旋轉噴射泵的設計與應用

　　摘 要：旋轉噴射泵是利用皮托管原理研制的小流量高揚程泵，屬結構特殊的新型極低比轉數泵。本文介紹了旋轉噴射泵的工作原理，基本結構，主要優缺點，國內外發展動態及我廠的應用實例。
　　關鍵詞：旋轉噴射泵 研究 發展與應用
　　中圖分類號：TH38文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0110-01
　　旋轉噴射泵，又稱皮托泵，是今年來研制出的一種新型的、結構和工作原理都很獨特的極低比轉速泵。該泵流量平穩，無脈動現象，易損件少，維修量小，使用壽命長，是一種具有發展前途的新型工業管道用泵。
　　1 旋轉噴射泵的國內外發展概況
　　世界上關于旋轉噴射泵（皮托泵）的專利是1923年由F.W.Krogh首先申請的，他把皮托管的原理推廣應用于泵的設計上，故稱皮托泵[1]。1939年至1945年德國和英國為開發火箭和導彈的應用而研制旋轉噴射泵，隨著二戰的結束，旋轉噴射泵的研究陷入低谷。直到20世紀60年代，人們發明了封閉轉輪和封蓋，這二者組成了一個徑向的旋轉葉輪才使得旋轉噴射泵開始發展起來，并最終形成了當前的基于皮托管原理的旋轉噴射泵模型。20世紀60年代的美國出現了旋轉噴射泵的專利，到70年代，Kobe公司生產出了第一臺商用旋轉噴射泵，從此旋轉噴射泵開始走向市場，逐漸被人們所接受。此后七、八十年代在國際上出現了一段關于旋轉噴射泵的專利高潮。在國外，旋轉噴射泵已具有比較令人滿意的性能。
　　在我國，旋轉噴射泵的發展基本上經歷了引進—消化吸收—開發生產的過程。1987年，我國第一次引進旋轉噴射泵，是在炭黑新工藝改造中用于原料油的輸送[2]。1988年，龍興茂等[3]對旋轉噴射泵作了專題介紹，詳細介紹了旋噴泵結構和原理，列出了系列產品的性能范圍和所用的材料，并說明了旋轉噴射泵在小流量高揚程范圍內的發展前景。董長善[4]也專門對美國貝克休斯公司的旋轉噴射泵進行了介紹，詳細列出了貝克休斯公司生產的3種旋轉噴射泵的主要參數和主要部件的材料。1989年北京化工機械廠[5]開始對旋轉噴射泵進行調研和試制，1992年通過化工部鑒定。2002年，山東長志泵業有限公司研制的LG-2/130和RA-2/130型管道式旋轉噴射泵，經山東海化集團等單位長期使用證明，運行平穩、可靠，各項性能均達到設計要求[6～7]。隨著旋轉噴射泵的成功引進，國內開始對旋轉噴射泵的工作原理、結構特點、水力設計及使用條件等進行研究[8～9]，取得了一些初步成果。
　　2 旋轉噴射泵的基本結構和工作原理
　　旋轉噴射泵的基本結構如圖1所示，主要零部件有：主軸、轉子套（殼體）、轉子（包括導液輪）、集流管、低壓液體進口管腔、高壓液體出口管。
　　集流管是旋轉噴射泵的重要過流部件之一，是旋轉噴射泵的核心部件。集流管的結構決定著旋轉噴射泵的性能參數，如流量、效率等。在設計時，為了減小流體阻力，須將其外型設計成流線型；內腔要求十分光滑，以減小流動阻力，但因其內腔無法進行機械加工，因此要求較高的鑄造精度。一般地，集流管外型采用翼片狀流線型，內腔為兩端有圓弧過渡的棗核形，如圖2所示。
　　旋轉噴射泵的基本原理是：液體首先由低壓入口經一環形通道進入轉鼓中心，在高速旋轉的導液輪的作用下，液體從轉鼓中心甩向轉鼓壁面，并獲得很高的周向速度，并以此速度隨轉鼓一起高速旋轉。在此過程中產生很高的離心液壓。在離心液壓的作用下，靠近集流管進口的液體以很高的線速度進入吸收管，最后從轉鼓中心處的外接高壓管流出。
　　3 結語
　　根據旋轉噴射泵的性能特點，利用其工作原理，設計了一臺小型旋轉噴射泵，經北京化工大學審核，北京化工大學實驗工廠加工制造，試運轉成功，從而取代了我廠早期購置的多效蒸餾水機配套的進料泵。自從旋轉噴射泵在我廠的純水處理系統投入使用以來，由于它的性能穩定，輸出無脈動，使蒸餾水機的操作易于控制，運轉狀態比較理想，取得了良好的效果和較高的經濟效益。
　　參考文獻
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　　[3]龍興茂，史國平.旋轉噴射泵概述[J].水泵技術，1988（3）：47-48.
　　[4]董長善.美國貝克休斯公司的旋轉噴射泵[J].石油化工設備技術，1994（4）：38-39.
　　[5]劉長治.小流量高揚程旋轉噴射泵[J].石油化工設備技術，1994（4）：36-37.
　　[6]徐秀生，左長志，王玉霞.LG-2/130型管道式旋轉噴射泵的研制[J].化工設備與管道，2005（6）.
　　[7]徐秀生，左長志，王玉霞.RA-2/130型旋轉噴射泵的研制[J].石油機械，2006（34）.
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　　[9]劉赫.旋轉噴射泵的應用及其性能優勢[J].中國高新技術企業，2009（18）：38-3