張?jiān)A 曾憲榮 周文天 陳沿維
摘要:針對(duì)達(dá)州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場噴水用自吸電泵葉輪容易堵塞、開大閥門泵掉壓影響噴水效果的問題,在不改變泵體的情況下,對(duì)該泵的葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)成全開式結(jié)構(gòu)并試驗(yàn),改進(jìn)后的自吸電泵具有葉輪不堵塞,開大閥門不掉壓的恒壓效果。
關(guān)鍵詞:水產(chǎn)養(yǎng)殖場;自吸電泵;改進(jìn)應(yīng)用
1自吸電泵的選用現(xiàn)狀
達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站調(diào)研了達(dá)州市的20余個(gè)養(yǎng)殖面積在100畝(6.7 hm2)以內(nèi)的小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場,統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),噴水使用的自吸電泵多為以下三種自吸電泵產(chǎn)品,性能參數(shù)見表1。
DSU自吸電泵由鋁殼電機(jī)、鋁合金泵殼和葉輪組成,泵整體較為輕巧,在小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場廣泛使用,但存在的主要問題是:葉輪出口寬度小,容易堵塞;夏天需要的水量大,開大閥門時(shí)泵掉壓影響噴水效果。通過深入分析認(rèn)為,三種泵的設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)數(shù)ns分別為56.7、59、71,都屬于低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵,葉輪出口小容易堵塞,泵Q~H流量揚(yáng)程曲線成陡降趨勢,所以泵出口閥門一打開壓力快速下降。在不改變泵體的情況下,借用達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專利技術(shù)(一種自吸泵,ZL20112004352.X)對(duì)葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)成全開式結(jié)構(gòu),試制、測試并應(yīng)用。
2自吸電泵葉輪的改進(jìn)
2.1葉輪結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)
泵的比轉(zhuǎn)速計(jì)算公式為:ns=3.65nQ〖*〗H3/4,代入計(jì)算出三種泵的設(shè)計(jì)比轉(zhuǎn)數(shù)ns分別為56.7、59、71,屬于低比轉(zhuǎn)速離心泵范圍,可以按照高速部分流泵來設(shè)計(jì)葉輪結(jié)構(gòu)[1-4],葉輪為全開式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),無前后蓋板,無圓盤摩擦損失,確保了泵的水力效率較高,葉輪背面對(duì)泵體密封腔有泵吸作用,密封腔體壓力跟泵進(jìn)口壓力差不多,有利于降低密封壓力,延長密封的使用壽命,葉輪全開式結(jié)構(gòu)無堵塞。
2.2葉輪的主要水力計(jì)算
葉輪結(jié)構(gòu)圖見圖2,葉輪的主要水力尺寸計(jì)算按照高速部分流泵的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已經(jīng)有的實(shí)用新型專利技術(shù)(一種自吸泵,專利號(hào)ZL201120043452.X)的成功經(jīng)驗(yàn)來計(jì)算如下:
葉輪主要水力計(jì)算[1-5]:
葉輪外徑計(jì)算公式為:
葉輪進(jìn)口邊D0=40 mm,葉輪進(jìn)口邊D1=65 mm,葉輪軸孔為25 mm,葉輪輪轂D=45 mm,葉輪葉片厚度S=8 mm,葉輪中間半蓋板圓周為0.5D2,半蓋板厚度S=8 mm,葉片數(shù)Z一般取6~10枚,該葉輪取Z=8枚。
將三種自吸電泵的性能參數(shù)代入葉輪水力計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果羅列于表2。
將新設(shè)計(jì)的全開式葉輪制作完成后,裝進(jìn)原來泵體中試驗(yàn),實(shí)測設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)見表3。表3實(shí)測設(shè)計(jì)點(diǎn)性能參數(shù)
DSU-25自吸電泵的Q~H流量揚(yáng)程曲線與裝進(jìn)改制的全開式葉輪后的Q~H流量揚(yáng)程曲線對(duì)比見圖3(DSU-40自吸電泵、DSU-50自吸電泵的Q~H流量曲線對(duì)比圖因類似,在此省略掉)。
1.改進(jìn)后的流量揚(yáng)程曲線2.改進(jìn)前的流量揚(yáng)程曲線
從DSU-25自吸電泵裝進(jìn)改制的全開式葉輪后泵的Q~H流量曲線可見:改進(jìn)后在全流量范圍內(nèi)使用都?jí)毫愣ǎ倪M(jìn)前的流量揚(yáng)程曲線呈現(xiàn)下降趨勢,無穩(wěn)壓特點(diǎn),使用壓力范圍窄小且不穩(wěn)定。
4結(jié)束語
針對(duì)達(dá)州小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場噴水用自吸電泵葉輪出口小容易堵塞,泵Q~H流量揚(yáng)程曲線成陡降趨勢,泵出口閥門一打開壓力快速下降的問題,借用達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已有的恒壓自吸泵專利技術(shù)(一種自吸泵,ZL20112004352.X)對(duì)該泵的葉輪核心零件進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)成全開式結(jié)構(gòu),試制、測試并應(yīng)用,改進(jìn)后的自吸電泵葉輪不堵塞,泵具有變流穩(wěn)壓、開大閥門不掉壓的恒壓效果,泵壓力有所提高且高效,較好地滿足了小型水產(chǎn)養(yǎng)殖場夏天噴水量大也不掉壓的要求,助推了達(dá)州的產(chǎn)業(yè)扶貧和鄉(xiāng)村振興。
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(收稿日期:2019-11-21)
作者簡介:張?jiān)A(1965-),男,漢族,工學(xué)學(xué)士, 農(nóng)業(yè)工程推廣研究員,主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究與推廣應(yīng)用。E-mail:2670602844@qq.com。DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2020.02.014