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(shí)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(shí)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(dú)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(shí)，其壓力（揚(yáng)程）保持恒定。當(dāng)流量大時(shí)，軸功率增大，當(dāng)流量超出設(shè)計(jì)范圍時(shí)，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(shí)，東莞南方水泵在任何工況點(diǎn)運(yùn)行，電機(jī)都不會超負(fù)荷。該型泵最大的亮點(diǎn)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(jià)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(jì)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(jì)修改，以達(dá)到恒壓的目的。

1、水力設(shè)計(jì)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(jì)圖制作葉輪，最后試驗(yàn)驗(yàn)證是否達(dá)到設(shè)計(jì)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(yàn)

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

用同一個(gè)泵體，分別對兩個(gè)葉輪進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，離心泵葉輪完全滿足設(shè)計(jì)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(shí)，其壓力(揚(yáng)程)保持恒定，但在設(shè)計(jì)流量點(diǎn)，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(shí)，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(shí)，讓我意識到不能直接用離心泵的設(shè)計(jì)方法計(jì)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(yàn)證后發(fā)現(xiàn)恒壓離心泵的實(shí)際葉輪直徑與設(shè)計(jì)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(yàn)，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(shí)，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(shí)，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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