1、斜流泵的定义
在叶片泵中,根据叶轮出口流体流出的方向或者比转速的不同,可将叶片泵分为离心泵、混流泵、轴流泵。而斜流泵是一种介于离心泵和轴流泵之间的泵型,常见的单级扬程范围为10~20m,最高可达60m,比转速通常为300~600,也有技术文献将带有导叶的混流泵统称为斜流泵。斜流泵在使用时均为立式安装,所以也将斜流泵称之为立式斜流泵。
2、斜流泵的特点
大家都知道,离心泵的使用历史最为悠久,应用广泛,模型众多,水力性能优良,但不适合在较低扬程下使用;轴流泵流量大,扬程低,结构简单,占地小,质量较轻,但在小流量区域性能不稳定,流量越小,轴功率越大,不适合在扬程变化范围大的场合使用。而斜流泵是介于离心泵和轴流泵之间的,是吸取两种泵型优点、弥补缺点的一种泵型。与其两种泵型比较,斜流泵具有如下特点:
① 适用扬程变化及流量范围较广
② 功率曲线较为平坦,可在小流量点或者关死点扬程处运行
③ 高效区范围广
④ 不易发生汽蚀
3、斜流泵的分类
① 立式斜流泵按结构形式可分为:转子可抽出式及转子不可抽出式;
② 按安装形式可分为:单基础安装及双基础(上下基础层)安装;其中单基础安装按吐出口位置又可细分为:吐出口在基础层之上及吐出口在基础层之下;
③ 按叶片的调节方式可分为:固定叶片式、半调节叶片式、全调节叶片式。
4、斜流泵的结构
在斜流泵的诸多分类中,不同的分类对应着不同的结构形式,其中以单基础、吐出口在基础层之下、转子可抽出式、湿坑安装的泵型应用最为广泛,它具有造价低廉、占地面积小、维修方便等优点。下面简单介绍其结构形式:
① 喇叭口、外接管、出水弯管、支撑板通过基础板固定在地脚上,此为泵的外壳,为不可抽部分;叶轮室、叶轮、导叶体、轴及导流壳等构成泵的内芯,为可抽出部分,检修时可将其抽出;
② 轴一般为2段或3段,轴外装有护管或轴套与介质隔离,轴之间用套筒联轴器或者联轴螺母联接。
③ 对于大中型斜流泵,一般采用刚性联轴器部件,由电机轴承轴向力;
④ 泵安装形式一般为湿坑安装,对吸入流道的结构有一定的要求。
5、斜流泵的应用
斜流泵广泛应用于大型火电站及核电站、农业排灌水、市政给排水、区域性调水等场合,近年逐渐在舰船喷水推进等方面得到应用。其中,斜流泵作为循环水泵在大中型火电站及核电站的应用尤为广泛。据日本透平机协会统计,在过去的2003~2006年间,日本制造业为全球的火电站及核电站提供的循环水泵中,斜流泵就超过了93%,最大口径达到4m。而在我国,截止到2012年,火电装机容量仍占电力总装机容量的73%左右,火力发电量占总发电量的比例超过80%,再加上近年核能发电等核能的广泛应用,我国乃至全球对斜流泵的刚性需求也将一直旺盛。目前,我国极少数几家水泵厂每年为电力、城市供水、水利等工程提供大型立式斜流泵300余台。
6、斜流泵存在的不足
我国的斜流泵经过半个多世纪的发展,取得了巨大的成就,但与发达国家比起来主要在以下方面存在着不足:
① 水力模型的研发
斜流泵属于低扬程泵,大部分用水力模型进行相似换算设计,如果没有优秀的水力模型的研发,那斜流泵的开发也就无从谈起。
② 进水流道的研究
斜流泵的安装有“干坑”及“湿坑”两种,吸入流道的尺寸及形状对泵的性能有着较大的影响。
③ 特大型立式斜流泵的研制
生产特大型立式斜流泵,需要极高的设计、铸造、加工及工艺水平,我国在此领域几乎一片空白。
④设计方法和相关学科的进一步研究
与斜流泵息息相关的学科如CFD、材料成型、焊接工艺等还需进一步提高。