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軸流泵的工作原理及基本構(gòu)造

軸流泵的工作是以空氣動(dòng)力學(xué)中的升力理論為基礎(chǔ)的。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，泵體中的液體質(zhì)點(diǎn)就會(huì)受到來(lái)自葉輪的軸向升力的作用，使水流沿軸向方向流動(dòng)。

軸流泵外型很像一根水管，泵殼直徑與吸水口直徑差不多。軸流泵按泵軸的工作位置可以分為立軸、橫軸和斜軸三種結(jié)構(gòu)形式。由于立軸泵占地面積小，軸承磨損均勻，葉輪淹沒(méi)在水中，啟動(dòng)無(wú)需水，還可以采用分座式支承方式并且能將電機(jī)安置在較高位置上，以防被水淹沒(méi)，因此大多數(shù)軸流泵都采用立式結(jié)構(gòu)。圖2-9(a)所示為立式半調(diào)(節(jié))式軸流泵的外形圖，圖l—20(b)所示為該泵的結(jié)構(gòu)圖，其基本部件由吸人管1，葉輪(bao括葉片2，輪轂體3)，導(dǎo)葉4，泵軸8，出水彎管7，上下軸承5、9，填料盒l(wèi)2以及葉片角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。

1．吸入管    

吸人管的作用就是改善入Vl處水力條件，使來(lái)流穩(wěn)定、均勻地流至葉輪進(jìn)口。一般采用符合流線型的喇叭管或做成流道形式。

2．葉輪

軸流泵葉輪按其調(diào)節(jié)的可能性，可以分為固定式、半調(diào)式和全調(diào)式3種。固定式軸流泵的葉片和輪轂體是一體的，葉片的安裝角度是不能調(diào)節(jié)的。半調(diào)式軸流泵的葉片是用螺母栓緊在輪轂體上，在葉片的根部上刻有基準(zhǔn)線，而在輪轂體上刻有幾個(gè)相應(yīng)的安裝角度的位置

線，-4°、-2°、0°、+2°、+4°等。在使用過(guò)程中，可以根據(jù)流量和揚(yáng)程的變化需要，調(diào)整葉片的安裝角度，確保水泵在{gx}區(qū)工作。但調(diào)節(jié)葉片安裝角度，只能在停機(jī)的情況下完成。全調(diào)式軸流泵可以根據(jù)不同的揚(yáng)程與流量要求，在停機(jī)或不停機(jī)的情況下，通過(guò)一套油壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)改變?nèi)~片的安裝角度，從而來(lái)改變其性能，以滿足使用要求，這種全調(diào)式軸流泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，一般應(yīng)用于大型軸流泵站。

3．導(dǎo)葉    

在軸流泵中，液體流經(jīng)葉輪時(shí)，除有軸向運(yùn)動(dòng)以外，還隨葉輪有一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，液體流出葉輪后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是我們不需要的。導(dǎo)葉的作用就是把葉輪中向上流出的水流旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)檩S向運(yùn)動(dòng)，把旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能變?yōu)閴毫δ?，從而提高了泵的效率。?dǎo)葉是固定在泵殼上不動(dòng)的，水流經(jīng)過(guò)導(dǎo)葉時(shí)就xc了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。一般軸流泵中有6～12片導(dǎo)葉。

4．軸和軸承

泵軸是用來(lái)傳遞扭矩的。在大型軸流泵中，為了在輪轂體內(nèi)布置調(diào)節(jié)、操作機(jī)構(gòu)，泵軸常做成空心軸，里面安置調(diào)節(jié)操作油管。軸承在軸流泵中按其功能有兩種。

(1)導(dǎo)軸承  主要是用來(lái)承受徑向力，起到徑向定位作用。

(2)推力軸承其主要作用是在立式軸流泵中，用來(lái)承受水流作用在葉片上的方向向下的軸向推力，水泵轉(zhuǎn)動(dòng)部件重量以及維持轉(zhuǎn)子的軸向位置，并將這些推力傳到機(jī)組的基礎(chǔ)上去。

5．密封裝置

軸流泵出水彎管的軸孔處需要設(shè)置密封裝置，目前，一般仍常用壓蓋填料型的密封裝置。

6．出水彎管

出水彎管作為軸流泵的一個(gè)過(guò)流部件起到了改變流向的作用，彎管角度一般為60°或75°。

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在潛水軸流泵水力模型設(shè)計(jì)中，采用合理的環(huán)量及軸面速度徑向分布規(guī)律。針對(duì)潛水軸流泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出合理的輪轂比、葉片數(shù)、升力系數(shù)及稠密度等葉輪幾何參數(shù)的確定方法。并提出合理的導(dǎo)葉幾何參數(shù)的確定方法。依此設(shè)計(jì)系列效節(jié)能、抗汽蝕性能好的新型水力模型；經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，潛水軸流泵效率達(dá)到78%～85%，達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。

潛水軸流泵的電動(dòng)機(jī)與水泵聯(lián)為一體，電動(dòng)機(jī)在水泵的上方。電動(dòng)機(jī)周?chē)且后w的環(huán)形流道，電動(dòng)機(jī)的尺寸是根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速確定的，這就限制了導(dǎo)葉體的出口尺寸，即導(dǎo)葉體擴(kuò)散角的大小。為了保證過(guò)流面，擴(kuò)散角一般情況下偏大，這勢(shì)必增加了擴(kuò)散損失，降低了水泵的效率。另外，電動(dòng)機(jī)的法蘭面太大，幾乎擋住了導(dǎo)葉出水口的一半以上，使出水受阻，水流不暢，增加沖擊損失，降低泵的效率。

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離心泵、軸流泵和深井泵的吸水功能