目前,國內生產的普通自吸離心泵因其自吸原理的要求,泵結構型式是單一的方形箱體式,泵主要件結構復雜,鑄造困難,體積大、笨重,外形不美觀,成本高,自吸時間長,泵效率低,給從業人員在搬運及工作中帶來較大的勞動強度,特別是在已經噴灌過的泥濘的田間移動機組困難。針對普通自吸離心泵存在的上述問題,課題組成功的研制出了離心泵射流自吸裝置一噴灌設備,在以汽油機為動力的離心泵的基礎上增設了一個帶“文氏管”(VENTURISystem)的自循環射流器(射流噴嘴),利用泵壓水室有壓流體通過射流器噴嘴高速射向泵的處,對離心泵的管路造成較強的抽吸真空,實現普通離心泵的自吸啟動,離心泵正常工作后,這時將自循環射流器上的閥關閉,自循環射流器停止工作,因此:泵的效率提高了3%以上。
離心泵射流自吸裝置,主要適用于無電源地區和丘陵地區農作物的噴灌及排澇等場所,隨著進一步加大對農業的投入力度和農業水資源的日益短缺,農業現代化的迫切要求,離心泵射流自吸裝置作為一種節水灌溉技術,會對中國的農業發展起到巨大的作用。該項目研究具有自主知識產權。
離心泵射流自吸裝置主要由汽油機離心泵、射流器、進出口管等組成,泵自吸機構設計成射流式,壓水室設計為環形,在葉輪出口處增設導葉,在壓水室第六斷面處設一個回流孔,回流孔與泵吸入口由射流器系統貫通形成自循環,實現了普通離心泵自吸啟動的功能由于汽油機與離心泵直聯,結構緊湊,體積小,滿足了從業者可以背負式與手提式的要求。
1、離心泵射流自吸裝置的工作原理
泵工作時,泵體內先灌滿液體,在葉輪高速旋轉的離心力作用下,葉輪出口處液體以速度能進入導葉流道,因為導葉流道面積大于葉輪出口面積,所以葉輪出口速度能發生變化(壓能變大),當導葉流道的液體進入大于導葉流道面積幾十倍的泵腔Q汽水分離室,這時速度發生較大變化,速度能變為壓力能,具有流速的液體與離心泵泵腔內液體進行混合并汽水分離,汽體從泵腔排出口排出,部分液體從泵腔q處高速流入射流器的噴嘴(泵腔是高壓力區,泵吸口是低壓區),由于噴嘴形成高壓射流造成葉輪入口處較強的真空,低壓液體被吸入泵處,兩股液體在泵處混合并能量交換后,進入汽水分離運動,往復循環將管路的氣體抽干,液體被吸上來,泵完成自吸過程,實現了普通離心泵不能自吸的缺點。此時將自循環射流器上的閥關閉,射流器停止工作,泵的效率提高了3%以上。
2、離心泵射流自吸裝置的結構
在普通離心泵的處增設了一個帶“文氏管”的自循環射流器系統,該系統主要有微型球閥、管路噴嘴等組成,射流器系統與離心泵泵體第六斷面的回流孔貫通形成自循環。射流器是一種利用高速流體作為工作動力的流體機械,它本身沒有運動部件,具有結構簡單,密封性能好,工作和成本低等優點,在許多工藝流程中應用它具有優越性和不可代替性。