一、无轴潜水电泵
1.无轴潜水电泵
无轴潜水电泵像个大直径的电动机,环形转子和泵叶轮合为一体,环形转子里面是叶轮。定子线圈通电,转子和叶轮随之转动,液体从进口流向出口,完成泵送作用。
图1无轴潜水电泵结构示意图
扭矩靠转子本身传递,而不是传动轴。轮毂内芯轴卡住不动,只起支撑作用,故称无轴电泵。液体从泵转动部向定子线圈侧泄漏,所以用湿式定子,即潜水式的。综合起来就是无轴潜水电泵。
无轴潜水电泵如装的是轴流式叶轮,液体从进口到出口直线通过,又称无轴潜水贯流泵(全贯流泵)。叶轮可以是轴流式叶轮,也可以是混流式叶轮和离心式叶轮。叶轮后面可以装导叶,也可以装涡室。装混流式叶轮称为无轴潜水混流式(电)泵。
无轴潜水电泵是湿式定子,绕线外包塑料套,电机效率有所下降(约5%),转子在液体中转动增加了摩擦损失也使效率降低。另外过水流道简化(直且短)可提高泵的水力效率。总的效率如何有待进一步验证,如果下降不多可在较大的泵中推广。前不久合肥恒大江海做了mm口径的无轴潜水贯流泵,用南水北调同台测试7号模型。该泵是目前最大级的。
无轴潜水电泵问世已久,本人80年代在无锡洛社水渠中见过此种泵,当时开机就出水。后来把该泵的结构图收收录在年出版的《现代泵技术手册》中。据说是邓总(原合肥电机厂总工)和当时无锡水泵厂的工程师们开发的。
2.无轴潜水闸门泵
叫闸门泵,人们不知道是哪种泵,应称为无轴潜水(电动)闸门泵。这种泵适合闸门用泵。
本团队正在和天津普友机电设备股份有限公司合作开发制造无轴潜水闸门泵。普友是生产大型矿潜电机和各种海洋潜水电泵的厂家,有开发特种电机实力,与本团队合作近20年,结下深厚友谊。另外,本团队有18种轴流(含双向泵)和混流泵天津同台测试的优秀模型,每个模型有5条曲线可供选择,能保证设计的泵在高效点运行,且运行平稳,不会产生振动。
山东某工程用泵参数:流量:m3/h,扬程2.2m,转速:r/min,电机功率:40kW。
图2选型曲线
3.双向无轴潜水电泵有的工程需要双向送水,同一台泵从泵进口向出口方向送水和从出口方向向进口方向送水。实现双向送水目前有以下途径:
1)普通的单向泵(小型)出口设两个方向的管道用阀门调控;
2)大型单向泵用X形流道,即双层流道装置,一层是直向来流流道。二层是左右双向流道用门槽来调控。这种方法泵装置的效率较高,和单向泵差不多,但水工复杂。
3)双向泵,这种泵的叶型进出口部分做成S型或用对称叶型。正向运行(向电机方向流动)效率和单向泵相比效率约下降5%;反向运行(从电机方向流向泵进口),由于来流方向的影响,效率和正向相比下降约6%,总之效率不高。扬程越高双向泵效率越低,可以说双向泵不适合做高扬程泵。
双向无轴潜水电泵。非常适合做成低扬程双向泵,和普通泵相比没有电机灯泡体的影响,使用对称叶型,正反向的效率相同。改变电机旋转方向,即可完成双向供水,省去掉头安装等复杂的工序。
图3双向无轴潜水电泵示意图
同台测试中的9号模型是双向泵模型,泵段效率76.29%,做成无轴潜水贯流泵,效率有望达到72%已上。有需要者我们合作研究。
4.喷水推进泵
像喷气式飞机,利用泵有压水流的反作用力推动船舰航行,由于有结构简单、操纵方便、快速、性能稳定、适应性强等优点,已在各种民用*用船舰艇,包括核潜艇上应用,有取代螺旋桨的趋势。
喷水推进泵除汽蚀、噪声等方面有较高要求外,与轴流泵和导叶式混流泵没有大的差别。
图4喷水推进泵
用潜水泵作喷水推进泵是值得考虑的,因为省去长的传动轴,水可以直向进入,电机装在泵内能减小噪声,可以增加淹深,改善汽蚀性能。
5.无轴泵喷
无轴泵喷是武汉海*工程大学马伟明院士发明的。据说该技术已在核潜艇上应用,超过美国10到20年。马院士为此获国家最高科技奖,成为国宝级专家。无轴泵喷是什么样泵,查无实质性报导。现把收集到的图片展示出供大家欣赏和分析研究。
图5无轴泵喷
看来无轴泵喷和无轴潜水贯流泵有相似之处。因为马院士是电磁方面专家,这方面必有超人之处。螺旋桨叶片(轴流叶片)中心处悬空(无轮毂),这和我们所述无轴潜水电泵(外有环形转子内有轮毂)明显不同。
据文献报导,美国、俄罗斯也在开发无轴泵喷。外形和无轴潜水电泵很像。
图6美海*核潜艇无轴泵喷艇尾结构布置示意图
本人主持研究的模型在南水北调一期工程的大部分泵上得到应用,在新建的大中型泵站的大部分泵上得到应用,预计在南水北调二期工程的大部分泵上也能得到应用。实现了通用机械杂志专访所说的话:能为南水北调工程做点力所能及的工作是我有生最大的愿望。现在的愿望是:能与天津普友合作开发出无轴潜水电泵,用在小型、民用、喷水推进泵等方面。欢迎合作方。
以上个人云云,供讨论。不当之处请指正。
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