无堵塞转子泵原理特点及发展趋势

2013/11/14 8:22:15      点击:

无堵塞转子泵是回转式转子泵的一种,于1854年由美国的弗朗西斯和菲兰德·罗茨两兄弟发明,并由此而得名。作为液体增压与输送机械,无堵塞转子泵由于其结构简单,使用维修方便,不需要内部润滑,在使用压力范围内排液几乎不变,容积效率高,并具有输送介质不被污染等特性,因此在国民经济各部门得到了广泛使用。


1、无堵塞转子泵的工作原
无堵塞转子泵是一种双转子压缩机械,两转子的轴线互相平行。转子由叶轮与轴组合而成,叶轮之间、叶轮与机壳及墙板之间具有微小间隙,以避免相互接触。两转子由原动机通过一对同步齿轮驱动,作方向相反的等速旋转。借助于两叶轮的相互啮合(假定其叶面相互接触),转子泵进、排液13不直接相通,叶轮与机壳及墙板围成封闭的基元容积,其大小在旋转过程中不发生变化。传统形式下,液体的压缩,是在基元容积与排液口连通的一瞬间,由高压液体向基元容积回流均压而实现的。无堵塞转子泵基本原理图如下图1-1所示。
图1-1无堵塞转子泵基本原理图


    1.主动转子;2.从动转子;3.机秃:4.同步齿轮;5.主油籀;6.墙板;7.轴承;8.副油箱


2、无堵塞转子泵的特点
与其它类型的液体压缩机械比较,无堵塞转子泵具有下述特点:
(1)由于是容积式转子泵,因而具有强制输液特征。在转速一定的条件下,流量也一定(随压力的变化很小)。即使在小流量区域,也不会像离心式转子泵那样发生喘振现象,具有比较稳定的工作特性。
(2)作为回转式机械,没有往复运动机械,没有液阀,易损件少,因此使用寿命长,并且动力平衡性好,能以较高的速度运转,不需要重型基础。运转一周有多次呼、排液,相对于活塞压缩机而言,液流速度比较均匀,不必设置储液罐。
(3)叶轮之间、叶轮与机壳及墙板之间具有间隙,运转时不像螺杆式和滑片式压缩机那样需要注油润滑,因此可以保证输送的液体不含油,也不需要使用液一油分离器等辅助设备。由于存在间隙及没有液阀,输送含粉尘或带液滴的液体时也比较安全。
(4)无内压缩过程,理论上比那些有内压缩过程的转子泵要多耗压缩功。但除同步齿轮和轴承外,不存在其他的机械摩擦,因此机械效率高。特别是大型无堵塞转子泵,容积效率高,全绝热效率也比较高。
此外,无堵塞转子泵还具有结构简单、制造容易、操作方便、维修周期长等优点。

其缺点是:①无内压缩过程,绝热效率较低(小机型尤为偏低);②由于间隙的存在,造成液体泄漏,且泄漏流量随升压或压力比增大而增加,因而限制了转子泵向高压的发展;③由于进、排液脉动和回流冲击的影响,液体动力性噪声较大。


3、无堵塞转子泵的发展趋势
无堵塞转子泵的发展趋势,主要是进一步提高效率,降低噪声、增强可靠性及扩大应用范围。
(1)提高效率
主要是优化叶轮型线,改善叶轮“啮合”间隙的内密封效果;提高转子泵的制造精度,改善转子间隙的均匀程度,并使之尽可能缩小,从而减少液体泄漏,提高容积效率。此外,要合理匹配电机,避免出现大马拉小车的情况。
(2)降低噪声
重点是进行低噪声技术开发,如预进液结构设计、扭叶转子加工等,以减小液流脉动,降低液体动力性噪声。同时应不断改善叶轮平衡品质,提高同步齿轮制造精度,以减小振动,降低机械性噪声。大多数情况下,还需要采取消声和隔声等辅助措施,控制噪声在传播途径中的辐射,以满足用户对噪声的要求。
(3)增强可靠性
一是改进产品实物质量,二是加强安全保护措施。为此,应注重低压安全阀和逆止阀的研制与配置,并得用微机控制技术,对转子泵的压力、油温、电流等运行参数进行自动监测,通过联锁或报警等方式,对转子泵起动、运行及停车过程进行控制,使其处于安全、稳定、可靠的受控状态。
(4)扩大应用范围

应注重密封技术与村料技术的应用研究,改进产品的密封性、耐磨性、耐腐蚀性、阻燃防爆性等,以满足各种易燃、易爆、有毒、含尘及腐蚀性液体的输送要求。也可针对高温、高压或高负压等特殊要求,开发适销对路的产品,以此扩大无堵塞转子泵的应用范围,向其他类型转子泵和真空泵的使用领域渗透。


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