自吸泵出口管高度对自吸性能的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)上海奥丰泵阀制造有限公司 作者:奥丰泵阀
  自吸泵的试验研究表明自吸时间与多种因素有关,除泵本身结构特点外进水管道的安装状况对自吸性能的影响很大,这已有一些研究报导提出,但出水管的安装状况对自吸影响,一般认为很小,而不予研究。

  本文是从解决实际工作中,发现在一定场合下,出口管道对自吸性能也会有影响,这研究结果会给泵设计,使用者带来帮助。

  在图1自吸泵上泵出水流道与出水孔直通,出水流道有一个窗孔与气水分离室相通,从叶轮出来的水顺着出水流道进入出水管,如果出水管比较长(1M以上)由于压力不够水不会流出,水从窗孔进入气水分离室,分离出的气,从窗孔进入出水管上升排出。如果出水管很短(图2)则水压可使水从出水管流失,泵内存水将减少。当减少到一定程度时,泵内循环存水不再减少,但这时存水就很少了。对于泵体出水流道与泵出水口分开,中问有一个宽大的气水分离室的自吸泵泵体如图3b。叶轮出来的水不直接对准出口,水压不足时.水就不易出来,观察这类结构的自吸泵,可以看到在自吸时水在泵体上方形成一个大旋涡,不容易溢出来,这种结构的出水管对自吸存水影响不大a。

存水量对自吸能力的影响

  自吸泵自吸时由叶轮形成气水混合层,如果存水太少,气水混台层就很薄、抽气量就少,存水极少时,不能有效隔离进出口腔,甚至相通,进口真空度遭破坏。图4是不同的存水量时泵进口真空度的试验结果。从试验可知,泵存水小于162时,泵不能连续抽气,存水21时真空表稳定开始连续抽气,存水再增加,真空度也增加。存永加到一定数值后.真空度不再增加。这种规律对于各种自吸离心泵都一样,但其数值各异。

  图5是4TC-80泵存水自吸真空度试验结果。4TC-80流量:7.8升/秒,泵体存水的容积为13升,经工厂试验,达到足够存水量的要求。但是这13L是静止时加入泵体的存水.在使用中发现,当4TC-80的出水段只有0.3m高时,自吸时水会冲出来,停机检查存水面下降l40mm,存水减少72,这从图5可以看到,62的动态存水自吸能力是极低的,实际不能自吸上水。

  在这种情况下,自吸时水易冲出来的泵结构.必须加高出水段,使之能容下泵体涌出来的自吸循环水,不减少自吸存水4TC-80泵的出水段加高至0.9m自吸能力就达到8m。

图3

最小出水安装高度的探讨

  从上述分析可以得到如下结论,泵出水流遭与出口相通的结构(图3a)。泵效率高,但存水极易冲出,一定要配足够高的出水管,否则盯能造成自吸性能严重下降。泵出水流道与出口隔开,并出水方向转弯,不对正出口的结构(图3b)。泵体内旋涡大,泵体内水利损失大但泵水内存水不易冲出泵外,气水分离效果好,泵自吸性能好,并且不受出水管安装高低的影响,泵出水流道与出口隔开两个口对正的结构(图3C)。自吸存水也会冲出泵外,泵自吸性能也受出水管安装高度的影响,影响程度小于图3a的结构。

图4

  那未,对于图3a这类的白吸泵,垂直段出水管要多高才保证存水足够呢?

  理论上讲,出水管的容积理论最大值等于泵体容积,实际上图3a的结构自吸时,泵体气水分离腔、叶轮腔内都有一些水在循环,只有一部分水进入出水管内,再从出水流遭窗孔流进气水分离室。所以实际的出水管容积小于泵体容积即可,而出水管的高度将由涌上高度所决定a这涌上高度与泵结构有关,即一定量的循环水量需要一定高度的静压失使出水管的水从窗孔流回来。主要的影响因素是窗孔的面积、下部回流孔面积,叶轮宽度和叶轮线速度等。如果窗孔很小,这个高度就要高些,如果出水管粗大,这水的容积就大,如果窗孔和回流孔都小,涌上高度就高,反之就低,叶轮宽度大,线速度大,这涌上高度也就大。

  具体涌上高度可以用试验方法来确定,方法是把出口装一个高的出水管(1.2m左右),把泵体灌满水,泵进口封死,开机自吸抽气,看水在管内冲上多高,这个高良就是涌上高度。这个高度亦可称之最小出水安装高度,自吸性能有影响。

  泵出口与泵体流道不相通且流线转弯的自吸泵,出水高度对白吸性能~般无影响。

  泵出口与泵体流遭相通的白吸泵,出水管安装要大于最小出水安装高良。

  最小出水安装高度与泵体流道窗孔大小,回水孔大小、叶轮宽度,叶轮线速等有关。可以通过试验得到自吸最大涌上高度来确定是小出水安装高度。

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