單作用水環(huán)泵的工作原理和工作階段
發(fā)布時(shí)間:2015年08月28日 09:16 閱讀:5665
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澤德
水環(huán)泵分為單作用水環(huán)泵和雙作用水環(huán)泵,單作用水環(huán)泵比較常見(jiàn),其主要由葉輪、側(cè)蓋和泵體組成。
水環(huán)泵的葉輪偏心安裝,其上裝有前彎葉片或者徑向葉片。側(cè)蓋上開(kāi)設(shè)吸排口,吸入口較大,排出口較小。
1.工作原理
水環(huán)泵能夠工作的必要條件是泵內(nèi)充有一定數(shù)量的工作水,向泵內(nèi)充水后,當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí),液體被帶動(dòng)而構(gòu)成緊貼泵體的與泵體同心的水環(huán)。水環(huán)內(nèi)表面與葉輪輪轂表面及兩側(cè)蓋端面之間形成一個(gè)月牙形的工作空間。該空間被葉片分割成若干個(gè)互不相通的腔室。這些腔室的容積隨著葉輪的回轉(zhuǎn),將會(huì)周期性的變大和變小。顯然腔室容積變大時(shí)將吸人流體,腔體容積變小時(shí)將會(huì)擠壓和排出流體。吸入、擠壓和排出三個(gè)工作階段便組成了一個(gè)工做循環(huán)。
2.水環(huán)泵的工作階段
(1)吸入過(guò)程:當(dāng)葉間轉(zhuǎn)過(guò)右半轉(zhuǎn)時(shí),由于葉片外端與偏心的泵殼間的距離增加,葉間的工作液體就會(huì)被甩出,使葉間腔室的容積逐漸增大,氣體(或被輸送液體)便通過(guò)側(cè)面的吸人口被吸人。
(2)擠壓過(guò)程:當(dāng)葉間轉(zhuǎn)過(guò)吸入口開(kāi)始進(jìn)入左半轉(zhuǎn)時(shí),由于泵殼與葉片外端的距離逐漸縮小,葉輪外高速流動(dòng)的工作液流便會(huì)擠人葉間。當(dāng)葉間尚未與排出口相通時(shí),其中的氣體便受到壓縮。若輸送液體時(shí),則其中的被輸送液體就會(huì)被擠壓,因液體不可壓縮,故被吸液體便被擠入水環(huán),被旋轉(zhuǎn)的水流從排出口擠出。顯然當(dāng)輸送液體時(shí),工作液體和被吸液體必須是同種液體,工作中工作液體與被吸液體不斷相互置換,水環(huán)是紊亂的,水力效率極低,工作效率小于20%,故在船上很少用水環(huán)泵來(lái)輸送液體。
(3)排出過(guò)程:當(dāng)葉間轉(zhuǎn)到與排出口相通時(shí),葉間腔室中的壓力會(huì)在瞬間與排出壓力相平衡,在葉輪隨后的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,由于葉外的液體不斷擠入葉間,將氣體(或液體)排出。
水環(huán)泵是靠工作腔室的容積變化來(lái)產(chǎn)生吸排,與葉片泵的工作原理相似,但兩者卻有著重要的差別。水環(huán)泵中的定子是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)水環(huán)構(gòu)成的,而這個(gè)水環(huán)是由葉輪給予工作水的動(dòng)能所形成的。水環(huán)中的液體在右半轉(zhuǎn)中是靠葉輪帶動(dòng)其回轉(zhuǎn)而獲得了一定的能量,并被甩到葉外的流道中;而在其進(jìn)入左半轉(zhuǎn)后,也就只能憑借其已獲得的動(dòng)能擠入葉間,壓縮氣體。這樣,葉輪外的液體流速必然會(huì)隨著壓力的增加而降低。當(dāng)排出壓力升高到一定的數(shù)值時(shí),葉輪外液體的速度也就會(huì)降到很低,從而不能進(jìn)入葉間去壓縮氣體。水環(huán)泵中的氣體在壓縮階段壓力能的增加,完全是靠工作水獲自葉輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)換而來(lái)的。因此,水環(huán)泵的排出壓力不會(huì)像其他容積式泵那樣會(huì)隨排出負(fù)荷增加而不斷增加到危險(xiǎn)的程度,水環(huán)泵的最高工作壓力(排出閥全關(guān)時(shí)的壓力)有限。
水環(huán)泵也可像葉片泵那樣做成雙作用式,以增加流量,并使作用在葉輪上的徑向力得以平衡。
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