自吸泵的种类和工作原理（自吸泵设计11个点）
2020-05-230
自吸泵按作用原理可分气液混合式，水环轮式，射流式三大类，其中包括内混式和外混式设计要点，以及自吸泵的11个设计要点。
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1.自吸泵的种类和工作原理
所谓自吸泵，就是在启动前不需要灌水，经短时间运转，靠泵本身的作用，即可把水吸上来，投人正常运行。而普通离心泵，若吸入液面在叶轮之下，启动时应预先灌水，很不方便。为在泵内存水，吸入管进口需带底阀，泵工作时，底阀造成很大的水力损失。
自吸泵按作用原理分为以下几类：1) 气液混合式(包括内混式和外混式)；
2) 水环轮式,
3) 射流式（包括液体射流和气体射流).
气液混合式自吸泵工作过程：平时设法在泵内存一定量的水，泵启动后由于叶轮的旋转作用，吸入管路的空气和水充分混合，并被排到气水分离室。气水分离室上部的气体排出，下部的液体重新返回叶轮，和吸人管路的气体混合，直到把泵及吸人管路内的气体全部排尽，完成自吸，正常抽水。
根据气液混合后水回流的部位不同，气液混合式自吸泵分为内混式和外混式。其中气 液分离室中的液体回流到叶轮进口处，空气和水在叶轮进口处混合的称为内混式自吸泵，气液分离室中的液体回流到中轮出口处，空气和水在叶轮外缘处混合的称为外混式自吸泵。
下面主要讲述气液混合式的两种设计要点;
2.内混式和外混式自吸泵设计要点
（1）外混式自吸泵（图12-1）外混式自吸泵是由双层泵体、抬高的进水弯管、进口逆止蝌等组成，双层泵体的内体为涡室，内外体形成的空腔下部为储液室，上部为气液分离室。在储液室下部和涡室的壁厚上开有回流孔，
从泵出口排出的气液浪合物，在气液分离室进行分离，气体向上 通过排气阀排出，液体回流到储液室，通过回流孔回流到叶轮出口，再和叶轮出口的气体混合后，排出到气液分离室，如此反复，实现自吸。泵正常运行后，关闭排气阀，而回流孔由于涡室内部和储液室的压差很小，回流孔的泄漏不大。
（2）内混式自吸泵（图 12—2)
内混式自吸泵的结构和外混式类似，也是由双层（带气水分离室）的泵体，抬高的进水弯道 、回流喷嘴、回流、进口逆止阀等组成。泵启动后，泵体内的水通过回流管道回流到叶轮进口，
在叶轮内进行气液混合，而后由叶轮排出到压水室出口，在气水分离室里进行气液分离，气体向上通过泵出口(排气阀)排出，液体回流到泵体下面，再通过回流管首、喷嘴回流到叶轮进口，这样反复循环，直到把泵体及管路的气体排尽，泵正常工作。这时，排气阀在水压的作用下关闭（或者采用电磁阀控制），泵下面回流阀也在水压的作用下同时关闭（或者采用电磁阀控制）.
3.自吸泵的设计要点
容积式泵的自吸性能优良，是因为容积式泵从进口到出口是一个连续的封闭的流道，进入泵内的气液混合物全部排到泵的出口。如果使离心泵自吸性能向容积式泵自吸性能靠近，则过流部件应紧凑，尽量消除多余的可能积存液体的空间，如叶轮前后盖板腔尽量小等。开式、半开式叶轮自吸性能好，是因为叶片前缘紧靠泵体，没有前泵腔。总 之尽置使叶轮内的气液混合物，尽量多的排出到气液分离室，是提高自吸性能的基本原则
❶因自暖泵的水力损失比普通离心泵大，要达到相同的扬程，叶轮外径d2应在一 載离心泵的设汁基础上适当加大
D2= KD\2
式中d’2——按普通离心泵计算的叶轮外径；
K—自吸泵叶轮直径修正系数，一般取K=l. 03〜1,08。
❷叶片出口宽度取为和普通离心泵相同或稍大，以利于外混式自吸泵的气液混合。
❸涡室优先选用矩形涡室（宽度尽量取小），以利于气液混合物从涡室中排出，涡
室的面积和普通离心泵相同或稍大点。
❹为使叶轮出口的气液混合物全部排出到气液分离室，隔舌起到刮板的作用，间隙 要比普通离心泵小，间隙越小，气液混合物排出越多，自吸时间越短。隔舌与叶轮外径 的间隙一般取为0.5〜1mm。隔舌的起始端有一小圆弧段，应注意不使圆弧段过长，以免产生大的噪声。
❺泵体回流孔的位置和大小（图12—3)。
因为泵正常工作时，泵出口（储液室）的压力大于涡室内部压力（除在大流量运行 外)，所以液体经回流孔从储液室向涡室回流。实践证明，回流孔的面积越大，回流的液体越多，自吸时间越短，但最大自吸高度、泵的扬程和效率均减低。这是因为在自吸过 程中，随着叶轮进口真空度提高，经回流孔的回流速度也增加，储液室中水位下降较多， 回流液体夹带气体增多，即和吸入管路气体混合的回流液体减少，无法进一步增大真 空度。
内混式回流孔布置在叶轮的进口，而外混式回流孔通常布置在从隔舌起沿叶轮旋转方向的190°〜220°之间。回流孔不应布置在最低处，否则对自吸时间和最大自吸高度都 有不利影响。
内混式回流孔最小截面的当量直径由下式估算
式中d一一回流孔截面当量直径，mm;
Q--泵的流量，m3/s;
n--泵的转速，r/min。
内混式自吸泵的回流孔一般为圆形，而外混式自吸泵的回流孔一般为沿叶轮外缘的 环形或矩形，其截面积和内混式相等。
❻储液室和气液分离室的容积。
储液室增大，自吸时间缩短。一般取V储为泵流量之半，即V储=0.5Q;气液分离室 容积小，分离速度慢，气液分离效果差，自吸时间长，一般取V分储。
❼泵体吸入口到中心线的高度/i。
A影响气液分离室大小和储水量多少，&尽量大对气体逸出有利。
A = 0• 5£>2 + 0• 5DS + C
式中D2--叶轮外径；
Ds——泵体进口直径；
C-~余量，取10〜100 mm,大泵、ns大的泵取大值。
❽扩散管的形状和位置。
扩散管出口一般在气液分离室之内，与出口的距离为（1〜2) Drf，其出口直径可大 于泵的出口直径队，以减小突然扩散的损失。如果扩散管延长到分离室出口，则应在侧 莖上开出网孔或窗口。
❾内混式自吸泵正常工作时_回流通道必须关闭,否则泄漏非常大,回流阀可采用橡胶钢球阀（自动关闭）或平板阀（人工关闭)。球阀在自吸过程中，由于回流管道两侧的压差小于球阀的自重，球阀落下；泵正常运转时，回流通道两侧压力增大，将球阀推向阙座而关闭。球阀的大小和重量应与回流量和球阀到阀座的距离相匹配，否则不会正常工作。
外混式自吸泵的回流孔，在泵正常运行时，一般不堵。为了提高泵的效率，也可采用自+程完成后自动或人工关闭回流孔的结构。
如图12—4所示是装弹性阀|用橡胶制作）的结构。在自吸过程中，弹性阀在性力作用下处于开扁状态，泵自吸过程完毕，开始正常运转时，储液室压力高于涡室内 压力，弹性阀被压篇使储液室与涡室隔断，这样就消除了泄漏损失。
❿增大叶轮外径和叶片数,使自吸时间变短
⑪对外混式自吸泵，把叶轮后盖板出口处沿径向切除參部分（如10mm), 这样就扩大了气液混合能力;或者同时在相对的泵体上加隔板（和叶片间隙0.5-1 mm)，可以缩短自吸时间，防止气液混合就地循环，而被排送出去。