ปั๊มไหลแบบผสมเป็นเครื่องจักรของเหลวระหว่างปั๊มแรงเหวี่ยงและปั๊มไหลตามแนวแกน ซึ่งรวมข้อดีของทั้งสองอย่างเข้าด้วยกัน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิศวกรรมอุตสาหกรรมและวิศวกรรมไฮดรอลิกจำนวนมาก คุณลักษณะการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของปั๊มไหลแบบผสมช่วยให้แสดงประสิทธิภาพคุณภาพสูง-ภายใต้สภาพการทำงานที่เฉพาะเจาะจง ต่อไปนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของปั๊มไหลแบบผสม
1 การออกแบบใบพัด
รูปร่างและมุมของใบมีด
รูปทรงใบมีดของปั๊มไหลแบบผสมมีลักษณะเฉพาะและมักจะบิดเบี้ยว รูปร่างนี้ช่วยให้ใบมีดมีมุมการวางใบมีดที่แตกต่างกันในรัศมีที่ต่างกัน ที่ทางเข้าของใบพัด มุมการวางใบพัดมีขนาดเล็กเพื่อลดการสูญเสียผลกระทบของการไหลของน้ำที่ไหลเข้า และปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดของปั๊มน้ำ เมื่อรัศมีเพิ่มขึ้น มุมในการวางใบพัดจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น ซึ่งจะทำให้การไหลของน้ำได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานที่เหมาะสมในใบพัด ตัวอย่างเช่น ในปั๊มไหลผสมขนาดใหญ่บางรุ่น มุมการวางใบพัดอาจอยู่ระหว่าง 10-20 องศา ในขณะที่ทางออกอาจสูงถึง 30-40 องศา
การออกแบบใบพัดที่บิดเบี้ยวยังทำให้การไหลของน้ำในใบพัดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ลดการเกิดกระแสน้ำวนและปรากฏการณ์การไหลออก ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพไฮดรอลิกของปั๊มน้ำและลดการสูญเสียพลังงาน
จำนวนและการกระจายของใบ
โดยทั่วไปจำนวนใบพัดในปั๊มไหลแบบผสมจะอยู่ระหว่าง 3-6 จำนวนใบพัดจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มน้ำ ใบพัดจำนวนน้อยสามารถลดการสูญเสียแรงเสียดทานของดิสก์ของใบพัดได้ แต่อาจเพิ่มความไม่สม่ำเสมอของการไหลของน้ำ ใบพัดจำนวนมากสามารถปรับปรุงส่วนหัวและประสิทธิภาพของปั๊มน้ำได้ แต่ก็สามารถเพิ่มความยากและต้นทุนในการผลิตใบพัดได้เช่นกัน
การกระจายตัวของใบพัดบนใบพัดยังได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง โดยปกติแล้ว การกระจายแบบสมมาตรจะใช้เพื่อให้แน่ใจว่าใบพัดมีความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างการหมุน การกระจายแบบสมมาตรนี้จะช่วยลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนระหว่างการทำงานของปั๊ม และปรับปรุงเสถียรภาพของการทำงานของปั๊ม
2 โครงสร้างตัวปั๊ม
รูปทรงเปลือกเกลียว
รูปร่างของก้นหอยของปั๊มไหลแบบผสมจะแตกต่างจากรูปร่างของปั๊มแรงเหวี่ยงและปั๊มไหลตามแนวแกน ก้นหอยของมันมักจะมีรูปร่างเป็นเกลียว แต่มุมเกลียวจะอยู่ระหว่างมุมของปั๊มแรงเหวี่ยงกับปั๊มไหลตามแนวแกน รูปร่างเปลือกหอยทากนี้สามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความเร็วและทิศทางของการไหลของน้ำที่ทางออกของใบพัดปั๊มไหลแบบผสมได้ดีขึ้น โดยค่อยๆ เปลี่ยนการไหลของน้ำความเร็วสูง-ที่ทางออกของใบพัดให้เป็นพลังงานแรงดัน
ผนังด้านในของเปลือกหอยได้รับการออกแบบให้เรียบเพื่อลดการสูญเสียแรงเสียดทานระหว่างการไหลของน้ำและผนังเปลือกหอย ในขณะเดียวกัน ความกว้างทางออกของเปลือกหอยทากจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเพื่อปรับให้เข้ากับการแพร่กระจายของการไหลของน้ำ และปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊มน้ำต่อไป
การออกแบบทางเข้าและทางออก
ช่องทางเข้าของปั๊มไหลแบบผสมมักจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงกลม และการออกแบบควรให้แน่ใจว่าการไหลของน้ำสามารถเข้าสู่ใบพัดได้อย่างราบรื่น รูปร่างและขนาดของช่องทางเข้าจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อลดความต้านทานของการไหลของน้ำที่ไหลเข้า และปรับปรุงประสิทธิภาพการดูดของปั๊มน้ำ
การออกแบบช่องจ่ายน้ำควรคำนึงถึงทิศทางการไหลของน้ำและความต้องการแรงดัน โดยทั่วไปทางออกจะเป็นทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือเรียว โดยมีมุมที่แน่นอนระหว่างทิศทางกับทิศทางการหมุนและทิศทางตามแนวแกนของใบพัด เพื่อปรับให้เข้ากับการเชื่อมต่อท่อและข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่แตกต่างกัน
3 การออกแบบใบพัดคู่มือ
รูปร่างและปริมาณของใบพัดนำทาง
ใบพัดนำของปั๊มไหลแบบผสมมักมีโครงสร้างเป็นรูปวงแหวนบิดเบี้ยว รูปร่างและปริมาณของใบพัดนำทางมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของปั๊มน้ำ โดยทั่วไปจำนวนใบพัดนำทางจะอยู่ระหว่าง 4-8 และการออกแบบรูปทรงควรให้แน่ใจว่าสามารถนำทางการไหลของน้ำที่ทางออกของใบพัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ไหลไปตามทิศทางตามแนวแกนและเพิ่มแรงดันของการไหลของน้ำอีก
ระยะห่างระหว่างขอบทางเข้าของใบพัดนำทางและขอบทางออกของใบพัดควรมีความเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากการไหลของน้ำและการหลุดออก ในเวลาเดียวกัน ขอบทางออกของใบพัดควรค่อยๆ หดตัว เพื่อลดความเร็วทางออกของการไหลของน้ำ และปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊มน้ำ
ฟังก์ชั่นของใบพัดนำทาง
ใบพัดนำทางมีบทบาทสำคัญในปั๊มไหลแบบผสม ไม่เพียงแต่จะช่วยนำทางการไหลของน้ำเท่านั้น แต่ยังช่วยฟื้นฟูพลังงานจลน์ของการไหลของน้ำที่ไหลออกของใบพัดและแปลงเป็นพลังงานแรงดันอีกด้วย นอกจากนี้ ใบพัดนำทางยังมีบทบาทในการสร้างสมดุลของแรงในแนวแกน ลดแรงขับในแนวแกนระหว่างการทำงานของปั๊ม และปรับปรุงเสถียรภาพของการทำงานของปั๊ม
4 การออกแบบการปิดผนึกและแบริ่ง
การออกแบบการปิดผนึก
การออกแบบการปิดผนึกของปั๊มไหลแบบผสมควรให้แน่ใจว่าไม่มีการรั่วไหลเกิดขึ้นระหว่างการทำงาน สำหรับปั๊มน้ำแบบผสม มักใช้แมคคานิคอลซีลหรือซีลบรรจุภัณฑ์ ซีลเครื่องกลมีข้อดีคือประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีและอายุการใช้งานที่ยาวนาน แต่ต้นทุนค่อนข้างสูง การปิดผนึกบรรจุภัณฑ์มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ แต่ประสิทธิภาพการปิดผนึกค่อนข้างต่ำ
ในสภาพการทำงานพิเศษบางอย่าง เช่น ปั๊มไหลแบบผสมที่ขนส่งตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนหรืออุณหภูมิสูง- จำเป็นต้องใช้วัสดุและโครงสร้างการปิดผนึกพิเศษ ตัวอย่างเช่น สำหรับปั๊มไหลแบบผสมที่ขนส่งสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สามารถใช้วัสดุปิดผนึกที่ต้านทานการกัดกร่อน- เช่น ยางฟลูออโรได้ สำหรับปั๊มไหลแบบผสมที่มีตัวกลางอุณหภูมิสูง- สามารถใช้ซีลเชิงกลระบายความร้อนเพื่อป้องกันความล้มเหลวของซีลเนื่องจากอุณหภูมิสูง
การออกแบบแบริ่ง
แบริ่งของปั๊มไหลแบบผสมจะต้องรับน้ำหนักของใบพัดและเพลาปั๊มตลอดจนแรงตามแนวแกนและแนวรัศมีระหว่างการทำงาน ดังนั้น การออกแบบตลับลูกปืนควรมีความสามารถในการรับน้ำหนัก-และความน่าเชื่อถือเพียงพอ โดยปกติจะใช้ตลับลูกปืนแบบกลิ้งหรือตลับลูกปืนเลื่อน
ตลับลูกปืนแบบหมุนมีข้อดีคือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและการสตาร์ทที่ยืดหยุ่น แต่จำเป็นต้องมีการหล่อลื่นและการเปลี่ยนอย่างสม่ำเสมอ ตลับลูกปืนเลื่อนมีข้อดีคือมีความสามารถในการรับน้ำหนัก-ที่แข็งแกร่งและการทำงานที่ราบรื่น แต่ต้องการการหล่อลื่นและการระบายความร้อนสูง ในการออกแบบปั๊มไหลแบบผสม ควรเลือกประเภทตลับลูกปืนที่เหมาะสมตามเงื่อนไขการทำงานและข้อกำหนดเฉพาะ และควรดำเนินการออกแบบการหล่อลื่นและการทำความเย็นที่เหมาะสม
5, การเลือกใช้วัสดุ
วัสดุใบพัด
การเลือกวัสดุของใบพัดปั๊มไหลแบบผสมควรพิจารณาจากคุณสมบัติของตัวกลางในการลำเลียงและสภาพการทำงาน สำหรับปั๊มไหลแบบผสมที่ลำเลียงน้ำสะอาดหรือตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย มักจะใช้วัสดุ เช่น เหล็กหล่อ เหล็กหล่อ หรือเหล็กกล้าไร้สนิม ใบพัดเหล็กหล่อมีข้อดีคือต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพการหล่อที่ดี แต่ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ ใบพัดเหล็กหล่อมีความแข็งแรงและความเหนียวดี เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่มีแรงดันสูง ใบพัดสแตนเลสมีความทนทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอได้ดี และเหมาะสำหรับการลำเลียงสื่อที่มีการกัดกร่อนสูงหรือมีอนุภาคของแข็ง
สำหรับสภาพการทำงานพิเศษบางอย่าง เช่น การขนส่งอุณหภูมิสูง ความดันสูง หรือมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง สามารถใช้วัสดุโลหะผสมพิเศษ เช่น โลหะผสมที่มีนิกเกิล โลหะผสมไทเทเนียม ฯลฯ ได้
ตัวปั๊มและวัสดุใบพัดนำ
ควรเลือกวัสดุของตัวปั๊มและใบพัดนำตามคุณสมบัติของตัวกลางและสภาพการทำงาน สำหรับปั๊มน้ำผสมทั่วไป สามารถใช้เหล็กหล่อหรือเหล็กหล่อเพื่อผลิตตัวปั๊มและใบพัดนำทางได้ สำหรับปั๊มไหลแบบผสมที่ลำเลียงสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สามารถใช้วัสดุ เช่น สแตนเลส ไฟเบอร์กลาส หรือพลาสติกได้ พลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาสมีข้อดีคือมีน้ำหนักเบาและทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และเหมาะสำหรับปั๊มไหลแบบผสมขนาดเล็กและน้ำหนักเบาบางรุ่น พลาสติกมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนและความเป็นฉนวนที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการทำงานพิเศษบางอย่าง
6 ลักษณะการดำเนินงาน
เส้นโค้งหัวไหล
เส้นโค้งหัวไหลของปั๊มไหลแบบผสมแสดงรูปร่างเป็นโคน เมื่ออัตราการไหลต่ำ หัวก็จะสูง เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้น หัวจะค่อยๆ ลดลง เมื่ออัตราการไหลถึงค่าที่กำหนด หัวจะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง เส้นโค้งของหัวไหลนี้ช่วยให้ปั๊มไหลแบบผสมสามารถรักษาระดับประสิทธิภาพไว้ได้ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน
เมื่อเปรียบเทียบกับปั๊มหอยโข่งแล้ว ปั๊มไหลแบบผสมจะมีส่วนหัวที่สูงกว่าที่อัตราการไหลต่ำ และเหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่ต้องใช้ส่วนหัวที่ใหญ่กว่า เมื่อเปรียบเทียบกับปั๊มไหลตามแนวแกน ปั๊มไหลแบบผสมจะมีส่วนหัวลดลงช้ากว่าที่อัตราการไหลสูงและมีเสถียรภาพที่ดีกว่า
ลักษณะประสิทธิภาพ
เส้นโค้งประสิทธิภาพของปั๊มไหลแบบผสมค่อนข้างเรียบและสามารถรักษาประสิทธิภาพสูงในช่วงการไหลขนาดใหญ่ได้ ซึ่งช่วยให้ปั๊มไหลแบบผสมมีความสามารถในการปรับตัวที่ดีภายใต้สภาวะที่มีการเปลี่ยนแปลงการไหลมาก ตัวอย่างเช่น ในระบบชลประทานในพื้นที่เกษตรกรรม เนื่องจากความต้องการชลประทานที่แตกต่างกันในฤดูกาลและแปลงที่แตกต่างกัน อัตราการไหลจะแตกต่างกันอย่างมาก ปั๊มไหลผสมสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานที่สูงและประหยัดพลังงานในสถานการณ์เช่นนี้
คุณสมบัติการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของปั๊มไหลแบบผสมทำให้นำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านต่างๆ เช่น การอนุรักษ์น้ำ เกษตรกรรม และอุตสาหกรรม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการออกแบบและการผลิตของปั๊มไหลแบบผสมจะยังคงคิดค้นและปรับปรุงต่อไป ทำให้อุปกรณ์ลำเลียงของเหลวมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมต่างๆ