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KNOLL离心泵(beng)结构与工作(zuo)原理(li)
图2-1为单级单吸(xi)(xi)式KNOLL离(li)心(xin)泵(beng)总体结(jie)构简图。从图中可以看出(chu)，KNOLL离(li)心(xin)泵(beng)包括蜗壳形的(de)泵(beng)壳8和装于泵(beng)轴7上旋(xuan)转的(de)叶轮(lun)3，蜗形泵(beng)壳的(de)吸(xi)(xi)液(ye)口与(yu)吸(xi)(xi)液(ye)管4相连接，排液(ye)口通过阀门2与(yu)排液(ye)管1相连接。
KNOLL离(li)心(xin)泵(beng)的叶轮(lun)一般是(shi)由(you)两个圆(yuan)(yuan)形盖(gai)(gai)板(ban)组(zu)成，盖(gai)(gai)板(ban)之间(jian)有(you)(you)若干片(pian)(pian)弯曲的叶片(pian)(pian)，叶片(pian)(pian)之间(jian)的槽(cao)道(dao)为液(ye)体的流道(dao)，如图2-2所(suo)示。叶轮(lun)前盖(gai)(gai)板(ban)中心(xin)位(wei)置有(you)(you)一个圆(yuan)(yuan)孔，即叶轮(lun)的进液(ye)口(kou)，它装在泵(beng)壳的吸液(ye)口(kou)内，与离(li)心(xin)泵(beng)吸液(ye)管相通。
KNOLL离心(xin)泵在(zai)启动(dong)之前，先用液(ye)(ye)(ye)体灌满(man)泵壳(qiao)和(he)吸液(ye)(ye)(ye)管(guan)(guan)道，然(ran)后启动(dong)电机，使(shi)叶(ye)轮和(he)液(ye)(ye)(ye)体作高速(su)旋转运动(dong)，液(ye)(ye)(ye)体受到离心(xin)力作用被甩出叶(ye)轮，经蜗形泵壳(qiao)中(zhong)的(de)(de)流道而进入离心(xin)泵的(de)(de)出口管(guan)(guan)道，再排入管(guan)(guan)网中(zhong)。
与此(ci)(ci)同时(shi)，离(li)心泵叶(ye)轮中心处由于液(ye)体(ti)被甩出(chu)而形成真空区，吸(xi)液(ye)池(chi)中的(de)液(ye)体(ti)便在内(nei)外压差作(zuo)用下，沿吸(xi)液(ye)管连续(xu)进入叶(ye)轮吸(xi)液(ye)口(kou)，又受到(dao)高速转动叶(ye)轮的(de)作(zuo)用，液(ye)体(ti)被甩出(chu)叶(ye)轮而汇入出(chu)口(kou)管道，如此(ci)(ci)循环，就实现了离(li)心泵连续(xu)输送液(ye)体(ti)的(de)目的(de)。
KNOLL离心(xin)泵的(de)工作过(guo)程实(shi)际上是(shi)一个能(neng)(neng)量(liang)(liang)传递(di)和(he)转化的(de)过(guo)程，它(ta)把电动(dong)(dong)机(ji)高速(su)旋转的(de)机(ji)械能(neng)(neng)转化为被输(shu)送(song)液体(ti)的(de)动(dong)(dong)能(neng)(neng)、位能(neng)(neng)和(he)压(ya)力能(neng)(neng)。在这个传递(di)和(he)转化过(guo)程中(zhong)，伴随着许多能(neng)(neng)量(liang)(liang)损(sun)失，这种能(neng)(neng)量(liang)(liang)损(sun)失越(yue)大，离心(xin)泵的(de)性(xing)能(neng)(neng)就(jiu)越(yue)差，工作效(xiao)率(lv)就(jiu)越(yue)低。
离(li)心(xin)(xin)泵(beng)(beng)(beng)的工作(zuo)原理与后面讲到的容积泵(beng)(beng)(beng)完全不同(tong)。容积泵(beng)(beng)(beng)是靠工作(zuo)容积由大变小将液体强行排挤出去，而离(li)心(xin)(xin)泵(beng)(beng)(beng)是靠离(li)心(xin)(xin)力将液体从叶轮(lun)中(zhong)抛出去。离(li)心(xin)(xin)泵(beng)(beng)(beng)的流量和扬程(cheng)之间有相互对应的关系(xi)，因此可以用安装在泵(beng)(beng)(beng)出液管路上的阀门(men)来调节(jie)流量。
但(dan)是对于容积泵，一般是不(bu)允(yun)许(xu)用这种方法来(lai)调节流(liu)量，关小排(pai)(pai)液管路上(shang)(shang)的(de)阀门(men)，不(bu)仅起不(bu)到(dao)调节流(liu)量的(de)作用，反而会(hui)使泵因排(pai)(pai)压过大而发生事故。但(dan)在离心泵工作过程中，即使完全关死排(pai)(pai)液管路上(shang)(shang)的(de)阀门(men)，在短时间(jian)内一般也不(bu)会(hui)引(yin)起事故。
KNOLL轴(zhou)流泵的(de)原理(li)和结构
KNOLL轴(zhou)(zhou)流(liu)(liu)泵(beng)是一种低扬程、大流(liu)(liu)量(liang)的(de)(de)叶(ye)(ye)片(pian)式泵(beng)。图2-62所示为轴(zhou)(zhou)流(liu)(liu)泵(beng)的(de)(de)一般(ban)结构，其(qi)过流(liu)(liu)部分由吸(xi)(xi)入管1.、叶(ye)(ye)轮2、导(dao)叶(ye)(ye)3、弯(wan)管4和排(pai)出(chu)管5组(zu)成。当(dang)轴(zhou)(zhou)流(liu)(liu)泵(beng)工作时，液(ye)体沿吸(xi)(xi)入管进入叶(ye)(ye)轮并获得能(neng)量(liang)，然后通过导(dao)叶(ye)(ye)和弯(wan)管排(pai)出(chu)。轴(zhou)(zhou)流(liu)(liu)泵(beng)是利(li)用叶(ye)(ye)片(pian)对(dui)绕流(liu)(liu)液(ye)体产(chan)生升力而(er)输出(chu)液(ye)体的(de)(de)。
根据(ju)叶(ye)轮上叶(ye)片的(de)安置角度是否(fou)可调，KNOLL轴流(liu)泵(beng)(beng)分为固(gu)定叶(ye)片轴流(liu)泵(beng)(beng)和(he)可调叶(ye)片轴流(liu)泵(beng)(beng)两类(lei)。轴流(liu)泵(beng)(beng)的(de)工(gong)作特(te)点是流(liu)量大，单级扬程低。可用作热电站(zhan)中(zhong)的(de)循(xun)环水泵(beng)(beng)、油田用供水泵(beng)(beng)或化工(gong)行业的(de)蒸发循(xun)环泵(beng)(beng)。
为了提高泵(beng)(beng)的(de)扬程，KNOLL轴(zhou)(zhou)流(liu)泵(beng)(beng)可以(yi)做成多级(ji)。多级(ji)轴(zhou)(zhou)流(liu)泵(beng)(beng)可以(yi)用作(zuo)油田钻井泥浆泵(beng)(beng)，大大减轻泵(beng)(beng)重，显著(zhu)改善工作(zuo)性能。此(ci)外，轴(zhou)(zhou)流(liu)涡轮无杆抽(chou)油机就是利用了多级(ji)轴(zhou)(zhou)流(liu)泵(beng)(beng)的(de)工作(zuo)原理开发的(de)采油设备。
与离心泵(beng)相(xiang)比(bi)，轴流(liu)泵(beng)优点(dian)是(shi)外形(xing)尺寸小、占地面积小、结(jie)构较简单、重量轻、制造成本低(di)及可(ke)调叶(ye)片式轴流(liu)泵(beng)扩大了(le)高效工作区等(deng);缺(que)点(dian)是(shi)吸入高度小，由于低(di)汽蚀性能，一(yi)般轴流(liu)泵(beng)的工作叶(ye)轮装在被输送(song)液体的低(di)液面以(yi)(yi)下，以(yi)(yi)便在叶(ye)轮进(jin)口(kou)处(chu)造成一(yi)定(ding)的灌(guan)注压(ya)力。
KNOLL旋涡(wo)泵的结构和工(gong)作原(yuan)理(li)
KNOLL旋(xuan)(xuan)涡(wo)(wo)泵(beng)(beng)是一种小流量(liang)(liang)(liang)、高扬(yang)程的(de)叶片(pian)泵(beng)(beng)。流量(liang)(liang)(liang)最小的(de)旋(xuan)(xuan)涡(wo)(wo)泵(beng)(beng)输(shu)送(song)(song)流量(liang)(liang)(liang)为0.05L/s，流量(liang)(liang)(liang)大的(de)旋(xuan)(xuan)涡(wo)(wo)泵(beng)(beng)输(shu)送(song)(song)流量(liang)(liang)(liang)可达12.5L/s。单级旋(xuan)(xuan)涡(wo)(wo)泵(beng)(beng)输(shu)送(song)(song)清水扬(yang)程可达300m。
旋涡泵(beng)(beng)的(de)(de)结构主(zhu)要(yao)包括叶轮(lun)(外(wai)缘上(shang)带有径(jing)向叶片(pian)的(de)(de)圆盘)、泵(beng)(beng)体(ti)、泵(beng)(beng)盖(gai)以及由(you)泵(beng)(beng)盖(gai)、泵(beng)(beng)体(ti)和(he)叶轮(lun)组成的(de)(de)环形流道，如图2-66所示(shi)。
液(ye)体由吸入管(guan)进入流(liu)道(dao)，并经过旋转的叶(ye)轮获(huo)得能量，再被输送到排出管(guan)。当旋涡泵的叶(ye)轮旋转时，液(ye)体按(an)叶(ye)轮的转动方向沿环形流(liu)道(dao)流(liu)动。
进(jin)入叶(ye)轮叶(ye)片间的(de)(de)液(ye)体在叶(ye)片的(de)(de)推动下(xia)与(yu)叶(ye)轮一起运(yun)动，其(qi)圆(yuan)周分速度可(ke)以认为与(yu)叶(ye)轮的(de)(de)圆(yuan)周速度相(xiang)等(deng)。此时液(ye)体质(zhi)点产(chan)生的(de)(de)离心力大小与(yu)圆(yuan)周速度的(de)(de)平(ping)方成(cheng)正比。
由于叶片间(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液体与(yu)环(huan)(huan)形(xing)流道(dao)内的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液体的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圆周速(su)度不同，这(zhei)样就在轴(zhou)面(mian)内形(xing)成了如图2-67所示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)环(huan)(huan)形(xing)运动(dong)。液体的(de)(de)(de)(de)(de)(de)环(huan)(huan)形(xing)流动(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)向(xiang)量方向(xiang)垂直(zhi)于轴(zhou)面(mian)，指向(xiang)沿流道(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圆周纵长(zhang)方向(xiang)，这(zhei)一环(huan)(huan)形(xing)运动(dong)称为(wei)纵向(xiang)旋涡。
液体质点从叶(ye)轮(lun)叶(ye)片间(jian)流(liu)(liu)出后进入环形流(liu)(liu)道(dao)中，将一部分动(dong)量(liang)传(chuan)给流(liu)(liu)道(dao)中的液流(liu)(liu)，这样(yang)就(jiu)给液体一个顺着叶(ye)轮(lun)旋转方(fang)向的冲量(liang)。同时，有(you)一部分能量(liang)较低的液体又进入叶(ye)轮(lun)。
在环(huan)形流道中的液体依靠纵向旋涡(wo)，每经(jing)过(guo)一(yi)次(ci)叶轮，就(jiu)得(de)到一(yi)次(ci)能量，这就(jiu)是旋涡(wo)泵(beng)的扬程高于一(yi)般叶片泵(beng)的原因。纵向旋涡(wo)的存在是旋涡(wo)泵(beng)区别(bie)于其他(ta)类型叶片泵(beng)工(gong)作过(guo)程的一(yi)个重要特(te)点。
除纵向(xiang)(xiang)旋涡(wo)(wo)外，在叶(ye)轮叶(ye)片(pian)的(de)进(jin)口边(bian)，由于液流的(de)冲(chong)角(jiao)很(hen)大，使液体产(chan)生脱(tuo)流，脱(tuo)离叶(ye)片(pian)表面和形成旋涡(wo)(wo)。这种旋涡(wo)(wo)的(de)向(xiang)(xiang)量方(fang)向(xiang)(xiang)与(yu)叶(ye)片(pian)的(de)进(jin)口边(bian)是(shi)平行(xing)的(de)，即与(yu)叶(ye)片(pian)径(jing)向(xiang)(xiang)方(fang)向(xiang)(xiang)相平行(xing)，所(suo)以称(cheng)为(wei)径(jing)向(xiang)(xiang)旋涡(wo)(wo)。
在一般旋(xuan)涡(wo)(wo)泵中，当泵的(de)(de)工况(kuang)为这种情(qing)形时，径向(xiang)旋(xuan)涡(wo)(wo)传递能(neng)量作用(yong)小，可以忽略不计。纵(zong)向(xiang)旋(xuan)涡(wo)(wo)的(de)(de)大小直接与(yu)环形流(liu)道内液(ye)体的(de)(de)速度有(you)关，也(ye)就是(shi)与(yu)流(liu)量有(you)关。随(sui)着流(liu)量的(de)(de)增(zeng)加，纵(zong)向(xiang)旋(xuan)涡(wo)(wo)减小。
当环形流道(dao)内液体的速(su)度接近于(yu)叶(ye)轮的圆周速(su)度时，由于(yu)流道(dao)内和叶(ye)轮叶(ye)片间液体的离心力相同，不会(hui)产生纵向(xiang)旋涡(wo)。
而(er)当流(liu)量(liang)越(yue)(yue)(yue)小(xiao)，则液体在叶轮内的圆周速度和在环形流(liu)道内的圆周速度相差(cha)(cha)越(yue)(yue)(yue)大，离心力相差(cha)(cha)也越(yue)(yue)(yue)大，纵(zong)向旋(xuan)涡也随之变大，压(ya)头也越(yue)(yue)(yue)高。图2-68和图2-69为旋(xuan)涡泵性能曲线及(ji)其实例。由两(liang)图可(ke)见，流(liu)量(liang)减小(xiao)时，压(ya)头就(jiu)增(zeng)加。
KNOLL旋涡泵和其他类型泵相比，KNOLL旋涡泵的优点是结构简单，制造方便，体积小，重量轻，扬程高，比同尺寸、同转速的KNOLL离(li)心泵(beng)要高(gao)2~4倍，陡(dou)降式H-Q性(xing)能曲线，对系统中压力(li)(li)波动(dong)不(bu)敏感(gan)，有自吸能力(li)(li)，或借助于简单(dan)装置来实现(xian)自吸，某些旋涡泵(beng)可(ke)实现(xian)气(qi)液混输(shu)。缺点是：效率较(jiao)低，最高(gao)不(bu)超过50%，大(da)多数在20%~40%;汽蚀性(xing)能较(jiao)差，适合抽送纯净的液体介(jie)质，黏(nian)度不(bu)能太大(da)。
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