旋涡式屏蔽泵的设计及试验研究

作者：匿名　来源：本站原创　发布：2015年1月4日　修改：2015年1月4日　所属分类：行业新闻　访问统计：1797

　旋涡式屏蔽泵的设计及试验研究陈世亮1，邓菊香2，易书翔3，孙伟4，刘业玉1，董为勇（ 11合肥通用机械研究院，安徽合肥230031 21安徽省化工设计院，安徽合肥230009 31仪征化纤股份有限公司，江苏仪征200 41山东海科化工有限公司，山东潍坊261000）并将一些重要参数对泵性能的影响做了探索。结果表明，该泵设计方法合理，运行平稳，工作可靠。

　　旋涡泵屏蔽泵设计结构试验1前言旋涡泵具有小流量高扬程的特点，屏蔽泵具有绝对无泄露、维护方便等优点。在一些特殊的应用场合，既要求性能上小流量高扬程，又要求绝对无泄露，此时采用旋涡式屏蔽泵就是一种必然的选择。本文以PLW 8型旋涡式屏蔽泵为例，介绍该类型泵的设计研制情况。

　　2技术参数及水力设计PLW8型旋涡式屏蔽泵的主要技术参数见表屏蔽电机工作时，定子绕组的电流损失、铁心能量损失以及屏蔽套的涡流损失等产生的热量必须由循环冷却液体带走，以保证定子绕组的温度低于绝缘等级的要求。同时，支承转子的径向导轴承和限制轴向窜动、承受轴向力的推力轴承也要在必要的冷却润滑条件下才能正常工作总体设计考虑，屏蔽电机的轴承和屏蔽套由输送介质冷却及润滑，则需要一定的循环量，按相关的屏蔽电机标准及经验样设计流量Q取0. 75m / h.则该泵的比转速为：参数值流量（m扬程（m）工作介质65乙二醇 35水，常温流体机械Q ）））设计流量， m（1）叶轮直径D采用闭式叶轮，则叶轮直径：考虑到旋涡泵对加工精度和装配的高要求，为确保泵的性能，取D（2）流道端面面积A流道内平均速度：式中K）））流道内速度系数，取K旋涡泵容积效率取G = 70，则流道断面面在该泵试验时，特别对流道面积为A =时对泵性能的影响做了对比。结果表明，在其它条件不变下，在A = 35mm时，设计扬程下的流量为0. 35m时，设计扬程下的流量为0. 6m / h，但功率超载。

　　其它相关水力计算参考文献 ，在此不作说明。最终的流道及叶轮的主要尺寸如图1所示。

　　3结构设计PLW8型旋涡式屏蔽泵结构如图2所示。其主要由泵体叶轮、下轴承座、推力盘、石墨环等组成，泵与电机直联。从泵的出口引入高压介质至电机后轴承，通过内外转子间的间隙进入前部轴承，最后经由下轴承座的两个工艺孔回流到蜗室进口区域，从而实现对轴承的润滑和冷却循环。

　　旋涡式屏蔽泵叶轮表面喷涂斯太利硬质合金，且浮动装于两个石墨环中间，因此有效地提高了使用寿命。由于旋涡式屏蔽泵的性能主要是靠间隙来保证，因此减少磨损也就保证了泵性能的稳定。

　　4试验结果所研制的PLW8型旋涡式屏蔽泵在国家船检局船用通用机械产品验证试验中心进行了测试，性能曲线如图3所示。

　　控制参数（1）电加热器启/停控制：包括曲轴箱电加热器和蒸发器电加热器两部分。压缩机曲轴箱上配有电加热器，可防止压缩机停止运行时液体制冷剂为油所吸收，电加热器必须用夹子夹紧，以免后移，暴露在空气中烧毁。电加热器通过压缩机接触器的常闭触头连到V控制电源上，只有压缩机不运行时才通电。曲轴箱电加热器要通电24h后才能启动压缩机。蒸发器电加热器主要用于在冬季风冷式热泵机组还未运行时蒸发器电加热器接通工作，以保护蒸发器免受冻损坏。

　　（2）卸载阀启/停控制：风冷式热泵机组采用多缸半封闭压缩机，能够迅速有效地对制冷或制热的负载变化作出反应，来实现冷量或热量控制。

　　它是一个有级控制的调节过程，通过控制卸载阀的启/停，来控制压缩机气缸上载/卸载，使冷量/热量控制与负载变化相符。既可节省能量，又能减少室内温度的波动，使人感觉更舒适。

　　（ 3）换向阀启/停控制：通过换向阀的启/停来实现制冷或制热的模式转换（具体过程见2. 2 ）。

　　（ 4）卸载阀启/停控制、1室外风机启/停控制控制和压缩机启/停控制的具体过程见2. 2.

　　控制系统的联锁保护控制系统根据工艺要求采取了各种联锁保护措施，具有完备的自动报警功能。

　　2. 3. 1防冻保护在制冷状态下，当出水温度[ 2 e时，中间继间继电器KT1、KT3失电，压缩机停机在此之后，当出水温度 5 e时，通过复位开关才能重新开机。

　　2. 3. 2高温保护在制热状态下，当出水温度60 e时，中间继间继电器KT1、KT3失电，压缩机停机在此之后，当出水温度 55 e时，通过复位开关才能重新开机。

　　2. 3. 3压缩机联锁动作保护断开模拟水流量开关QK1的连接线，联锁继继电器KT1、KT3，换向阀YV2和卸载电磁阀YV1同时失电，压缩机停机断开模拟排气温度开关TK1的连接线，联锁继电器K6失电，接触器KM1、YV2和卸载电磁阀YV1同时失电，压缩机停机。

　　3结语所研制的风冷式热泵机组控制系统在与机组对接联调试验过程中，未发现任何异常现象，亦未发生任何故障，运行稳定、可靠，完全满足设计要求和使用功能。目前，该控制系统已通过用户审查验收，并投入小批量生产。

　　国科学技术大学自动控制专业，通讯地址： 230031安徽合肥市长江西路888号合肥通用机械研究院。

　　测试结果表明， PLW8型旋涡式屏蔽泵的性能指标完全达到了设计要求，其结构具有如下突出优点： （1）绝对无泄露 （2）超低比转数 （3）叶轮浮动安装 （4）屏蔽电机轴承由输送介质进行润滑和冷却。

　　5结语PLW8型旋涡式屏蔽泵结构设计合理，性能稳定可靠，已经在相关系统装置上成功安装了30余台。它的研制成功，为今后开发研制同类型的泵提供了很好的工程实践经验。