旋轉(zhuǎn)活塞水泵是一種新型結(jié)構(gòu)的水泵,工作運行狀態(tài)十分合理,采用變?nèi)莘e壓縮原理工作,直接旋轉(zhuǎn)方式驅(qū)動,相對于離心式水泵有一系列突出的性能優(yōu)勢,旋轉(zhuǎn)活塞泵結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度與離心泵一樣,由外殼和帶葉片的轉(zhuǎn)子組成,轉(zhuǎn)子與外殼形成連續(xù)的旋轉(zhuǎn)變?nèi)莘e區(qū),形成連續(xù)的擴(kuò)張和壓縮,實現(xiàn)抽水和揚水的功能。旋轉(zhuǎn)活塞水泵流量連續(xù)無脈動,工作原理十分簡單,理論分析與設(shè)計和往復(fù)活塞泵一樣,集中了離心泵和往復(fù)活塞泵兩種最優(yōu)秀水泵的雙重優(yōu)勢,其突出的性能優(yōu)勢具體表現(xiàn)為:
1、效率高,效率為70%—95%,節(jié)能效果十分顯著,尤其是中小功率的水泵,效率穩(wěn)定,不隨揚程變化波動。
2、體積小,同流量旋轉(zhuǎn)活塞水泵體積遠(yuǎn)小于離心泵,流量較大時體積僅為離心泵的幾分之一,因而重量輕,安裝使用方便。
3、運行狀態(tài)合理,工作原理簡單,使水泵的設(shè)計變的很方便,很容易設(shè)計出適用于各種特殊目的的高性能水泵。
4、設(shè)計參數(shù)與泵體幾何參數(shù)關(guān)系簡單,對泵體內(nèi)的水流無嚴(yán)格要求,可根據(jù)使用要求設(shè)計泵體外型,適用于深井泵,潛水泵和其它外形特殊的水泵。
5、結(jié)構(gòu)簡單,制作加工容易,價格低廉。
6、壓力大,變?nèi)莘e壓縮泵很容易產(chǎn)生較高的壓力,在高壓條件下還能保持高效率,單級旋轉(zhuǎn)活塞泵可輕松實現(xiàn)幾十到幾百米的揚程,特別適用于需要高壓力的地方。
7、具有自吸功能,給使用帶來很大方便。
8、旋轉(zhuǎn)活塞水泵為恒流量泵,流量與揚程無關(guān),流量與轉(zhuǎn)速成正比,壓力與扭矩成正比,轉(zhuǎn)速不變時流量恒定,屬計量泵。
9、轉(zhuǎn)速變化范圍很大,轉(zhuǎn)速從每分鐘幾十轉(zhuǎn)到每分鐘幾千轉(zhuǎn)都可正常工作。
10、應(yīng)用場合廣泛,流量從每小時零點幾立方米到每小時幾萬立方米,都可應(yīng)用旋轉(zhuǎn)活塞水泵的結(jié)構(gòu)。
11、可方便地與各種動力源配接,電力、內(nèi)燃機(jī)、風(fēng)力、水力、人力等。
12、雙向可逆,旋轉(zhuǎn)活塞水泵可作成對稱結(jié)構(gòu)形式,改變旋轉(zhuǎn)方向,進(jìn)出水口可互易。
13、旋轉(zhuǎn)活塞水泵反過來使用,可作為水力驅(qū)動機(jī),控制調(diào)整水壓水量,可以輸出功率。
14、旋轉(zhuǎn)活塞水泵外形設(shè)計靈活,進(jìn)出水口可設(shè)計在一條軸線上,直接接在輸水管道中,即可作為管道增壓泵。
依上所述,旋轉(zhuǎn)活塞水泵的綜合性能優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于離心泵和其它水泵,是水泵領(lǐng)域一項重大的創(chuàng)新與突破,其中的一項或幾項性能優(yōu)勢組合都具有很大的應(yīng)用價值,所有的性能優(yōu)勢綜合起來,可以在很多領(lǐng)域提高現(xiàn)有水泵技術(shù)性能指標(biāo)。實現(xiàn)更新?lián)Q代的目的。諸多在離心泵結(jié)構(gòu)上很難解決的問題,應(yīng)用旋轉(zhuǎn)活塞泵結(jié)構(gòu)就很容易解決,并由此派生出許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。
試舉應(yīng)用實例說明,120電機(jī)驅(qū)動的帶自吸功能的旋轉(zhuǎn)活塞水泵,泵體外形Φ55×75mm,流量每小時3.5噸,揚程10米,電機(jī)可連續(xù)工作,增大電機(jī)功率揚程可增大到100米以上,自吸程大于5米??梢詭?個低壓力噴灌噴頭,噴頭噴射半徑10米,可噴灌面積1—2畝。水泵性能遠(yuǎn)高于同功率的離心泵。還可以從原理性設(shè)計方面加以論證比較,每小時1萬立方米的大流量泵,泵體圓周高度為1.2米,厚度為1米,體積和重量為同等流量離心泵的幾分之一,壓力很容易超過100米,效率90%—95%以上,工作壓力大范圍變化時保持恒流量且高效的特性不變。旋轉(zhuǎn)活塞水泵可制作成適于各種使用目的的高性能水泵。
現(xiàn)代社會水泵的使用量很大,提高水泵性能不僅僅是為了滿足少數(shù)特殊泵使用的需求,而是可以產(chǎn)生重大社會效益,經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的事情,水泵使用量巨大,消耗的能量也十分巨大,使用量最大的中小功率離心水泵效率為40%—70%,如果使用旋轉(zhuǎn)活塞水泵,把水泵效率提高百分之幾到百分之幾十,全社會水泵節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益將是十分可觀的,一個大型提水工程消耗的電力達(dá)幾十萬千瓦,每天的電費消耗達(dá)幾百萬元,如果水泵的效率提高百分之幾,其節(jié)能的經(jīng)濟(jì)效益將是不言而喻的。水泵性能提高后,將促使許多相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的工作得到發(fā)展,并可開拓出一些新的水泵應(yīng)用領(lǐng)域,最具代表性的是推動國家大力推廣的節(jié)水灌溉工作得到長足發(fā)展,進(jìn)而帶來良好的社會效益和生態(tài)效益。下面簡單介紹一些旋轉(zhuǎn)活塞水泵的應(yīng)用及發(fā)展前景。一、小功率旋轉(zhuǎn)活塞水泵水泵:
小功率水泵廣泛應(yīng)用于民用、節(jié)水灌溉、食品加工、化工、制藥等領(lǐng)域,離心泵作為小功率泵,效率較低,在一些應(yīng)用領(lǐng)域甚至失去實用價值。例如人力水泵,離心泵在人力驅(qū)動條件下受轉(zhuǎn)速,及泵體尺寸限制,效率低。八十年代國家組織幾個省試制自行車水泵,設(shè)計定型了幾種型號產(chǎn)品,但都因離心泵性能所限,效率,揚程,流量達(dá)不到實用的要求,未能得到推廣。
人力是最方便的動力,在很多場合需要使用人力提水,最常見的是用在水井中往上抽水的手壓泵,流行于全世界,它的工作原理是往復(fù)式活塞結(jié)構(gòu)。
人力方便但是非常寶貴,人力水泵要追求的第一指標(biāo)就是效率。近年來北方推廣集雨節(jié)灌,集雨的方法可行有效,因而得到大力推廣,但截止目前方便、實用、高效的節(jié)水灌溉方法尚不配套,社會急需相關(guān)產(chǎn)品。集雨節(jié)灌多為自然條件較差的地方,動力配備困難,為此人們研制了各種人力泵產(chǎn)品用于集雨節(jié)灌的配套產(chǎn)品,但工作原理主要是往復(fù)活塞結(jié)構(gòu)水泵,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大,往復(fù)操作方式不方便,限制了推廣。旋轉(zhuǎn)活塞水泵的優(yōu)越性能能滿足人力泵的需求,旋轉(zhuǎn)活塞人力泵揚程超過10米,自吸程大于5米,流量每小時1—3立方米,可手搖或裝在自行車上使用,配合微噴帶、低壓力噴頭、微噴頭等有效灌溉手段更好地實施節(jié)水灌溉。國家每年用幾十億元的投資補助農(nóng)民發(fā)展集雨節(jié)灌,發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,效果很好,需要大量的旋轉(zhuǎn)活塞人力水泵用于集雨節(jié)水灌溉。旋轉(zhuǎn)活塞人力泵可以方便地把水打到屋頂?shù)乃浠蛩變λb置中,配合方便的PVC管道材料,組成農(nóng)戶自備自來水,以提高生活質(zhì)量,廣泛運用于做飯、洗衣、砂濾凈化水、太陽能熱水器洗澡等各種生活用水途徑。旋轉(zhuǎn)活塞人力水泵還可以用于噴灑農(nóng)藥、洗汽車、種草植樹、建筑施工、庭院養(yǎng)殖業(yè)等等,具有非常廣泛的用途,巨大的市場潛力。
小功率旋轉(zhuǎn)活塞水泵在效率、壓力、自吸功能、體積與動力配套的靈活性方面都超過了離心泵,因而可以派生出來許多新用途,國家大力推廣節(jié)水灌溉,水資源的匱乏決定必須走節(jié)約用水的路,節(jié)水灌溉是節(jié)水的重頭戲,但目前推廣節(jié)水灌溉有許多實際困難,節(jié)水灌溉的主要方法是噴灌、滴灌、滲灌等。近年來由國外引進(jìn)的先進(jìn)灌溉方法,推廣的難點是設(shè)備昂貴,規(guī)模較大,操作復(fù)雜,使用成本高。農(nóng)村的現(xiàn)狀即生產(chǎn)規(guī)模是以家庭為主的聯(lián)產(chǎn)承包,土地規(guī)模較小,不利于使用規(guī)模較大的灌溉設(shè)備,真正要推廣節(jié)水灌溉,首先要降低灌溉成本,其次要設(shè)備簡單使用方便,旋轉(zhuǎn)活塞水泵的使用可以有效地推動節(jié)水灌溉發(fā)展。最簡單的節(jié)水灌溉方法是噴灌,通過加壓將水均勻地噴在地里,實用的節(jié)灌方法不但要求設(shè)備簡單,運行費用低,灌溉效果好,還要解決方便的動力裝置,除了前面所說的人力外,可以采用電力或內(nèi)燃機(jī),但在田間少數(shù)地區(qū)可解決電源,多數(shù)地區(qū)用電不方便,內(nèi)燃機(jī)價格高,配套不方便自然使用也少。而旋轉(zhuǎn)活塞水泵可以借助使用廣泛的農(nóng)用三輪車,小排量摩托車的動力,這些動力,通常功率可以達(dá)到1—4千瓦,帶動旋轉(zhuǎn)活塞泵進(jìn)行低壓力的噴灌,每小時可噴20—100立方米的水量,可完成1—5畝地的灌溉。旋轉(zhuǎn)活塞水泵轉(zhuǎn)速變化范圍很寬,很容易與摩托車或農(nóng)用車的動力配接,控制油門改變轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)控制泵出水量的大小,適用于復(fù)雜多變的噴灌條件,與灌溉系統(tǒng)配套實現(xiàn)低能耗,低成本噴灌,使整個節(jié)水灌溉達(dá)到良好實用狀態(tài),建立起方便有效的節(jié)水灌溉模式,形成新的水泵需求市場。如果用電力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)活塞水泵噴灌,效果會更好。旋轉(zhuǎn)活塞水泵還可以選用畜力或風(fēng)力作動力,尤其適用于草原集雨灌溉防治草場退化的項目。與旋轉(zhuǎn)活塞水泵配套的節(jié)水灌溉設(shè)備價格可以控制在幾百元,每畝地的灌溉能耗費用能控制在1元左右,一套設(shè)備可以灌溉相當(dāng)大的面積,這樣可以由專門的灌溉專業(yè)戶為別人提供灌溉服務(wù),這種實用的節(jié)水灌溉設(shè)備有巨大的市場需求。小功率旋轉(zhuǎn)活塞水泵由于有自吸功能,還特別適用于塑料溫室的灌溉和各種特殊要求的灌溉。
二、旋轉(zhuǎn)活塞水泵在工農(nóng)業(yè)方面的用途
旋轉(zhuǎn)活塞水泵最突出的性能優(yōu)勢是高效節(jié)能,一臺泵在運行期間節(jié)能的價值,遠(yuǎn)超過泵本身的價值。在下述應(yīng)用領(lǐng)域能顯示出其優(yōu)越性能。
1)高揚程泵: 離心水泵在效率較高時單級泵揚程往往用在50米左右,追求單極泵揚程容易使效率下降,在一些需要高揚程的地方,采用多級水泵供水,向200米以上山頂提水需建多級泵站,建泵站廠房費用很高,如果使用旋轉(zhuǎn)活塞水泵,只用一級就可以實現(xiàn)200米的揚程,在高揚程狀態(tài)下還能保持高效率,也就是說可以大大降低泵站的造價,同時運行費用又低,旋轉(zhuǎn)活塞泵作為高揚程水泵,應(yīng)用優(yōu)勢是十分明顯的。
2)消防用水泵: 旋轉(zhuǎn)活塞水泵是恒流量泵,又是高壓泵,因而特別適用于消防水泵,旋轉(zhuǎn)活塞水泵流量不隨壓力變化,消防隊員可以通過改變消防水槍出水口面積而改變噴水壓力,從而控制噴水高度及噴水的形式和效果。同時旋轉(zhuǎn)活塞水泵的體積小、效能高、轉(zhuǎn)速變化范圍大易與消防車動力源配接等優(yōu)勢,也是消防水泵發(fā)展的趨勢和消防行業(yè)所企盼的。
3)深井泵: 用多級離心泵形式制成的深井泵效率較低,原因之一是深井泵為適應(yīng)深井條件外徑較小,轉(zhuǎn)速高,而旋轉(zhuǎn)活塞水泵外徑大小與泵的性能關(guān)系不大,可以把泵制造成外徑較小的細(xì)長形式,相同流量旋轉(zhuǎn)活塞水泵體積小于離心水泵,旋轉(zhuǎn)活塞水泵壓力又大,用單級或兩級即可實現(xiàn)很大的壓力,同時保持較高的效率,還能運行在較低的轉(zhuǎn)速條件下,這些都保證了旋轉(zhuǎn)活塞結(jié)構(gòu)的深井水泵的性能優(yōu)勢。
4)潛水泵: 旋轉(zhuǎn)活塞水泵有自吸功能,在很多使用條件下不一定要制作成潛水泵。但制作成潛水泵同樣具有十分明顯的性能優(yōu)勢,如同深井泵,旋轉(zhuǎn)活塞水泵體積小,外形又可做得細(xì)長,壓力大、效率高的優(yōu)勢是離心泵不可比的,配套潛水電機(jī)之后,外形更緊湊,使用效果更好。
5)樓宇供水加壓泵: 城市樓層越來越高,高層不能直接利用自來水供水,需要加壓,加壓的方式較多,用旋轉(zhuǎn)活塞水泵加壓,可以實現(xiàn)定流量樓層水箱加壓,變頻調(diào)速控制加壓水量,便于控制壓力與流量。
6)鍋爐供水泵: 旋轉(zhuǎn)活塞泵是定流量泵,用于鍋爐熱水泵可方便地控制熱水供水量,從而改善了供熱效果。
7)其它水泵: 旋轉(zhuǎn)活塞水泵的綜合性能優(yōu)越,設(shè)計制造簡單方便,可以將其設(shè)計成各種適用目的的高性能水泵,各種專用泵可單獨制作,以發(fā)揮其獨特性能優(yōu)勢,而不必用通用泵代替,這樣可以根據(jù)用戶使用需要來制作水泵。水泵的使用更加得心應(yīng)手,應(yīng)用的領(lǐng)域更加廣泛。
三、大型旋轉(zhuǎn)活塞水泵
大型泵的使用場合主要是大型提水工程,大型自來水廠的水泵。工程設(shè)備投資巨大,運行費用很高,如果能將這些泵的效率提高一些,那么每天的節(jié)能費用將是相當(dāng)可觀的,這些水泵作為專用水泵第一個追求的技術(shù)指標(biāo)是效率,水泵在流量較大時往往效率較高,通常每小時上萬立米流量的水泵,效率可超過85%.國外先進(jìn)的水泵機(jī)組,效率可超過90%。這些水泵嚴(yán)格按照流量,揚程,轉(zhuǎn)速,設(shè)計參數(shù)來使用,效率較一般水泵高出很多,如進(jìn)一步提高效率則難度很大,但旋轉(zhuǎn)活塞水泵的大流量水泵效率可超過95%。還有進(jìn)一步提高效率的潛力,旋轉(zhuǎn)活塞水泵在大流量時除效率高外,還較離心水泵有更多的優(yōu)勢,如壓力高,揚程很容易達(dá)到一百多米,且保持高效率,體積較之離心泵小很多,僅為同流量離心泵的幾分之一,重量輕,給設(shè)備安裝運行,維護(hù)帶來了極大的方便,且設(shè)備的造價也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于離心泵的價格。在大型水泵使用領(lǐng)域,旋轉(zhuǎn)活塞水泵的應(yīng)用前景也同樣十分廣闊。
四、特殊功能的旋轉(zhuǎn)活塞泵:旋轉(zhuǎn)活塞水泵在結(jié)構(gòu)上有獨特的品質(zhì),據(jù)此可以形成一系列特殊使用目的的泵,如:
1)雙向泵 旋轉(zhuǎn)活塞水泵改變軸旋轉(zhuǎn)方向,進(jìn)出水口可逆向使用。
2)管道泵 旋轉(zhuǎn)活塞水泵可作為管道增壓泵直接接在管道中間,配合輔助設(shè)備,受管道內(nèi)壓力控制,壓力較高時,不需要增壓,水直接流過,管道內(nèi)壓力較小時,旋轉(zhuǎn)活塞管道水泵自動開啟增壓。
3)輸油泵,輸氣泵, 旋轉(zhuǎn)活塞泵作為變?nèi)莘e壓力泵壓力高、流量大,很適合做輸油泵和輸氣泵,同時不存在抗銹、潤滑問題。在油氣輸送這一巨大領(lǐng)域旋轉(zhuǎn)活塞泵也可一顯身手。
五、旋轉(zhuǎn)活塞泵的其它功能:
旋轉(zhuǎn)活塞泵的結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢還可用于其它一些使用目的如:
1、真空泵 ;
2、空壓機(jī) ;
3、冰箱、空調(diào)壓縮機(jī);
4、液壓泵 ;
5、液壓馬達(dá)等。
六、旋轉(zhuǎn)活塞結(jié)構(gòu)亦可作為內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)在很多方面比往復(fù)式活塞結(jié)構(gòu)內(nèi)燃機(jī)優(yōu)越。
旋轉(zhuǎn)活塞水泵優(yōu)越的性能和廣泛的用途作為新技術(shù)推廣具有深遠(yuǎn)的發(fā)展前景,旋轉(zhuǎn)活塞水泵屬于新原理源頭技術(shù),是水泵技術(shù)的一種創(chuàng)新與突破,涉及各種水泵的應(yīng)用領(lǐng)域,使水泵性能和功能躍上了一個臺階。旋轉(zhuǎn)活塞水泵集中了往復(fù)活塞水泵和離心水泵兩種最優(yōu)秀水泵的優(yōu)點,其結(jié)構(gòu)為變?nèi)莘e壓縮泵,效率高,壓力大,具自吸功能,又直接采用旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動,并且有超越兩者的地方,如轉(zhuǎn)速變化范圍大,體積小等,具有廣泛的市場需求。市場需求分兩個層面。第一個層面是對現(xiàn)用水泵的替代,旋轉(zhuǎn)活塞水泵優(yōu)越性能勢必在很多應(yīng)用領(lǐng)域取代離心泵,這將形成很大的應(yīng)用規(guī)模。另一個層面是隨著水泵性能和功能的提高,開拓出中小功率泵應(yīng)用新領(lǐng)域,如前面介紹的小規(guī)模節(jié)水灌溉中的巨大應(yīng)用市場。
水泵行業(yè)是傳統(tǒng)的機(jī)械行業(yè),離心水泵制造技術(shù)和性能已日趨完善,水泵市場日趨飽和,水泵市場的競爭對生產(chǎn)廠家沖擊越來越厲害,在蘭州一家水泵廠門前,有幾十家經(jīng)銷全國各地水泵產(chǎn)品的商店。這一方面說明水泵市場的巨大,另一方面說明水泵市場的競爭日趨激烈,很多廠家都生產(chǎn)相同規(guī)模和性能的水泵,隨著更多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)陸續(xù)進(jìn)入水泵制造業(yè),幾乎白熱化的競爭迫使許多生產(chǎn)常規(guī)水泵的企業(yè)陷入困境。這些企業(yè)的根本出路在于水泵的性能和功能的創(chuàng)新,以全新優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品取代傳統(tǒng)產(chǎn)品,以技術(shù)革命開拓出新的應(yīng)用市場,而旋轉(zhuǎn)活塞水泵技術(shù)就是首選的創(chuàng)新技術(shù),旋轉(zhuǎn)活塞水泵巨大的市場前景將會給首先涉足這一新技術(shù)、新成果的企業(yè)帶來發(fā)展的優(yōu)勢和機(jī)遇。旋轉(zhuǎn)活塞水泵簡單的原理和結(jié)構(gòu),使水泵產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)變得簡單易行,可使水泵企業(yè)毋需更改設(shè)備就能轉(zhuǎn)型生產(chǎn)本行業(yè)具有代表性前瞻性的高性能水泵。水泵的研究將主要變?yōu)椴牧霞凹庸すに嚨难芯?,從而引發(fā)出一個新的研究方向。
旋轉(zhuǎn)活塞水泵結(jié)構(gòu)在國內(nèi)查新,屬國內(nèi)首創(chuàng),已獲國家專利。但目前沒有形成產(chǎn)品,需要盡快把這一先進(jìn)的新技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,適應(yīng)市場需求。首先需要讓更多的人知道和了解旋轉(zhuǎn)活塞水泵,進(jìn)而認(rèn)可它的先進(jìn)性和應(yīng)用發(fā)展前景,通過生產(chǎn)企業(yè)將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。認(rèn)可旋轉(zhuǎn)活塞水泵先進(jìn)性需要進(jìn)行原理可行性分析和實際效果鑒定。旋轉(zhuǎn)活塞水泵工作原理十分簡單、合理,可以就其原理的合理性、先進(jìn)性在理論上進(jìn)行分析論證。很多技術(shù)性能優(yōu)勢直接在理論上就可以得到論證,在對原理先進(jìn)性認(rèn)可的基礎(chǔ)上,可以方便地設(shè)計制作出旋轉(zhuǎn)活塞水泵樣品,檢測其性能指標(biāo),達(dá)到檢驗旋轉(zhuǎn)活塞水泵技術(shù)性能指標(biāo)的目的。標(biāo)簽:
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