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液冷系统泵概述

铁路行业和宝德解决方案

最后更新时间 21月 10, 2024 |发表于 8月 9, 2019

利用液体流动的复杂系统依赖于无泄漏系统、可靠的液体密封、运输和密封解决方案。这些有源系统利用泵将液体推入油罐和储罐、热交换器和液体冷板等部件之间的软管和管道。

离心泵概述

液体冷却系统的可靠泵

Centrifugal-Pump-Exploded-Diagram

"离心泵"一词包含多种泵技术。离心是指"定向或远离中心或轴",因此离心泵使用旋转叶轮向外移动流体。流体进入泵,并被吸引到叶轮的眼睛或中心,然后通过叶轮旋转作用产生的离心力通过叶片(叶片)向外。液体被强制到泵壳体外部(或液体)并排出泵的放电(见图1)。离心泵的流量取决于系统压力下降:压降越高,流量越低。

Boyd的许多液体冷却系统使用无密封的磁力驱动离心泵,也称为磁力驱动。磁力驱动泵使用两个磁铁来驱动叶轮。一个磁铁附着在电机轴上,一般称为“驱动磁铁”。另一个磁体连接到叶轮(“驱动”或“叶轮”磁体)。驱动磁铁旋转,导致叶轮磁铁,因此叶轮,以相同的速率旋转。这种泵设计消除了泵密封件,这些密封件经常因电机轴旋转引起的摩擦而磨损,并且是泄漏源。在我们的离心泵中,驱动磁体整体成型到叶轮中并进行热塑性涂层,以确保泵流体的零污染。因此,“磁力驱动”可确保泵的完整性,并消除任何轴或密封件泄漏的可能性。

磁驱动离心泵具有许多特性,因此是冷水机组/冷却系统应用的首选。如果操作得当,它们没有任何重大磨损项目,因此离心泵的使用寿命将大大超过正排量泵和带密封件的离心泵。此外,此设计不会产生可能堵塞系统过滤器的颗粒,因此泵的性能不会随时间而改变。所有泵都会向流体输送一些热量,但尽量减少泵中添加的热量以确保循环式冷水机组具有严格的温度稳定性非常重要。由于磁驱动泵产生热量的摩擦表面极少,因此与其他泵类型相比,它们向流体输送的热量要少得多。

长而免维护的使用寿命,加上其他设计优势,使磁力驱动的离心泵成为Boyd液体冷却系统的首选。

正排量泵优势和操作原理

PDP 泵的工作原理以及何时在您的系统中使用它们

Cooling-System-PDP-Pump

容积式 (PD) 泵设计用于通过加压来移动液体,具有多种配置,例如旋片、齿轮、螺杆、螺杆、螺杆、阿基米德螺杆、活塞和柱塞。从历史上看,几千年前为原始灌溉目的而发明的一些最早的水泵是正排量设计。许多 Boyd 制冷系统都使用旋片正排量配置。此类泵的其他应用包括后混合饮料分配器、浓缩咖啡机、反渗透水过滤系统、啤酒乙二醇冷却回路和焊枪冷却器。

Positive-Displacement-Pump-Operation-Diagram

Boyd 容积式泵的工作部件由黄铜或不锈钢和碳石墨材料制成,全部加工成可靠运行所需的高精度。这些泵通过填充和排放由石墨叶片形成的可变体积腔室来运行,石墨叶片沿着转子中的加工径向槽滑入和滑出。转子和叶片组件适合石墨护套。转子和护套偏移,形成对泵运行至关重要的偏心几何形状。(请参阅图 1。

当转子旋转(通常以每秒 1725 圈的速度)时,偏心几何形状使叶片沿凹槽向内滑动,从而在从入口移动到出口时减小每个腔室的体积。由于泵送的液体不易压缩,因此在到达泵出口时,液室被挤出造型室。

请注意,当转子转动和造型室体积变化时,叶片"浮动"在其插槽中。离心力和液压作用使叶片向外,使其与壳体内表面保持接触,从而提供有效的密封。叶片和护套之间的一层非常薄的流体将摩擦力降至最低。

这些正排量泵是自充的。与离心泵或涡轮泵不同,无论系统压力下降如何,流量都是稳定的。为避免系统过压,泵集成了一个安全阀组,可在 60 psi 时旁路流量。

容积泵非常具有成本效益。对于我们的循环冷水机组,Boyd 提供这些泵,流量从每分钟 1.3 加仑到 10 加仑不等。较小的泵可配备黄铜或不锈钢外壳。黄铜适用于大多数应用;建议将不锈钢用于去离子或高纯水。如果您对哪种泵最适合您的应用有疑问,请联系我们的应用工程师。

了解有关Boyd利用容积泵的环境液体冷却系统和循环冷却器的更多信息。

再生涡轮泵介绍

再生涡轮泵的工作原理及其优势

Centrifugal-Pump-Diagram

Boyd 的 TB-5 涡轮泵与循环冷水机组一起提供,是一种再生涡轮泵。

蓄热式涡轮泵通常被归类为称为离心泵的一般类别。虽然这种类型的泵确实借鉴了“花园品种”离心泵的许多工作原理,但相似之处就到此为止,因为它的性能特征大不相同。

在普通的离心泵中,液体进入叶轮(眼睛)的中心,由通常4至8个旋转叶片之一给予"推动",从而对流体产生离心力(见图1)。这种流体力在叶轮外围收集,称为涡流,并重定向到泵排放,以提供流量和压力。在再生涡轮机中,流体进入叶轮更接近其外围,其中第一组在 50 到 120 个非常小的叶片中,使流体在径向方向向叶轮外围发出小推力,很像离心泵。

Regenerative-Turbine-Pump-Casing-Channel-Cross-Section

水通道不是像离心泵一样收集流体力并立即从泵排放中重新定向,而是采用圆形路径将流体向叶轮叶片内径偏转(参见图 2 和 3)。在这里,它收到离心力的第二次推力,增加流体速度,从而产生流体的电位压力能力。用于描述这些多重螺旋/循环往返的术语称为再生,使该涡轮泵具有再生性质。这种再生原理是再生涡轮与离心泵具有高压产生特性的关键。实际上,再生涡轮机具有与多级离心泵类似的压力性能,但仅具有一个叶轮和更简单的套管设计。

再生涡轮泵是需要高压和紧凑设计的应用中的首选。再生涡轮机的典型压力与流量或头容量曲线陡峭,因此这些泵可以轻松克服线路限制,如临时堵塞或管道或管道长的摩擦。陡峭的压力特性意味着压力或限制的较大变化对流速的影响相对较小。再生涡轮机的另一个重要特征是脉动自由流动。

对于高压应用,正排量泵 (PD)(如活塞、隔膜或齿轮泵)也是一种选择,但它们通常有两个显著的缺点。许多 PD 泵具有脉动流量输出,可能导致最终应用中性能不一致,以及振动、机械损坏和气穴效应。正排量泵也往往机械密集型,并且经常有摩擦和磨损问题,从而增加维护和修理成本。再生涡轮机不遭受这些问题中的任何一个。

在可用的再生涡轮泵领域,Boyd的泵供应商增加了几个特性,以提供额外的功能和功能。第一种是采用双面浮动涡轮叶轮设计(见图4)。当叶轮两侧的压力均匀增加时,叶轮和外壳之间会形成一层薄薄的流体动力流体膜。该薄膜有助于防止叶轮磨损,并使叶轮自我调整到其最佳轴向位置。

Regenerative-Turbine-Pump-Impeller

平衡浮动叶轮的另一个好处是,对电机轴的轴压作用极少,从而延长电机轴承寿命。这些泵还进行了重大的性能优化,以提供最高压力功能,同时保持最佳效率。这些泵的另一个特点是其出色的低 NPSH(净正吸头)要求。当应用需要装置在非常接近沸点或泵送低蒸汽压力流体的温度下泵送流体时,这些泵提供专门设计的泵入口,可轻轻地将流体加速到水通道速度,从而显著地加速流体减少气穴效应。即使发生气穴,或液体已经含有经过训练的蒸汽,这些涡轮机可以处理超过50%的蒸汽体积。泵还提供各种冶金和弹性体,易于维修机械密封或无密封配置。

选择循环式冷机泵

为您的再循环冷水机组选择正确的泵

在配置 Kodiak 再循环冷水机组以满足您的要求时,选择正确类型的泵至关重要。使用系统的压力降作为基本决策规则应该会有所帮助。

问问自己,“我的系统压降是多少?将系统的压力与流量曲线叠加到冷水机组的泵曲线上。两条曲线的交点表示使用此泵通过系统的预期流量。了解预期流量后,您可以按照选择再循环冷却器示例进行操作,以确保系统具有足够的容量来消除热负荷。您可能需要检查几条曲线才能找到一条提供足够流量的曲线。

如果您不知道系统的压降,建议使用容积式 (PD) 泵。PD泵的流量与系统压降无关。为了系统安全,该泵具有内部旁路,出厂时设置为90 PSI。因此,如果您的系统压降大于90 PSI,则该泵将在旁路模式下运行。您需要通过使用大直径的较短软管来降低系统的压降。

Cooling-System-Turbine-Pump

Centrifugal-Pump-Curves-Graph

泵过滤器

容积式泵对水系统中的颗粒很敏感。如果您选择容积式泵,则需要包括一个滤水器。如果您在再循环冷水机组上安装了滤水器,我们建议您每周检查一次滤水器。使用新系统时,过滤器会迅速积累系统设置过程中引入的异物,从而导致系统性能下降。设置新系统后一天检查滤芯,以确保过滤器清洁且系统以最大容量运行。在进行此初始过滤器检查后,每周检查一次过滤器。我们建议您手头有更换过滤器的供应。为了进一步延长泵的使用寿命,我们建议您定期检查和清洁泵过滤器。请查看手册,了解推荐的频率。

不建议将水过滤器和去离子滤芯与离心泵配合使用。它们过多地增加了压降,从而减少了流量。如果您需要水过滤器或去离子滤芯,我们建议您使用受压降影响较小的涡轮泵。

泵寿命

容积式泵具有石墨翅片,如上所述,石墨翅片对颗粒物敏感。除了推荐使用滤水器外,我们还建议您每使用8,000 - 10,000小时更换一次泵。这将避免损坏与过度停机时间相关的单位和成本。

离心泵和涡轮泵对水流中的颗粒更具耐受性,因此比PD泵具有更长的使用寿命。我们建议每 28.000 小时更换一次这些泵。

泵成本

Boyd的标准冷却器包含一个容积泵。要升级到离心泵或涡轮泵,需要额外付费,具体取决于泵的尺寸。

如果您需要选择泵的其他帮助,请联系Boyd与我们的工程团队讨论您的应用。

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