky.
6, Prevádzkové vlastnosti
Krivka prietokovej hlavy
Krivka výšky prietoku čerpadla so zmiešaným prietokom vykazuje hrboľovitý tvar. Keď je prietok nízky, výška je vysoká. So zvyšujúcim sa prietokom sa výška postupne znižuje. Keď prietok dosiahne určitú hodnotu, hlava začne opäť stúpať. Táto krivka prietoku umožňuje čerpadlám so zmiešaným prietokom udržiavať určitú úroveň účinnosti pri rôznych prevádzkových podmienkach.
V porovnaní s odstredivými čerpadlami majú čerpadlá so zmiešaným prietokom vyššiu dopravnú výšku pri nízkych prietokoch a sú vhodnejšie pre pracovné podmienky, ktoré vyžadujú väčšiu dopravnú výšku; V porovnaní s čerpadlami s axiálnym prietokom majú čerpadlá so zmiešaným prietokom pomalší pokles hlavy pri vysokých prietokoch a lepšiu stabilitu.
Charakteristiky účinnosti
Krivka účinnosti čerpadla so zmiešaným prietokom je relatívne plochá a môže udržiavať vysokú účinnosť v širokom rozsahu prietoku. To umožňuje čerpadlám so zmiešaným prietokom mať dobrú prispôsobivosť v podmienkach s veľkými zmenami prietoku. Napríklad v zavlažovacích systémoch poľnohospodárskej pôdy sa bude prietok veľmi líšiť v dôsledku rôznych požiadaviek na zavlažovanie v rôznych ročných obdobiach a na rôznych pozemkoch. Čerpadlá so zmiešaným prietokom môžu v tejto situácii udržiavať vysokú prevádzkovú účinnosť a šetriť energiu.
Jedinečné konštrukčné vlastnosti čerpadiel so zmiešaným prietokom ich robia široko použiteľnými v oblastiach, ako je ochrana vody, poľnohospodárstvo a priemysel. S neustálym vývojom technológie sa bude konštrukčná a výrobná technológia čerpadiel so zmiešaným prietokom naďalej inovovať a zlepšovať a poskytovať efektívnejšie a spoľahlivejšie zariadenia na dopravu tekutín pre rozvoj rôznych priemyselných odvetví.