Este artículo presenta principalmente el historial de desarrollo, la clasificación, los principios de funcionamiento y las aplicaciones relacionadas de las bombas de uso común en la vida, y espera con valentía la dirección de desarrollo de las bombas.
Palabras clave: historia del desarrollo, clasificación, principio, aplicación, dirección.
Introducción: Una bomba es una máquina que transporta o presuriza líquidos. Transfiere la energía mecánica del motor primario u otra energía externa al líquido, aumentando la energía del líquido. Las bombas se utilizan principalmente para transportar líquidos, incluidos agua, aceite, líquidos ácido-base, emulsiones, emulsiones suspendidas y metales líquidos. También pueden transportar líquidos, mezclas de gases y líquidos que contengan sólidos en suspensión. En la vida diaria y en la producción industrial no podemos prescindir de las bombas.
La historia del desarrollo de las bombas
La mejora del agua es muy importante para la vida y la producción humana. En la antigüedad han aparecido diversos dispositivos para elevar agua, como las bombas de cadena egipcias (siglo XVII a. C.), las naranjas chinas (siglo XVII a. C.), los molinos de viento (siglo XI a. C.) y las ruedas hidráulicas (siglo I d. C.). Más famoso es el tornillo inventado por Arquímedes en el siglo III a. C., que puede elevar agua de manera suave y continua hasta una altura de varios metros. Su principio todavía se utiliza en las bombas de tornillo modernas.
La bomba contra incendios inventada por el antiguo artesano griego Ctesibius alrededor del año 200 a.C. es la bomba de pistón más primitiva. Tiene los componentes principales de una bomba de pistón típica, pero la bomba de pistón se desarrolló después de la aparición del vapor. El motor se desarrolló rápidamente.
En 1840-1850, Worthington inventó la bomba de pistón con el cilindro de la bomba y el cilindro de vapor uno frente al otro, marcando la formación de la bomba de pistón moderna. El siglo XIX fue el punto culminante del desarrollo de las bombas de pistón, que se utilizaron en maquinaria como las prensas hidráulicas. Sin embargo, con el fuerte aumento de la demanda de agua, a partir de la década de 1920, las bombas de pistón de baja velocidad con caudales extremadamente limitados fueron reemplazadas gradualmente por bombas centrífugas de alta velocidad y bombas de rotor. Sin embargo, en el campo de la alta presión y el pequeño caudal, las bombas alternativas todavía ocupan una posición dominante, especialmente las bombas de diafragma y las bombas de pistón, que tienen ventajas únicas y se utilizan cada vez más.
La aparición de las bombas de rotor está relacionada con los requisitos cada vez más diversos para el transporte de líquidos en la industria. Ya en 1588 había registros de bombas de paletas de cuatro palas, y también aparecieron una tras otra varias otras bombas de rotor. Sin embargo, hasta el siglo XIX, las bombas de rotor todavía tenían deficiencias como grandes fugas, gran desgaste y baja eficiencia. A principios del siglo XX, la gente resolvió los problemas de lubricación y sellado del rotor y utilizó motores de alta velocidad para accionar bombas de rotor, que son adecuadas para alta presión, caudales pequeños y medianos y diversos líquidos viscosos. Los tipos de bombas rotativas y los tipos de líquidos que son adecuados para transportar no tienen comparación con otras bombas.
¿La idea de utilizar la fuerza centrífuga para suministrar agua apareció por primera vez en Leonardo? En un boceto de Leonardo da Vinci. En 1689, el físico francés Papin inventó la bomba centrífuga de voluta de cuatro palas. Pero lo que se acerca más a las bombas centrífugas modernas es la llamada bomba Massachusetts con álabes radiales rectos, impulsor semiabierto de doble aspiración y voluta que apareció en Estados Unidos en 1818. Entre 1851 y 1875 se inventaron sucesivamente las bombas centrífugas de múltiples etapas con paletas guía, lo que hizo posible el desarrollo de bombas centrífugas de gran elevación.
Aunque el matemático suizo Euler propuso las ecuaciones básicas de la maquinaria hidráulica de impulsor ya en 1754, sentando una base teórica para el diseño de bombas centrífugas, no fue hasta finales de la década de 1990 que se dio a conocer la invención de las bombas centrífugas. motores de velocidad fabricados bombas centrífugas Sólo cuando se obtiene una fuente de energía ideal se pueden aprovechar plenamente sus ventajas. Con base en la investigación teórica y la práctica de muchos académicos como Renault en el Reino Unido y Pfleidrell en Alemania, la eficiencia de las bombas centrífugas ha mejorado enormemente y su rango de rendimiento y campos de aplicación también se han ampliado cada vez más, convirtiéndose en las más utilizadas y bomba de mayor rendimiento en los tiempos modernos.
Clasificación de las bombas
Las bombas se suelen dividir en bombas de desplazamiento positivo, bombas de potencia y otros tipos de bombas según sus principios de funcionamiento, como bombas de chorro, bombas de golpe de ariete, bombas electromagnéticas. y bombas de elevación de gas. Las bombas se pueden clasificar y nombrar de otras formas además de cómo funcionan. Por ejemplo, según el modo de conducción, se pueden dividir en bombas eléctricas y bombas hidráulicas; según su estructura, se pueden dividir en bombas de una sola etapa y bombas multietapa, según su uso; bombas de alimentación de calderas y bombas dosificadoras según las propiedades del líquido transportado, se pueden dividir en bombas de agua y bombas de aceite y bombas de lodo.
El principio de funcionamiento de la bomba
3.1 Bomba de desplazamiento positivo
El caudal de una bomba de desplazamiento positivo es constante a una determinada velocidad o número de movimientos alternativos y casi no cambia con la presión; el caudal y la presión de la bomba alternativa fluctúan mucho, y se deben tomar las medidas correspondientes para reducir la pulsación; la bomba rotativa generalmente no tiene pulsación o solo tiene una pequeña capacidad de autocebado; extraiga el aire de la tubería y aspire el líquido después de arrancar la bomba. Al arrancar la bomba, la válvula de la tubería de descarga debe estar completamente abierta; la bomba alternativa es adecuada para alta presión y la bomba de rotor es adecuada; para caudales pequeños y medianos y alta presión; la bomba alternativa es adecuada para transportar líquidos limpios o mezclas de gas y líquido.
En términos generales, las bombas de desplazamiento positivo son más eficientes que las bombas dinámicas. La bomba eléctrica transfiere energía mecánica al líquido mediante la acción de un impulsor que gira rápidamente, aumentando su energía cinética y energía de presión, y luego convierte la mayor parte de la energía cinética en energía de presión a través del cilindro de la bomba para lograr el transporte. Las bombas eléctricas también se denominan bombas de impulsor o bombas de paletas. Las bombas centrífugas son las bombas eléctricas más comunes.
3.2 Bomba de potencia
La elevación generada por la bomba de potencia a una determinada velocidad tiene un valor limitado, y la elevación cambia con el caudal, la operación es estable y la entrega es; continuo, y el caudal y la presión no pulsan; generalmente no tiene capacidad de autocebado y necesita llenar la bomba con líquido o aspirar la tubería antes de que pueda comenzar a funcionar; tiene una amplia gama de rendimiento aplicable; para transportar líquidos limpios de baja viscosidad, y bombas especialmente diseñadas pueden transportar lodo, aguas residuales, etc. , o agua para transportar sólidos. Las bombas eléctricas se utilizan principalmente para el suministro de agua, drenaje, riego, transporte de líquidos de proceso, almacenamiento de energía en centrales eléctricas, transmisión hidráulica y propulsión a chorro de barcos.
3.3 Otros
Otros tipos de bombas se refieren a bombas que transfieren energía de otras formas. Por ejemplo, una bomba de chorro se basa en la expulsión a alta velocidad del fluido de trabajo para aspirar el fluido que se transportará a la bomba y transfiere energía mezclando los dos fluidos para intercambiar impulso; una bomba de golpe de ariete utiliza la energía generada cuando el agua fluye; frena repentinamente para elevar parte de la presión del agua a una cierta altura; la bomba electromagnética hace que el metal líquido cargado fluya bajo la acción de la fuerza electromagnética para lograr el transporte; el líquido a través del conducto para formar un fluido mixto gas-líquido que es más liviano que el líquido, y luego usa el tubo. La presión del líquido externo empuja el fluido mezclado hacia arriba.
4. Aplicación de bombas en producción y vida útil
4.1 Aplicación de bombas centrífugas de estampado de acero inoxidable en sistemas de agua
Bombas centrífugas de estampado de acero inoxidable, tapones de válvulas hidráulicas La estación de bombeo con válvula de retorno se utiliza principalmente para sistemas de agua de flujo pequeño y gran elevación, como sistemas de suministro de agua potable, sistemas de suministro de agua de calderas a presión, sistemas de purificación de agua de alta pureza, así como procesos de lavado y pulverización en medicina, alimentos y productos químicos finos. , fabricación de papel y otras industrias. El Centro de Difusión de Información sobre Ahorro de Energía de la Comisión Estatal de Economía y Comercio recientemente incluyó la bomba centrífuga de estampado de acero inoxidable como el "Caso de Mejores Prácticas de Ahorro de Energía" y analizó la aplicación y los beneficios del equipo.
Se entiende que las bombas de fundición tradicionales se fabrican mediante procesos complejos como la fabricación de moldes, el llenado de moldes y el mecanizado. Consumen mucha energía y materiales, requieren mucha mano de obra, contaminan gravemente el medio ambiente y. No se pueden fabricar bombas pequeñas con impulsores de flujo estrechos. Las bombas centrífugas estampadas en acero inoxidable se fabrican mediante procesos de estampación y soldadura, sustituyendo el proceso tradicional de fundición. La producción del cuerpo de la bomba puede ahorrar más del 70% de los materiales, mejorar la eficiencia entre un 3% y un 5%, lograr fácilmente la mecanización y la producción en masa automatizada, reducir la contaminación ambiental y reducir la intensidad de la mano de obra.
Fabricante de bombas centrífugas estampadas, produciendo 2.082 bombas centrífugas estampadas en acero inoxidable. En comparación con el proceso tradicional, el nuevo proceso ahorra 3,47 toneladas de materiales de acero inoxidable y reduce el consumo de energía de fundición en 7.634 kilovatios hora. Para los usuarios de máquinas de lavado y llenado de botellas, la potencia operativa real de la bomba de agua también se redujo de 2,18 kW a 2,11 kW, lo que supone un ahorro del 3,2 % de electricidad por máquina.
Además, debido a su peso ligero, tamaño pequeño, estructura general razonable y fácil mantenimiento, también se reducen los costes de mantenimiento. Según las estadísticas de la Oficina Nacional de Estadísticas y la Federación de la Industria de Maquinaria de China, la demanda anual de bombas de fundición de mi país es de 4,57 millones de unidades, y la demanda anual de bombas de flujo pequeño de fundición de aleación es de más de 380.000 unidades. Las bombas centrífugas estampadas de acero inoxidable son más livianas y hermosas en apariencia que las bombas de fundición, tienen mayor eficiencia y precios más bajos, la mitad que las bombas importadas. Tiene importantes beneficios económicos, una amplia gama de aplicaciones y amplias perspectivas de mercado.
4.2 Principio de la bomba hidráulica de golpe de ariete y ejemplos de aplicación
4.2.1 Principio de funcionamiento de la bomba hidráulica de golpe de ariete y rendimiento de elevación de agua
Suministro automático de agua de la bomba hidráulica de golpe de ariete El equipo es un dispositivo de conversión y mejora de energía hidráulica diseñado y fabricado utilizando el principio de impacto hidráulico y el principio de transmisión hidráulica. El equipo principal consta de tres partes: generador de impulsos, acoplador de energía y acumulador de energía. Es el equipamiento principal de la nueva estación microhidráulica. Este tipo de bomba hidráulica es esencialmente una bomba alternativa especial o un grupo de bombas, que utiliza las características de transmisión de energía hidráulica para formar un tipo especial de maquinaria hidráulica de desplazamiento variable en su conjunto.
En un sistema hidráulico, por alguna razón, la presión del líquido aumenta repentinamente, produciéndose un pico de presión muy alto. Este fenómeno se denomina choque hidráulico. La presión máxima de un choque hidráulico suele ser muchas veces mayor que la presión normal. La bomba de golpe de ariete utiliza el principio de impacto hidráulico, es decir, cuando el agua cierra repentinamente la válvula de salida durante el flujo normal, producirá un gran impacto en el cuerpo de la bomba. Utilizando esta fuerza de impacto, el agua puede enviarse a grandes alturas.
El impacto hidráulico es un flujo inestable y la onda de presión se propaga hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la tubería de alimentación de entrada de agua (tubería de desvío larga) a una velocidad c. En el diseño de una bomba de golpe de ariete, el aumento máximo en la presión de la tubería δP después de la válvula. Se cierra repentinamente se utiliza generalmente como potencia de bombeo de la bomba. Debido a que el choque hidráulico es un proceso de atenuación, se estudia la situación cuando la primera onda de aumento de presión llega a la entrada de la tubería.
Supongamos que el área de la sección transversal de la tubería es a, la longitud de la tubería es l, la velocidad inicial del líquido en la tubería es v, la densidad del líquido es ρ, y el tiempo para que la onda de presión se propague desde la válvula de impacto de drenaje hasta la entrada de la piscina de suministro de agua aguas arriba es t. En este momento, se aplica la ecuación del momento:
δP? ¿respuesta? T=ρALV
Entonces δ p = ρ LV/t = ρ V.
Donde C=L/T es la velocidad de propagación de la onda de presión en el agua, c = 1400 m/s.
Puede calcular la presión creciente máxima δP causada por el cierre repentino de la válvula de impacto de drenaje después de que el agua ingresa a la bomba de golpe de ariete desde una altura de 2 m a través de una tubería de desvío larga, y calcular la velocidad inicial v de el flujo de agua según la ley de conservación de la energía:
p>mgh=mV? V/2,
Entonces v = (2gh) 0,5 = (2 * 9,8 * 2) 0,5 ≈ 6,3m/s.
Por lo tanto, cuando la válvula de impacto se cierra repentinamente, la presión máxima ascendente δP es:
δP = cρV = 1400 * 1000 * 6,3 = 8,8 MPa
Entonces calcule la presión P requerida para elevar agua 100 metros:
p =ρGH = 1000 * 9.8 * 100 = 0.98 MPa
Se puede ver que δP es mucho mayor que P, entonces En teoría, utilizando el principio de impacto hidráulico, no es un problema utilizar una bomba de golpe de ariete para elevar parte del volumen de agua del flujo de caída de 2 metros a una altura de 100 metros.
En pocas palabras, el dispositivo de bomba consta de una cámara de bomba, una base de bomba y un acumulador. Hay dos válvulas en la sala de bombas: una es la válvula de impacto de drenaje W y la otra es la válvula de suministro de agua d. Las dos válvulas forman una válvula automática combinada. La válvula automática combinada se abre y cierra automáticamente bajo la acción del flujo de agua, generando pulsos hidráulicos: el agua extraída de la tubería de entrada de agua ingresa a la válvula de impacto W y se descarga. Cuando la velocidad de descarga alcanza el valor de diseño, la válvula de impacto W se cierra repentinamente, generando así una onda de impulso. Bajo esta alta presión, la válvula de suministro de agua D se abre y parte del agua en movimiento fluye hacia el tanque de aire y luego fluye desde el tanque de aire hasta el punto de uso o depósito de alto nivel. La energía del flujo másico de la tubería de entrada se agota con el suministro de agua, lo que provoca que el agua se detenga temporalmente. En este momento, la onda de presión se atenúa y, debido a la diferencia de presión entre las partes superior e inferior, la válvula de suministro de agua D se cierra automáticamente. Debido a la elasticidad de la tubería de entrada de agua y la columna de agua, después de que el impacto de elevación del agua se debilita, la columna de agua oscila ligeramente hacia atrás a lo largo de la dirección del flujo, por lo que aparece una presión negativa en la carcasa de la bomba, lo que hace que la válvula de impacto W se abra. el suyo. Abra la válvula de impacto W para continuar drenando el agua y luego repita el proceso anterior para levantar el agua. Para obtener un flujo de agua continuo y uniforme, se instala un colector de agua, también llamado colector, en el lado de impulsión de agua. Por lo tanto, la bomba de golpe de ariete se compone estructuralmente de dos componentes principales: el acumulador y la válvula automática combinada.
Los componentes alternativos más importantes en la estructura de la bomba son la estructura y las características de la válvula de impacto y la válvula de suministro de agua. Al mejorar la válvula automática, se puede mejorar el rendimiento de la bomba. La bomba de golpe de ariete funciona sin control, por lo que se requiere que las acciones de cada parte sean oportunas, precisas, seguras y confiables.
Según los datos, lo mejor es abrir y cerrar la válvula de impacto de la bomba de golpe de ariete al menos 40 veces/minuto. Se puede ver en el proceso de trabajo de la bomba de golpe de ariete que para que la bomba funcione normalmente, es muy importante diseñar y fabricar una válvula combinada que pueda abrirse y cerrarse automáticamente y responder rápidamente.
La fórmula de impacto hidráulico de la bomba de golpe de ariete es: △P=CρV=LV/t, donde △P es la presión de impacto; l es la distancia de propagación de la onda de choque v es la velocidad promedio; en la tubería de agua antes del impacto; t es el tiempo de cierre de la válvula de impacto. De la fórmula se puede ver que para aumentar la presión del impacto hidráulico, es necesario aumentar la velocidad promedio V en la tubería de agua antes del impacto, acortar el tiempo de cierre T de la válvula de impacto y aumentar la distancia de propagación L. de la onda de choque. Bajo la premisa de que se ha construido la estación de bombeo con golpe de ariete (H, L y V son fijos), es necesario producir un impacto hidráulico obvio y tener en cuenta la eficiencia de la estación de bombeo, principalmente para reducir el tiempo de cierre t de la válvula de impacto.
|^7
La válvula automática combinada de la bomba de golpe de ariete son dos válvulas especiales cuya potencia de trabajo es solo la potencia del pulso del flujo de agua y su propio peso. Del análisis mecánico de las válvulas automáticas se desprende que el tiempo de cierre de la válvula de impacto depende principalmente de factores como si existe un mecanismo de aumento de velocidad, la elasticidad de la junta, el peso del disco de la válvula y el flujo. tasa de salida.
El tiempo de apertura de la válvula de impacto depende principalmente de la presión negativa en la carcasa de la bomba, la resistencia de la junta, el peso del disco de la válvula y el caudal de la salida de agua.
La bomba hidráulica de golpe de ariete desarrollada por el Centro de Tecnología de Conservación de Agua Runze de Wuhan tiene una válvula de impacto automática que puede abrirse y cerrarse por sí sola sin cojinetes en la estructura, esforzándose por evitar el desgaste del vástago de la válvula. Además, para evitar el impacto y la vibración generados cuando la válvula de impacto está cerrada, se adopta una estructura amortiguadora en la estructura, de modo que la fuerza del impacto en la carcasa de la bomba, la tensión de la tubería de entrada de agua conectada a la bomba y La fuerza de impacto que actúa sobre la base es muy pequeña. Durante la investigación y el desarrollo, se utilizó el método de línea característica para realizar análisis por computadora del impacto hidráulico y el golpe de ariete flexible, y se llevaron a cabo investigaciones experimentales y análisis teóricos integrales desde los aspectos de materiales y resistencia. La bomba hidráulica de golpe de ariete aumenta la densidad del flujo de energía a través del diseño razonable de las características de transferencia de energía hidráulica, diseña con precisión la función de bombeo de pulso de la onda de choque hidráulica del componente generador de pulso, acelera la carga de la bomba hidráulica de golpe de ariete y permite que el componente generador de impulsos impacte automáticamente la válvula (incluido el dispositivo de disco de válvula auxiliar que aumenta la velocidad) para lograr una frecuencia de conmutación de 30 a 300 veces por minuto, logrando un funcionamiento de frecuencia media y alta.
El agua que cae sale de la piscina de entrada (piscina de suministro de la estación de bombeo) con una altura de 1 a 7 metros, y luego ingresa a la base a través de la tubería larga de desviación de agua para llenar la sala de bombas hasta llegar el nivel del agua de la piscina de admisión, momento en el cual se cierra la válvula automática. Para arrancar la bomba de golpe de ariete, es necesario abrir la válvula de impacto W varias veces con la mano para aumentar aún más la altura de presión de la cámara de aire en el acumulador. Cuando la presión en la cámara de aire alcanza aproximadamente tres veces la diferencia de altura, la presión generada por la oscilación de la columna de agua en la tubería de entrada de agua es suficiente para hacer que la válvula de salida se abra por sí sola, lo que hace que funcione la bomba de golpe de ariete. En este momento, la carga de presión de la cámara de aire continúa aumentando hasta que alcanza el valor de carga de presión en la parte superior de la salida de la tubería de agua, y luego la carga de presión es básicamente estable. Cuando la altura del agua y la presión son altas, el aire en la cámara de aire del acumulador general es absorbido gradualmente por el agua a alta presión, lo que eventualmente hace que la cámara de aire falle y el pico de presión aumente continuamente, lo que puede causar accidentes mecánicos. . Por lo tanto, en aplicaciones de gran elevación, es necesario rediseñar el componente del acumulador hidráulico de la bomba de golpe de ariete, utilizando principalmente un acumulador de bolsa de aire, o tomando medidas para rellenar manual o automáticamente el tanque de aire.
La altura y el caudal de la fuente de agua que gotea son uno de los factores importantes que determinan la altura y la capacidad de bombeo de la bomba de agua. Además, el rendimiento de trabajo de la bomba también se ve afectado por factores como el ángulo de instalación del tubo guía, el diámetro y la longitud del tubo guía y del tubo ascendente, y el número de tiempos de conmutación de la válvula de impacto. Después de muchas pruebas de ingeniería y pruebas de instalación y aplicación en sitio, se obtuvo la siguiente fórmula empírica:
(1) La relación entre la altura H y la caída del flujo de agua H: H/H = 10-50 ;
② Considere la bomba hidráulica de golpe de ariete como una combinación de una máquina eléctrica y una bomba de agua. Su eficiencia se puede definir mediante la siguiente fórmula:
η=qh/(QH). )
η es la eficiencia de la bomba; q es el caudal de bombeo; h es la altura de elevación; q es el caudal de entrada de la tubería de entrada de agua;
Fórmula empírica para la eficiencia de la bomba:
1 η=(1,17-1,37)-0,2((H-H)/H)0,5
(h-H)/ H =3-17 (Utilice varios tanques de almacenamiento de gas como acumuladores hidráulicos)
2,90%≥η≥60%, (h-h)/h = 2 ~ 49 (El acumulador hidráulico utiliza un dispositivo de almacenamiento de energía de diafragma).
③La capacidad de bombeo Q de la bomba de golpe de ariete: Q = η hq/(h-h+η h)
④La longitud del tubo guía L: L = 7-12h (El valor cambia con la diferencia de altura).
⑤El ángulo de instalación α de la tubería de desvío: el ángulo de elevación debe ser mayor que 5° y menor que 20°, y 7-15° es el ángulo de instalación óptimo.
⑥. Diámetro D de la tubería de desvío de agua: D = 0,3 (60Q) 0,5 (Q es el caudal garantizado de la fuente de agua que ingresa a la bomba durante todo el año).
⑦. Diámetro del riser d: d=0.5-0.1D (este valor cambia con la relación de caída h/H). Los principales indicadores técnicos del rendimiento de la bomba de golpe de ariete son su potencia y eficiencia. Sin embargo, debido a las limitaciones del sitio de instalación, las condiciones del terreno y las fuentes de agua, se deben considerar exhaustivamente varios factores en el diseño, como el volumen del suministro de agua, la altura del agua, la longitud de la tubería de entrada de agua, la altura de elevación del agua y el caudal de elevación del agua. , etc.
Según los datos, la vida útil más larga de las bombas de golpe de ariete extranjeras puede alcanzar más de 100 años, y sus piezas de desgaste solo incluyen almohadillas de goma, sellos y pernos.
4.2.2 Ventajas del uso de bombas hidráulicas de golpe de ariete
1. Las bombas hidráulicas de golpe de ariete aumentan la densidad del flujo de energía y diseñan con precisión la generación de impulsos mediante un diseño razonable de las características de transferencia de energía hidráulica. La función de bombeo de pulso de onda de choque acelera la carga de la bomba hidráulica de golpe de ariete, de modo que el componente generador de pulso puede impactar automáticamente la válvula (incluido el dispositivo de disco de válvula auxiliar que aumenta la velocidad) para lograr una frecuencia de conmutación de 30 a 300 veces por minuto. logrando un funcionamiento de media y alta frecuencia.
.
Según los datos, la frecuencia de conmutación de la válvula de impacto automática de la bomba de golpe de ariete es mejor no menos de 40 veces por minuto. Los datos de aplicaciones de ingeniería muestran que productos nacionales similares generalmente funcionan a bajas frecuencias (sólo 20 a 40 veces por minuto, no más de 60 veces).
2. Bajo ruido de funcionamiento. El ruido de funcionamiento de la nueva bomba hidráulica de golpe de ariete para agua potable RZ-50 es inferior a 80 decibelios, y el ruido de funcionamiento de nuevos productos nacionales similares (como la bomba de golpe de ariete de la serie BIL importada de Alemania) es tan alto como 105-130 decibelios.
3. La "bomba hidráulica de golpe de ariete" utiliza acero inoxidable y otros materiales resistentes a la corrosión para fabricar el cilindro acumulador para evitar la oxidación y la contaminación del flujo de agua elevado por la estación microhidráulica de la bomba de golpe de ariete.
4. El volumen efectivo del acumulador hidráulico se puede garantizar de manera efectiva mediante medidas simples como el dispositivo de inflado (incluido el manual), especialmente el volumen de la cámara de aire y el almacenamiento de energía no se perderán en el funcionamiento a largo plazo; el acumulador hidráulico No es necesario drenar el suministro de aire al energizador, lo que no provocará que se detenga la bomba de golpe de ariete. Productos nacionales similares (como las bombas de golpe de ariete de la serie BIL importadas de Alemania) utilizan en su mayoría semiacumuladores (acumuladores sin medidas de presión previa de gas), lo que provocará que la bomba de golpe de ariete se apague durante el escape y la reposición de aire.
5. El componente del acumulador hidráulico adopta un método de trabajo de ciclo de carga isotérmico, que reduce la pérdida de calor en la cámara de aire del acumulador hidráulico que puede ser causada por la válvula de impacto automática del componente generador de pulso durante condiciones medias y altas. -Trabajo de carga rápida de frecuencia y elimina el tradicional El aislador de manga de polipropileno en la superficie interior del cilindro del eliminador de golpe de ariete (acumulador de bolsa de aire, que utiliza el modo de trabajo del ciclo de carga adiabático) reduce la dificultad de procesamiento y el costo de fabricación.
6. "Bomba de golpe de ariete hidráulico", el nombre completo es "bomba de golpe de ariete de transmisión hidráulica compuesta modular", que consta de tres partes: componente generador de impulsos, componente de acoplamiento de energía y componente de almacenamiento de energía. Las bombas hidráulicas de golpe de ariete utilizan componentes de acoplamiento de energía como convertidores de energía especiales para lograr el acoplamiento de energía, lo que puede realizar la conversión de los modos de trabajo hidráulicos CC/CA. Equipo de suministro automático de agua con bomba hidráulica de golpe de ariete: la nueva bomba hidráulica de golpe de ariete para agua potable de la serie RZ es un dispositivo de conversión y actualización de energía hidráulica diseñado y fabricado utilizando el principio de impacto hidráulico y el principio de transmisión hidráulica. Por lo tanto, el principio de diseño de la bomba hidráulica de golpe de ariete es diferente de la bomba de golpe de ariete tradicional que solo utiliza el principio de golpe de ariete.
5. Tendencias de desarrollo de las bombas
El desarrollo tecnológico de las bombas, al igual que el desarrollo de otras industrias, está impulsado por la demanda del mercado. Hoy, la historia ha entrado en el siglo XXI. En el contexto del desarrollo de alta tecnología en la protección del medio ambiente, la electrónica y otros campos y la enorme demanda de desarrollo sostenible en el mundo, la gente ha traído rápidos cambios tecnológicos y cambios en muchas industrias o campos. incluida la industria de las bombas.
Las tendencias de desarrollo tecnológico de las bombas incluyen principalmente las siguientes direcciones:
(1) Diversificación de productos
La vitalidad de los productos radica en la demanda del mercado. La demanda del mercado actual es tener características propias y destacarse; esto es lo que crea la tendencia a la diversificación de los productos de bombas. Su diversidad se refleja principalmente en la diversidad de medios de transporte de bombas, diferencias en la estructura del producto y diferencias en los requisitos operativos.
Desde la perspectiva de la diversidad de medios de transporte, las primeras bombas podían transportar agua sola y otros líquidos, gases o lodos fluidos, y ahora pueden transportar mezclas sólido-líquido, mezclas gas-líquido y sólidos. -mezclas de gases líquidos, hasta que se puedan transportar patatas, pescado y otros objetos vivos. Los diferentes objetos de transporte tienen diferentes requisitos en cuanto a la estructura interna de la bomba.
Además de los diferentes requisitos para la estructura de la bomba durante el transporte, se plantean nuevos requisitos para la estructura interna o externa de la bomba en términos de forma de instalación, diseño de tuberías, mantenimiento, etc. Al mismo tiempo, cada fabricante también ha añadido sus propias ideas al diseño estructural, aumentando aún más la diversidad de estructuras de bombas.
Basado en el contexto general de desarrollo sostenible y protección ambiental, el entorno operativo de la bomba impone muchos requisitos en el diseño de la bomba, como reducir las fugas, reducir el ruido y la vibración, mejorar la confiabilidad y extender la vida útil. , etc. , que presentan diferentes énfasis o varios énfasis a considerar en paralelo, inevitablemente formarán una forma diversificada de bombas.
(2) La combinación orgánica de mejorar el nivel de diseño de la bomba y optimizar la tecnología de fabricación.
En la era de la información, los diseñadores de bombas ya han utilizado tecnología informática para desarrollar y diseñar productos (como el uso de CAD), lo que ha mejorado enormemente la velocidad del diseño en sí y ha acortado el ciclo de diseño del producto. En la industria manufacturera orientada a la producción, la tecnología de fabricación representada por la tecnología CNC CAM se ha integrado profundamente en la producción de bombas. Sin embargo, a juzgar por la situación nacional actual, la tecnología CAM CNC se utiliza principalmente para la producción de productos por lotes. Para la producción de una sola pieza o de lotes pequeños, la tecnología CAM aún no se ha implementado ampliamente en la industria de las bombas, y la producción de una sola pieza y de lotes pequeños todavía se basa principalmente en equipos de producción tradicionales.
Dado que el mercado exige a los fabricantes acortar los plazos de entrega tanto como sea posible, especialmente para productos especiales (productos producidos según las necesidades del usuario), los fabricantes de bombas se ven inevitablemente obligados a acelerar el uso de la tecnología CAM e incluso de las integradas por ordenador. Los sistemas de fabricación (CIMS) y la fabricación flexible (FMC y FMS) manejan todos los aspectos, desde el diseño hasta la fabricación de moldes y el procesamiento de piezas de manera coordinada para garantizar que una vez completado el diseño, el procesamiento de las piezas del producto tienda a completarse en al mismo tiempo, asegurando así que se acorte el ciclo de producción del producto.
Al mismo tiempo, además del dibujo por computadora, también se realizarán análisis de resistencia del producto, predicción de confiabilidad y diseño tridimensional en el soporte de computadora, y se evitarán problemas de proceso, problemas estructurales locales y problemas de ensamblaje antes. producción y acortar el ciclo de producción de prueba de los productos.
(3) Estandarización y modularización de productos
Si bien los productos están diversificados, como productos de uso general, el volumen total de bombas sigue siendo enorme. En el mercado, además de la competencia tecnológica, la competencia de precios de productos, especialmente la competencia de precios de productos en general, es una tendencia inevitable. Bajo la tendencia de diversificación de productos, es necesario lograr ventajas competitivas en los precios de los productos, mejorar la estandarización de las piezas del producto y lograr la modularización de las piezas del producto. Cuando se modularizan muchas piezas, los productos se pueden diversificar combinando diferentes módulos o cambiando las características de piezas individuales. Al mismo tiempo, sólo mejorando la estandarización de las piezas será posible realizar verdaderamente una producción de piezas a gran escala basada en la diversificación de productos, reduciendo así los costos de producción y formando una ventaja competitiva para los productos. Ciclo de entrega de productos basado en la diversificación de productos.
(4) Mejorar las características internas de la bomba y perseguir las características externas.
Las llamadas características inherentes de la bomba se refieren a las características inherentes del producto, incluido el rendimiento del producto, la calidad de las piezas, la calidad del ensamblaje completo de la máquina, la calidad de la apariencia, etc. , o simplemente llamado calidad. En este punto, muchos fabricantes de bombas están preocupados por esto y están trabajando arduamente para mejorarlo. De hecho, podemos encontrar que muchos productos no cumplen con los resultados de la inspección de fábrica después de ser probados en la fábrica y entregados a los usuarios, y ocurren algunos problemas como sobrecarga, aumento de ruido, uso insatisfactorio o reducción de la vida útil. En la práctica, el punto de funcionamiento o las características de la bomba se denominan características externas o características del sistema de la bomba.
Al diseñar un producto, los técnicos suelen pensar mucho en mejorar la eficiencia de un producto en un uno por ciento. Sin embargo, si el funcionamiento de la bomba se desvía del punto de alta eficiencia diseñado, la eficiencia operativa real se reducirá en más del 1%. En la actualidad, los fabricantes de bombas proporcionan a los usuarios equipos de control y conjuntos completos de equipos que incluyen conversión de frecuencia, lo que en realidad implica la búsqueda de las características externas de la bomba. Sobre esta base, se debe prestar más atención al sistema de control centralizado de la bomba. Al pasar al siguiente nivel, se puede mejorar la eficiencia operativa de toda la bomba y de la estación de bombeo. Esto es la búsqueda de las características externas de la bomba. .
Desde una perspectiva de ventas, vender productos significa vender las características inherentes de la bomba; centrarse en las características externas de la bomba significa que el fabricante no solo vende productos, sino que también vende estaciones de bombeo (conjuntos completos de proyectos). ).
Desde la perspectiva del uso, un buen producto debe ser un producto adecuado para el entorno de uso, en lugar de un producto que haya sido probado y juzgado por la fábrica.
(5) Mayor desarrollo de la mecatrónica.
Al igual que con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, cada vez existen más disciplinas interdisciplinarias y marginales en el campo de la ciencia y la tecnología. En esta etapa, la investigación interdisciplinaria es muy común, y lo mismo ocurre con la técnica. desarrollo de productos de bombas. Tomemos como ejemplo la bomba encapsulada. Para eliminar el problema del sello del eje de la bomba, debemos comenzar desde la estructura del motor. Es imposible limitar solo la bomba en sí. Para resolver el problema del ruido de la bomba, no solo debemos resolver el problema. Patrón de flujo y vibración de la bomba, pero también resuelve el problema del ruido de las palas del motor y el ruido del campo electromagnético. Para mejorar la confiabilidad de la bomba sumergible, el motor sumergible debe agregar medidas como protección contra fugas y protección contra sobrecarga. Para mejorar la eficiencia operativa de las bombas de agua, debemos confiar en la aplicación de tecnología de control. Todo esto muestra que para desarrollar el nivel técnico de las bombas, debemos comenzar desde los aspectos de soporte de motores y tecnología de control al mismo tiempo, tomar consideraciones integrales y maximizar el nivel integral de la mecatrónica.
Referencia
[1] Liu Yun, editor en jefe Jiang Peizheng, Process Fluid Machinery. Beijing Chemical Industry Press 2009
[2] Sun Qicai, editor en jefe Jin Dingwu, principio centrífugo, cálculo de estructura y diseño. Beijing: Machinery Industry Press, 1987.
[3] Guan, editor en jefe, Modern Pump Technology Handbook, Beijing: Aerospace Press, 1995.