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双涡壳的设计

作者:曹林凯   更新时间:2022-09-21    浏览次数:106

双蜗壳的特点

双蜗壳实际上是由两个单蜗壳相对排列组合而成的。两个蜗壳喉部面积之和等于假设采用单蜗壳的喉部面积。

双蜗壳用来消除单蜗壳中特有的径向力。但是实验表明:

双蜗壳中的径向力大大减小,但不能完全消除径向力。因为蜗壳虽然关于其中心线是对称的,但是引导液体进入出口法兰的两个流道是不对称的,因此,沿叶轮圆周压力不完全抵消,仍存在径向力。

通过实际测量各种双蜗壳中的压力分布已经得到了系数K值。有图中的数据适用于普通单级双蜗壳泵。由图可见,双蜗壳泵的K值显著减小,对配带完全对称的双蜗壳实验表明,在泵整个工作范围内径向力几乎等于零。

双蜗壳泵的水力性能与单蜗壳泵接近。实验表明,在最优工况,双蜗壳泵的效率比单蜗壳泵大约低1-1.5%。

在非最优工况,双蜗壳泵的效率比单蜗壳泵大约高2%以上。由此可见,双蜗壳泵在整个工作范围内产生的效率要比单蜗壳泵高。

由于长的隔板背面流道狭小,故双蜗壳铸造很困难,几乎无法清沙。所以在小流量的单级泵中不应该采用双蜗壳。在大型泵多采用双蜗壳,很少采用单蜗壳。

双蜗壳的隔板

双蜗壳的隔板在蜗壳的制造过程中会引起严重问题。对小流量,蜗壳的流道面积小,同时要求在隔板背面有一个大的悬空砂芯,这个问题就特别突出。

当初,双蜗壳隔板背面的流道面积保持不变,由于难于铸造,所以这个做法不现实,而且双蜗壳其中的一个蜗壳中,小的过流面积会产生会产生很大的摩擦损失,从而引起压力沿叶轮圆周分布不均。

最新式的双蜗壳隔板背面的流道面积是逐渐增大的,在隔板末端,隔板两侧的流道面积相等。

隔板长度对径向力的影响如右图所示。在实验2中径向力最小,这时隔板没有一直延伸到出口法兰处。另外,甚至短的隔板产生的径向力也比单蜗壳低的的多。

对大型双蜗壳泵,当泵体进行高压水压实验时,隔板与裂开的可能。由于隔板两侧的压力几乎相等,不产生拉伸,所以有些泵制造厂对裂缝不做处理。若材料是可焊的,则有些泵制造厂对裂缝进行补焊。

不过,实际上,有些泵制造厂铸造中心处留有1.5-3mm间隙的隔板,特别材料为铸铁时。为了防止隔板裂开,在决定最后设计方案前,泵制造厂的设计人员应该与铸造厂的工艺人员一道检查隔板的厚度和铸造圆角。

双蜗壳的平均直径比单蜗壳小,因此双蜗壳的厚度至少要比水力性能类似的单蜗壳小25%。

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