旋轉(zhuǎn)噴射泵的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　摘 要：旋轉(zhuǎn)噴射泵是利用皮托管原理研制的小流量高揚(yáng)程泵，屬結(jié)構(gòu)特殊的新型極低比轉(zhuǎn)數(shù)泵。本文介紹了旋轉(zhuǎn)噴射泵的工作原理，基本結(jié)構(gòu)，主要優(yōu)缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)及我廠的應(yīng)用實(shí)例。
　　關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)噴射泵 研究 發(fā)展與應(yīng)用
　　中圖分類(lèi)號(hào)：TH38文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2012）09（a）-0110-01
　　旋轉(zhuǎn)噴射泵，又稱(chēng)皮托泵，是今年來(lái)研制出的一種新型的、結(jié)構(gòu)和工作原理都很獨(dú)特的極低比轉(zhuǎn)速泵。該泵流量平穩(wěn)，無(wú)脈動(dòng)現(xiàn)象，易損件少，維修量小，使用壽命長(zhǎng)，是一種具有發(fā)展前途的新型工業(yè)管道用泵。
　　1 旋轉(zhuǎn)噴射泵的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
　　世界上關(guān)于旋轉(zhuǎn)噴射泵（皮托泵）的專(zhuān)利是1923年由F.W.Krogh首先申請(qǐng)的，他把皮托管的原理推廣應(yīng)用于泵的設(shè)計(jì)上，故稱(chēng)皮托泵[1]。1939年至1945年德國(guó)和英國(guó)為開(kāi)發(fā)火箭和導(dǎo)彈的應(yīng)用而研制旋轉(zhuǎn)噴射泵，隨著二戰(zhàn)的結(jié)束，旋轉(zhuǎn)噴射泵的研究陷入低谷。直到20世紀(jì)60年代，人們發(fā)明了封閉轉(zhuǎn)輪和封蓋，這二者組成了一個(gè)徑向的旋轉(zhuǎn)葉輪才使得旋轉(zhuǎn)噴射泵開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，并最終形成了當(dāng)前的基于皮托管原理的旋轉(zhuǎn)噴射泵模型。20世紀(jì)60年代的美國(guó)出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)噴射泵的專(zhuān)利，到70年代，Kobe公司生產(chǎn)出了第一臺(tái)商用旋轉(zhuǎn)噴射泵，從此旋轉(zhuǎn)噴射泵開(kāi)始走向市場(chǎng)，逐漸被人們所接受。此后七、八十年代在國(guó)際上出現(xiàn)了一段關(guān)于旋轉(zhuǎn)噴射泵的專(zhuān)利高潮。在國(guó)外，旋轉(zhuǎn)噴射泵已具有比較令人滿(mǎn)意的性能。
　　在我國(guó)，旋轉(zhuǎn)噴射泵的發(fā)展基本上經(jīng)歷了引進(jìn)—消化吸收—開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的過(guò)程。1987年，我國(guó)第一次引進(jìn)旋轉(zhuǎn)噴射泵，是在炭黑新工藝改造中用于原料油的輸送[2]。1988年，龍興茂等[3]對(duì)旋轉(zhuǎn)噴射泵作了專(zhuān)題介紹，詳細(xì)介紹了旋噴泵結(jié)構(gòu)和原理，列出了系列產(chǎn)品的性能范圍和所用的材料，并說(shuō)明了旋轉(zhuǎn)噴射泵在小流量高揚(yáng)程范圍內(nèi)的發(fā)展前景。董長(zhǎng)善[4]也專(zhuān)門(mén)對(duì)美國(guó)貝克休斯公司的旋轉(zhuǎn)噴射泵進(jìn)行了介紹，詳細(xì)列出了貝克休斯公司生產(chǎn)的3種旋轉(zhuǎn)噴射泵的主要參數(shù)和主要部件的材料。1989年北京化工機(jī)械廠[5]開(kāi)始對(duì)旋轉(zhuǎn)噴射泵進(jìn)行調(diào)研和試制，1992年通過(guò)化工部鑒定。2002年，山東長(zhǎng)志泵業(yè)有限公司研制的LG-2/130和RA-2/130型管道式旋轉(zhuǎn)噴射泵，經(jīng)山東海化集團(tuán)等單位長(zhǎng)期使用證明，運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，各項(xiàng)性能均達(dá)到設(shè)計(jì)要求[6～7]。隨著旋轉(zhuǎn)噴射泵的成功引進(jìn)，國(guó)內(nèi)開(kāi)始對(duì)旋轉(zhuǎn)噴射泵的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、水力設(shè)計(jì)及使用條件等進(jìn)行研究[8～9]，取得了一些初步成果。
　　2 旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
　　旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要零部件有：主軸、轉(zhuǎn)子套（殼體）、轉(zhuǎn)子（包括導(dǎo)液輪）、集流管、低壓液體進(jìn)口管腔、高壓液體出口管。
　　集流管是旋轉(zhuǎn)噴射泵的重要過(guò)流部件之一，是旋轉(zhuǎn)噴射泵的核心部件。集流管的結(jié)構(gòu)決定著旋轉(zhuǎn)噴射泵的性能參數(shù)，如流量、效率等。在設(shè)計(jì)時(shí)，為了減小流體阻力，須將其外型設(shè)計(jì)成流線型；內(nèi)腔要求十分光滑，以減小流動(dòng)阻力，但因其內(nèi)腔無(wú)法進(jìn)行機(jī)械加工，因此要求較高的鑄造精度。一般地，集流管外型采用翼片狀流線型，內(nèi)腔為兩端有圓弧過(guò)渡的棗核形，如圖2所示。
　　旋轉(zhuǎn)噴射泵的基本原理是：液體首先由低壓入口經(jīng)一環(huán)形通道進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓中心，在高速旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)液輪的作用下，液體從轉(zhuǎn)鼓中心甩向轉(zhuǎn)鼓壁面，并獲得很高的周向速度，并以此速度隨轉(zhuǎn)鼓一起高速旋轉(zhuǎn)。在此過(guò)程中產(chǎn)生很高的離心液壓。在離心液壓的作用下，靠近集流管進(jìn)口的液體以很高的線速度進(jìn)入吸收管，最后從轉(zhuǎn)鼓中心處的外接高壓管流出。
　　3 結(jié)語(yǔ)
　　根據(jù)旋轉(zhuǎn)噴射泵的性能特點(diǎn)，利用其工作原理，設(shè)計(jì)了一臺(tái)小型旋轉(zhuǎn)噴射泵，經(jīng)北京化工大學(xué)審核，北京化工大學(xué)實(shí)驗(yàn)工廠加工制造，試運(yùn)轉(zhuǎn)成功，從而取代了我廠早期購(gòu)置的多效蒸餾水機(jī)配套的進(jìn)料泵。自從旋轉(zhuǎn)噴射泵在我廠的純水處理系統(tǒng)投入使用以來(lái)，由于它的性能穩(wěn)定，輸出無(wú)脈動(dòng)，使蒸餾水機(jī)的操作易于控制，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)比較理想，取得了良好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益。
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