Tiivistelmä: Tässä artikkelissa esitellään dieselmoottorin itseimevä pumppuyksikkö, joka käyttää dieselmoottorin pakokaasuvirtausta alipaineen aikaansaamiseksi. Yksikkö sisältää keskipakopumpun, dieselmoottorin, kytkimen, venturiputken, äänenvaimentimen, pakoputken jne. Dieselmoottorin ulostuloakseli koostuu kytkimestä ja kytkimestä. Äänenvaimennin on yhdistetty keskipakopumpun sisääntuloakseliin, ja äänenvaimentimen pakoaukkoon on asennettu sulkuventtiili. Äänenvaimentimen sivulle on lisäksi asennettu pakoputki, joka on yhdistetty venturiputken ilmanottoaukkoon. Venturiputken sivulle on asennettu pakoputki. Tien liitoskohta on yhdistetty keskipakopumpun pumpun kammion pakoaukkoon, putkistoon on asennettu sulkuventtiili ja tyhjiöventtiili, ja poistoputki on yhdistetty venturiputken pakoaukkoon. Dieselmoottorista poistuva pakokaasu johdetaan venturiputkeen, ja keskipakopumpun pumpun kammiossa ja keskipakopumpun vedenottoputkessa oleva kaasu pumpataan ulos tyhjiön muodostamiseksi, jolloin keskipakopumpun vedenottoaukon alapuolella oleva vesi imetään pumpun kammioon normaalin vedenpoiston toteuttamiseksi.
Dieselmoottoripumppuyksikkö on dieselmoottorilla toimiva vesipumppuyksikkö, jota käytetään laajalti viemäröinnissä, maatalouden kasteluun, palontorjuntaan ja tilapäiseen vedensiirtoon. Dieselmoottoripumppuja käytetään usein olosuhteissa, joissa vesi imetään vesipumpun vedenottoaukon alapuolelta. Tällä hetkellä veden pumppaamiseen tällaisissa olosuhteissa käytetään usein seuraavia menetelmiä:
01. Asenna pohjaventtiili vesipumpun tuloputken päähän imualtaaseen: ennen dieselmoottoripumpun käynnistämistä täytä vesipumpun ontelo vedellä. Kun pumpun kammion ja vesipumpun vedenottoputken ilma on tyhjennetty, käynnistä dieselmoottoripumppu normaalin vedensyötön saavuttamiseksi. Koska pohjaventtiili on asennettu altaan pohjalle, sen vikaantuminen voi aiheuttaa huoltotarvetta. Lisäksi suuren virtauksen dieselmoottoripumpussa tarvitaan suuri määrä vettä suuren pumpun ontelon ja suuren vedenottoputken halkaisijan vuoksi, ja automaatioaste on alhainen, mikä on erittäin hankalaa käyttää.
02. Dieselmoottoripumppu on varustettu dieselmoottorin alipainepumpulla: käynnistämällä dieselmoottorin alipainepumppu pumppaa ensin pumpun kammiossa ja vesipumpun vedenottoputkessa olevan ilman pois, jolloin syntyy tyhjiö. Vesilähteessä oleva vesi tulee ilmanpaineen vaikutuksesta vesipumpun imuputkeen ja pumppukammioon. Käynnistä dieselmoottorin pumppu uudelleen normaalin vedenjakelun saavuttamiseksi. Tässä vedenimeytysmenetelmässä alipainepumppua on käytettävä dieselmoottorilla, ja alipainepumpussa on oltava höyry-vesierotin, mikä paitsi lisää laitteen käyttötilaa, myös lisää laitteen kustannuksia.
03, Itseimevä pumppu on sovitettu dieselmoottoriin: itseimevällä pumpulla on alhainen hyötysuhde ja suuri tilavuus, ja itseimevällä pumpulla on pieni virtaus ja matala nostokorkeus, mikä ei monissa tapauksissa täytä käyttövaatimuksia. Dieselmoottoripumpun laitekustannusten vähentämiseksi, pumpun viemän tilan pienentämiseksi, dieselmoottoripumpun käyttöalueen laajentamiseksi ja dieselmoottorin suuren nopeuden tuottaman pakokaasun hyödyntämiseksi Venturi-putken [1] kautta keskipakopumpun onteloon ja keskipakopumppuun. Vesiputkessa oleva kaasu poistuu keskipakopumpun pumppukammion pakoputkeen liitetyn venturiputken imuliitännän kautta, ja keskipakopumpun pumppukammioon ja keskipakopumpun vedenottoputkeen muodostuu tyhjiö. Vesilähteessä oleva vesi, joka on alempana kuin keskipakopumpun vedenottoaukko, on ilmakehän paineen vaikutuksesta. Se tulee vesipumpun vedenottoputkeen ja keskipakopumpun onteloon täyttäen siten keskipakopumpun vedenottoputken ja keskipakopumpun pumpun ontelon. Sitten se käynnistää kytkimen dieselmoottorin ja keskipakopumpun yhdistämiseksi, ja keskipakopumppu alkaa tuottaa normaalia vedensyöttöä.
Esimerkki: Venturiputken toimintaperiaate
Venturi on tyhjiön tuottava laite, joka käyttää nestettä energian ja massan siirtämiseen. Sen yleinen rakenne on esitetty kuvassa 1. Se koostuu työsuuttimesta, imualueesta, sekoituskammiosta, kurkusta ja diffuusorista. Se on tyhjiögeneraattori. Laitteen pääkomponentti on uusi, tehokas, puhdas ja taloudellinen tyhjiöelementti, joka käyttää ylipaineista nestelähdettä alipaineen tuottamiseen. Tyhjiön tuottamisen toimintaprosessi on seuraava:
01. Pisteiden 1 ja 3 välinen osuus on dynaamisen nesteen kiihdytysvaihe työsuuttimessa. Korkeampipaineinen käyttöneste tulee venturin työsuuttimeen pienemmällä nopeudella työsuuttimen sisääntulossa (pisteen 1 osuus). Kun neste virtaa työsuuttimen kapenevassa osassa (osat 1 - 2), virtausmekaniikasta voidaan tietää, että kokoonpuristumattoman nesteen jatkuvuusyhtälössä [2] osan 1 dynaamisen nesteen virtaus Q1 ja osan 2 dynaaminen voima ovat yhtä suuret. Nesteen virtausnopeuden Q2 välinen suhde on Q1 = Q2.
Scilicet A1v1= A2v2
Kaavassa A1, A2 - pisteiden 1 ja 2 poikkileikkauspinta-ala (m2);
v1, v2 — pisteen 1 ja pisteen 2 osien läpi virtaavan nesteen nopeus, m/s.
Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että poikkileikkauksen kasvaessa virtausnopeus pienenee; poikkileikkauksen pienentyessä virtausnopeus kasvaa.
Vaakasuorille putkille Bernoullin yhtälön mukaan kokoonpuristumattomille nesteille
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
Kaavassa P1, P2 - vastaava paine pisteiden 1 ja 2 poikkileikkauksessa (Pa)
v1, v2 — nesteen nopeus (m/s) virtaamalla poikkileikkauksen läpi pisteissä 1 ja 2
ρ — nesteen tiheys (kg/m³)
Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että dynaamisen nesteen virtausnopeus kasvaa jatkuvasti ja paine laskee jatkuvasti pisteestä 1 pisteeseen 2. Kun v2 > v1, P1 > P2, ja kun v2 kasvaa tiettyyn arvoon (voi saavuttaa äänennopeuden), P2 on alle yhden ilmakehän paineen, eli pisteen 3 osassa syntyy negatiivinen paine.
Kun käyttöneste saapuu työsuuttimen laajenemisosaan, eli pisteestä 2 pisteeseen 3, käyttönesteen nopeus jatkaa nousuaan ja paine laskee edelleen. Kun käyttöneste saavuttaa työsuuttimen ulostuloosan (pisteen 3 osan), sen nopeus saavuttaa maksiminsa ja voi saavuttaa yliäänennopeuden. Tällöin paine pisteen 3 osassa saavuttaa miniminsä, eli tyhjiöaste saavuttaa maksiminsa ja voi nousta 90 kPa:han.
02. Pisteiden 3 ja 5 välinen osuus on käyttönesteen ja pumpattavan nesteen sekoitusvaihe.
Työsuuttimen ulostuloalueella (kohta 3) dynaamisen nesteen muodostama nopea neste muodostaa tyhjiöalueen työsuuttimen ulostulon lähelle, jolloin suhteellisen korkean paineen lähellä imetty neste imeytyy paine-eron vaikutuksesta sekoitushuoneeseen. Pumpattu neste imetään sekoituskammioon pisteen 9 osassa. Virtauksen aikana pisteen 9 osasta pisteen 5 osaan pumpatun nesteen nopeus kasvaa jatkuvasti ja paine laskee edelleen tehoon pisteen 9 osasta pisteen 3 osaan siirtymisen aikana. Nesteen paine työsuuttimen ulostuloalueella (kohta 3).
Sekoituskammion osassa ja kurkun etuosassa (kohta pisteestä 3 kohtaan 6) käyttöneste ja pumpattava neste alkavat sekoittua, ja liikemäärä ja energia vaihtuvat, ja käyttönesteen painepotentiaalienergiasta muunnettu kineettinen energia siirtyy pumpattavaan nesteeseen, jolloin dynaamisen nesteen nopeus vähitellen pienenee, imetyn kappaleen nopeus vähitellen kasvaa ja nämä kaksi nopeutta vähitellen pienenevät ja lähestyvät toisiaan. Lopuksi kohdassa 4 nämä kaksi nopeutta saavuttavat saman nopeuden, ja venturin kurkku ja diffuusori purkautuvat.
三:Itseimevän pumppuryhmän koostumus ja toimintaperiaate, joka käyttää dieselmoottorin pakokaasuvirtausta alipaineen aikaansaamiseksi
Dieselmoottorin pakokaasulla tarkoitetaan dieselmoottorin polttamisen jälkeen vapauttamaa pakokaasua. Se kuuluu pakokaasuun, mutta tässä pakokaasussa on tietty määrä lämpöä ja painetta. Asianmukaisten tutkimusosastojen tekemien testien jälkeen turboahtimella [3] varustetun dieselmoottorin pakokaasun paine voi nousta 0,2 MPa:han. Energian tehokkaan käytön, ympäristönsuojelun ja käyttökustannusten vähentämisen näkökulmasta dieselmoottorin käytöstä syntyvien pakokaasujen hyödyntämisestä on tullut tutkimusaihe. Turboahdin [3] hyödyntää dieselmoottorin käytöstä syntyviä pakokaasuja. Voimanlähteenä sitä käytetään dieselmoottorin sylinteriin tulevan ilman paineen nostamiseen, jotta dieselmoottorin polttoaine palaa täydellisemmin. Tämä parantaa dieselmoottorin tehoa, ominaistehoa, polttoainetaloutta ja melua. Seuraavassa on esimerkki dieselmoottorin käytöstä syntyvän pakokaasun käytöstä voimanlähteenä. Keskipakopumpun pumppukammiossa ja keskipakopumpun vedenottoputkessa oleva kaasu imetään ulos venturiputken kautta, ja keskipakopumpun pumppukammiossa ja keskipakopumpun vedenottoputkessa syntyy tyhjiö. Ilmakehän paineen vaikutuksesta keskipakopumpun tuloaukon vesilähdettä alhaisempi vesi pääsee keskipakopumpun tuloputkeen ja keskipakopumpun pumpun onteloon, täyttäen siten tuloputken ja keskipakopumpun pumpun ontelon ja käynnistäen keskipakopumpun normaalin vedenjakelun saavuttamiseksi. Sen rakenne on esitetty kuvassa 2, ja toimintaprosessi on seuraava:
Kuten kuvassa 2 on esitetty, keskipakopumpun vedenottoaukko on kytketty vesipumpun ulostuloaukon alapuolella olevaan altaaseen upotettuun putkistoon, ja veden poistoaukko on kytketty vesipumpun ulostuloventtiiliin ja putkistoon. Ennen dieselmoottorin käynnistymistä keskipakopumpun veden poistoventtiili suljetaan, sulkuventtiili (6) avataan ja keskipakopumppu erotetaan dieselmoottorista kytkimen kautta. Kun dieselmoottori on käynnistynyt ja käynyt normaalisti, sulkuventtiili (2) suljetaan ja dieselmoottorista poistuva pakokaasu tulee äänenvaimentimesta venturiputkeen pakoputken (4) kautta ja poistuu pakoputkesta (11). Tässä prosessissa keskipakopumpun pumppukammiossa oleva kaasu tulee venturiputkeen sulkuventtiilin ja pakoputken kautta, sekoittuu dieselmoottorin pakokaasuun ja poistuu sitten pakoputkesta. Tällä tavoin keskipakopumpun pumpun onteloon ja keskipakopumpun vedenottoputkeen muodostuu tyhjiö, ja keskipakopumpun vedenottoaukon alapuolella olevan vesilähteen vesi pääsee keskipakopumpun pumpun onteloon keskipakopumpun vedenottoputken kautta ilmakehän paineen vaikutuksesta. Kun keskipakopumpun pumpun ontelo ja vedenottoputki ovat täynnä vettä, sulje sulkuventtiili (6), avaa sulkuventtiili (2), kytke keskipakopumppu dieselmoottoriin kytkimen kautta ja avaa keskipakopumpun veden poistoventtiili, jotta dieselmoottoripumppu alkaa toimia normaalisti. Vesihuolto. Testauksen jälkeen dieselmoottoripumppu voi imeä vettä 2 metriä keskipakopumpun tuloputken alapuolelta keskipakopumpun pumpun onteloon.
Edellä mainitulla dieselmoottorin itseimevällä pumppuryhmällä, joka käyttää dieselmoottorin pakokaasuvirtausta tyhjiön aikaansaamiseksi, on seuraavat ominaisuudet:
1. Ratkaise tehokkaasti dieselmoottoripumppuyksikön itseimevä kapasiteetti;
2. Venturiputki on kooltaan pieni, kevyt ja rakenteeltaan kompakti, ja sen kustannukset ovat alhaisemmat kuin tavallisilla tyhjiöpumppujärjestelmillä. Siksi tämän rakenteen mukainen dieselmoottoripumppu säästää laitteiden viemää tilaa ja asennuskustannuksia sekä alentaa suunnittelukustannuksia.
3. Tämän rakenteen mukainen dieselmoottoripumppusarja laajentaa dieselmoottoripumppusarjan käyttöä ja parantaa dieselmoottoripumppusarjan käyttöaluetta;
4. Venturiputki on helppokäyttöinen ja helppo huoltaa. Sen hallintaan ei tarvita kokopäiväistä henkilöstöä. Koska mekaanista voimansiirto-osaa ei ole, melutaso on alhainen eikä voiteluöljyä tarvitse kuluttaa.
5. Venturiputkella on yksinkertainen rakenne ja pitkä käyttöikä.
Syy siihen, miksi tämän rakenteen omaava dieselmoottoripumppu voi imeä vettä keskipakopumpun vedenottoaukon alapuolelta ja hyödyntää dieselmoottorin toiminnasta syntyvää pakokaasua täysimääräisesti virtaamaan ydinosan Venturi-putken läpi suurella nopeudella, tekee dieselmoottoripumpusta alun perin itseimevän, mutta siinä on itseimevä toiminto.
Kuva: Paranna dieselmoottoripumpun vedenimeytymiskorkeutta
Edellä kuvattu dieselmoottorin itseimevä pumppuyksikkö toimii itseimevänä toimintona, jossa dieselmoottorista poistuva pakokaasu virtaa Venturi-putken läpi ja luo tyhjiön. Tällaisen dieselmoottoripumppuyksikön tehoneste on kuitenkin dieselmoottorista poistuvaa pakokaasua, ja paine on suhteellisen alhainen, joten myös syntyvä tyhjiö on suhteellisen alhainen, mikä rajoittaa keskipakopumpun vedenimemiskorkeutta ja myös pumppuyksikön käyttöaluetta. Jos keskipakopumpun imukorkeutta halutaan lisätä, Venturi-putken imualueen tyhjiöastetta on lisättävä. Venturi-putken toimintaperiaatteen mukaisesti Venturi-putken imualueen tyhjiöasteen parantamiseksi Venturi-putken työsuutin on suunniteltava. Se voi olla äänisuutintyyppinen tai jopa yliäänisuutintyyppinen, ja se voi myös lisätä Venturin läpi virtaavan dynaamisen nesteen alkuperäistä painetta.
Dieselmoottorin pumppuyksikössä virtaavan Venturi-käyttöaineen alkuperäisen paineen nostamiseksi dieselmoottorin pakoputkeen voidaan asentaa turboahdin [3]. Turboahdin [3] on ilmanpuristuslaite, joka käyttää moottorista poistuvan pakokaasun inertiaalista impulssia turbiinin työntämiseen turbiinikammioon. Turbiini pyörittää koaksiaalista juoksupyörää, ja juoksupyörä puristaa ilman. Sen rakenne ja toimintaperiaate on esitetty kuvassa 3. Turboahdin jaetaan kolmeen tyyppiin: korkeapaine, keskipaine ja matalapaine. Lähtöpaineet puristetuissa kaasuissa ovat: korkeapaine on yli 0,3 MPa, keskipaine on 0,1–0,3 MPa, matalapaine on alle 0,1 MPa ja turboahtimen tuottama puristettu kaasu on suhteellisen vakaa. Jos turboahtimen syöttämää puristettua kaasua käytetään Venturi-käyttöaineena, voidaan saavuttaa suurempi tyhjiöaste, eli dieselmoottorin pumppuyksikön vedenimemiskorkeus kasvaa.
Esimerkiksi: johtopäätökset:Dieselmoottorin itseimevä pumppuryhmä käyttää dieselmoottorin pakokaasuvirtausta alipaineen luomiseen ja hyödyntää täysimääräisesti pakokaasun nopeaa virtausta, venturiputkea ja dieselmoottorin käytön aikana syntyvää turboahdintekniikkaa kaasun imemiseksi pumpun ontelosta ja keskipakopumpun vedenottoputkesta. Tyhjiö syntyy, ja keskipakopumpun vesilähteen alapuolella oleva vesi imetään keskipakopumpun vedenottoputkeen ja pumpun onteloon, jolloin dieselmoottoripumppuryhmällä on itseimevä vaikutus. Tämän rakenteen omaavalla dieselmoottoripumppuryhmällä on yksinkertaisen rakenteen, kätevän käytön ja edullisuuden edut, ja se parantaa dieselmoottoripumppuryhmän käyttöaluetta.
Julkaisun aika: 17. elokuuta 2022