一、恒壓泵的研究現(xiàn)狀

為應(yīng)對消防泵市場的需要，目前市場上主要有兩類恒壓離心泵。一類是在泵出口裝有安全閥，安全閥的整定值調(diào)到該泵的額定值，南方水泵一旦工作在流量較小的工況下，泵出口壓力超過安全閥的整定值，安全閥就打開，部分水經(jīng)過閥的泄流口回到泵的進(jìn)口，閥的出水口壓力始終不會超過泵的額定值，可以避免泵工作在小流量時由于壓力太大沖掉水管接頭甚至壓爆軟水管；另一類恒壓泵，實際上屬于部分流泵（切線泵）范疇，葉片安放角90°，可以達(dá)到在一定流量范圍泵的揚(yáng)程幾乎不變，該類泵效率低，投入大。

二、HY恒壓泵概述

HY恒壓泵是某廠近年來研制的一種新型的、結(jié)構(gòu)很獨特的低比轉(zhuǎn)速泵。它無需調(diào)速，在規(guī)定流量范圍內(nèi)，當(dāng)輸出流量變化時，其壓力（揚(yáng)程）保持恒定。當(dāng)流量大時，軸功率增大，當(dāng)流量超出設(shè)計范圍時，壓力（揚(yáng)程）迅速下降，軸功率也下降。因此，如果配套的電機(jī)功率適用于該軸功率時，東莞南方水泵在任何工況點運(yùn)行，電機(jī)都不會超負(fù)荷。該型泵最大的亮點在于效率高，它可以達(dá)到或高于同參數(shù)的普通離心泵。與部分流泵相比較，相同參數(shù)的HY型恒壓泵的配套電機(jī)功率明顯偏小。

特別適用于當(dāng)流量變化而要求壓力（揚(yáng)程）保持不變的場合，如石油化工流程、城市自來水加壓工程、高層建筑恒壓供水、消防給水、熱電站鍋爐給水、室內(nèi)冷熱水循環(huán)等。特別是對城鎮(zhèn)取消高位水池，解決供水中的二次污染提供了物美價廉的恒壓供水設(shè)備。

三、恒壓泵的研究思路

恒壓泵的設(shè)計思路是在普通離心泵的基礎(chǔ)上，對葉輪水力模型進(jìn)行設(shè)計修改，以達(dá)到恒壓的目的。

1、水力設(shè)計方法

最初的研究方法是通過將普通離心泵葉輪葉片出口安放角β2'加以改變以及水力模型的優(yōu)化，按此水力設(shè)計圖制作葉輪，最后試驗驗證是否達(dá)到設(shè)計的性能參數(shù)。

本文以一臺流量Q=144m3/h、揚(yáng)程H=90m、轉(zhuǎn)速n=2900r/min的HY型恒壓離心泵為研究對象。

2、南方水泵葉輪的試驗

設(shè)計完成后，分別制造出離心泵葉輪(如圖2所示)和恒壓泵兩個葉輪(如圖3所示)，并對兩個葉輪進(jìn)行性能的試驗。

用同一個泵體，分別對兩個葉輪進(jìn)行試驗。試驗后發(fā)現(xiàn)，離心泵葉輪完全滿足設(shè)計的性能參數(shù)（如圖4所示），恒壓泵葉輪與設(shè)想的一樣，流量-揚(yáng)程曲線很平坦，即從零到所需最大流量范圍內(nèi)變化時，其壓力(揚(yáng)程)保持恒定，但在設(shè)計流量點，壓力（揚(yáng)程）卻升高了15m(如圖5所示），當(dāng)流量達(dá)到1.5倍流量時，泵的性能曲線發(fā)生急陡現(xiàn)象，廣東南方水泵的揚(yáng)程、效率和功率迅速減少。在驚喜的同時，讓我意識到不能直接用離心泵的設(shè)計方法計算恒壓離心泵的性能參數(shù)。

經(jīng)過反復(fù)的思考分析，最后把壓力（揚(yáng)程）提高的原因定位在葉輪葉片出口安放角β2'上，由于葉輪葉片出口安放角β2'=90°，泵內(nèi)流動的液體中只有一部分流量沿著泵體的壓水室的切線方向輸出，其它部分液體都隨著葉輪強(qiáng)制回轉(zhuǎn)流動。揚(yáng)程主要取決于葉輪外圓速度u2。

驗證后發(fā)現(xiàn)恒壓離心泵的實際葉輪直徑與設(shè)計葉輪直徑非常吻合，僅相差了2mm。緊接著，我們又對不同參數(shù)的離心泵應(yīng)用以上方法，針對不同比轉(zhuǎn)速、不同性能的泵反復(fù)做了多組對比試驗，得出以下結(jié)論。

四、結(jié)論

1)恒壓泵比較適用于中低比轉(zhuǎn)數(shù)的泵，比轉(zhuǎn)數(shù)n=20~150為宜，一般低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的出口安放角β2'比高比轉(zhuǎn)數(shù)的大，所以在得到恒壓時，低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的出口安放角β2'比高比轉(zhuǎn)數(shù)泵的出口安放角β2'變化得更少，在得到恒壓時，揚(yáng)程特性曲線更不容易出現(xiàn)駝峰。

2)恒壓離心泵的包角φ2比普通離心泵包角φ1小，φ2=φ1-(φ1/10~11)，倒角R=D2/15~20，使葉輪葉片圓滑過渡。

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