随着水利工程,特别是排涝抗洪工程的不断发展,对大流量、低扬程轴流泵的需求越来越大。潜水轴流泵又以其安装方便、工程土建量少等优点,得到广泛的应用。潜水轴流泵是一种机电一体化的产品,影响其性能的因素很多,现分别从结构设计和水力设计两方面,探讨提高潜水轴流泵性能的有效途径。
一、南方泵业分析提高潜水轴流泵性能的措施
1、电机外形与法兰尺寸改进
潜水轴流泵的电机与水泵联为一体,电机在水泵的上方。电机周围是液体的环行流道,电机的尺寸是根据功率和转速确定的,这就限制了导叶体的出口尺寸,即导叶体扩散角的大小。为了保证过流面,扩散角一般情况下偏大,这势必增加了扩散损失,降低了水泵的效率。另外,电机的法兰面太大,从图中的虚线可以看出,电机法兰几乎挡住了导叶出水口的一半以上,使出水受阻,水流不畅,增加冲击损失,降低泵的效率。
改进后出流情况
针对以上的问题,我们采取的措施如下:一是电机尽量做得细长,使导叶的扩散角尽量变小;二是减小电机的法兰面使之与电机的外圆尺寸相同,使水流通畅,避免冲击损失。
2、轴承结构的改进
南方水泵扬程越髙,轴向力越大,此力为作用在转子上的主要作用力。径向力主要由叶轮的不平衡量产生,此力很小,可忽略不计。这就要求选用轴承时,选择能承受大的轴向力和小的径向力的轴承就够了。原潜水轴流泵的结构中,轴承布置为4轴承结构,这种结构显然不合理,即轴承1,2,4都承受径向力,径向有3个支点,属定位结构。另外,由于装配过程中存在的累计误差,致使推力轴承3的下端面很难与下端盖配合好,经常发生过紧或过松的现象,造成零件的返工。针对此种轴承布置的弊端,我们经过认真的校核计算并通过试验考核,对轴承结构作较大改进。改进结构中,轴承1,3承受径向力,轴承2承受轴向力,经过广东南方水泵核算,此结构完全满足泵的使用要求。
3、机械密封的改进
原结构有3道机械密封,两个油腔。轴承布置改进后,只需一个油腔,两道机械密封就可以满足要求了。
4、水力模型更新
对原有轴流泵水力模型重新优化设计,新模型过流能力大,效率高,叶轮外径比以前小,整个泵的重量也相应的减轻。