齿轮泵的“压力脉动”和涡旋液体泵运行时“压力脉动”

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)真空技术论坛 作者:坛友

  国内有两本著作谈到了涡旋液泵的“压力脉动”问题。认为它的脉动和齿轮泵的脉动相似,是发生在月牙形空间闭合前后的两个脉动构成。因此可以用“挖凹槽”的办法解决  (参阅回转式压缩机与泵(熊则男)倒数第一小节 的内容)。但是相关的实验证明::用这个方法不能起到作用。压力脉动引起的震动没有减弱。

  因为没有有效的解决“压力脉动”问题,为了提高的转速,不得不用加大轴向间隙的方法提高泵的转速,同时使泵的内泄漏增加。泵的转速达到了900r/min。被用作“稠油泵”。泵转速的过低,使它的应用受到了限制。

  基于涡旋压缩机出现“封闭月牙形空间”后,容积按定速减小的原理,认为涡旋液体泵的封闭瞬间理应出现一个单峰型“压力脉动”。逆向运转的涡旋液泵应当出现绝对值相等的“负压力脉动”。

  如果两个相反的涡旋同步运行,并连通“封闭月牙形空间”,脉动的主峰应能相互“抵消”。“压力脉动”的影响消失,泵转速可以提高而不需加大泄漏。同时可以把本来呈“锯齿波”状的流量脉动变为平稳的流量输出。这就是涡旋式机械在液体输送方面的必经之路。原理性试验样机的泵转速已经到到2500r/min 。小流量涡旋液体泵的理论计算转速可以超过3000r/min。附图是原理示意图。

坛友讨论:

  1、woxuanbeng:凡是“脉动”它的前后沿是可以不同的,涡旋液体泵的“压力脉动”也如此。所以虽然脉动的主峰可以抵消,而前后沿不能完全抵消,达到一定转速时仍有可能引起机器的震动。进一步消除“剩余压力脉动”的方法也是值得研究的问题。如果涡旋液体泵的研究能因引起大家的兴趣。请发帖讨论。我将进一步奉上我的研究结果,无人回帖讨论就此为止。请各位见谅。

  2、woxuanbeng:涡旋真空泵输送的介质是气体。不能用来输送液体,否则将会损坏。“WXY-60油泵”可以输送液体,它的涡旋圈数为1.5圈。仍然有“压力脉动”出现,转速低时不明显,可以用来输送稠油,转速<900r/min。我的设计不同之处是:两对涡旋的渐开线方向不同,排液方向不同,准封闭空间出现相反的压力脉动。图中中上部的管道表示液流的方向,有这个通道,双方的压力脉动可以抵消。所以转速可以提高。实验转速已经达到2600r/min 。理论设计应考虑能达到的最高转速,当然是越高越好。一般应用以电机转速范围为准,所以设计转速为3000r/min 。实际应用中应根据液体的黏度,所适用的经济流速设计转速。 涡旋液体泵用在:要求输出流量稳定无波动,压力中等,流量4--100立方米/小时。涡旋液体泵是精确自控液压系统的优秀液压泵。

  3、ph1234:根据西安交大的实验数据,输出压力约1.2MPa。压力与涡旋圈数无关但必须大于1.5周,而与配合精度及结构所能承受的力有关。随着技术的进步,输出压力仍有提高的余地。

  4、yzhug:这种泵还是第一次见,长见识了。看原理是容积泵,通过定叶片和动叶片配合形成一个空腔,通过空腔的容积变化来吸入和压出,但是注意观察会发现运转过程中回出现短暂的两个空腔的情况,也就是从空腔体积上限到下限的突然转变时,正好就是发生压力脉动的时间。解决方法一时俺也想不出。

  5、woxuanbeng:你观察和分析的正确!有两种“脉动”在同一个转角附近发生。一个是:流量会在瞬间变化约50%,会造成“液击”。另一个是:由于空间在瞬间封闭,且仍旧在变化。会出现“困油”。要解决问题,必须先了解问题,分析它们的具体情况才能寻找到“登上珠穆朗玛峰”的路径。一起来研究吧。

  6、gaoyong:单个涡旋的转速必定低于500r/min,而且要有一定的“内泄漏”。恰好是双侧异向涡旋能解决转速低的问题,这里的“奥妙”会在以后逐步揭晓。请继续参与讨论,大家都会有收获的!  20%氢氧化钠,对金属的腐蚀要考虑;含气体10%--90%没问题;流量30,扬程60m。泵外径约300mm.长度约180mm.(设计计算结果,尚无实际产品,请谅解。)

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