浅谈超低比转速离心泵的减振降噪设计

胡翁旦

浙江省计量科学研究院 浙江杭州 310018

超低比转速离心泵广泛应用于大型设备制造、军事化工以及船舶运输等领域。在当前我国可持续发展战略要求下，对于超低比转速离心泵在工作过程中的环境噪音污染控制问题和稳定性能上做出了相应的减震降噪要求[1]。本文主要从超低比转速离心泵的工作原理入手，分别以超低比转速离心泵在工作过程中稳定性能上的控制问题、在离心分离液体过程中产生的剧烈噪音问题分别进行了解析。

1 超低比转速离心泵的减振设计

1.1 超低比转速离心泵在稳定性能上的问题

在超低比转速离心泵的运转过程中，由于要将具有不同密度、比热容的液体进行离心分离，大功率、超低比转速的情况下不可避免的对泵机本身产生较大幅度的振动。这是由于：以离心泵为中心的泵心叶片转动过程中，在自身为圆周的惯性作用力下所产生的巨大离心力会对泵叶进行上下幅度的摆动，在设计离心泵的过程之初，工程师们正是考虑到了这一点，所以设计的泵叶不会太长导致对离心泵内部造成损害。但是在保证稳定性的前提下，就会对离心泵的工作性能上造成一定的缺失。因此，很多的超低比转速离心泵生产厂商只片面的追求工作性能，导致在市面上使用的超低比转速离心泵在减振方面还远远不够。与此同时，很多在离心泵应用的大型机组中往往以超低比转速离心泵为核心运转装置，一旦离心泵的安全性、稳定性出现了一定的偏差，会对整个机组的运转产生较为严重的问题。

此外，在大型设备的联动运转过程中，单个离心泵的工作效率只能满足机组的一部分工作正常运行，无法满足大型设备的整体性良好运转。在离心泵启动运转之前一定要将离心泵内的空间填满固定密度的液体，使其保持真空状态，在离心泵启动后才能以额定输出功率进行运转，否则内部的空气与泵内壁进行剧烈的摩擦会产生“空转”现象，并对超低比转速离心泵的运转造成难以消除的影响。

1.2 超低比转速离心泵减振改进

根据超低比转速离心泵运作的原理，在对其进行减振改进之前要将行业中不同生产厂商所生产的离心泵进行统一集中化的规范管理，在保证离心泵能够维持原有工作效率的同时，对泵叶进行不同长度规格要求进行调整，从现有的市场乱象上根治这一问题[2]。

在超低比转速离心泵的使用上要注意，由于离心泵的惯性离心力，在泵内积累的液体势能会对离心泵的内壁造成影响，因此在使用之前一定要将需要泵出的液体，如工业用水、液态化工原料完全填满离心泵，这样才能在保证稳定性的前提之下发挥离心泵的最大工作效率。

此外，以超低比转速离心泵为核心液压泵出装置的大型机组中，可以对离心泵的内部叶轮进行适当调整，将原有的单层固定泵叶更换为多层复合泵叶，这样会在离心泵内部上下不同层次产生离心力，避免了单一叶轮对离心力的集中而导致稳定性不够的问题。还可以对超低比转速离心泵的转速进行一定的调整，对不同密度和容积的液体采用不同频率的转速，从而提高稳定性，减少无谓的振动。

2 超低比转速离心泵的降噪设计

2.1 超低比转速离心泵在噪音控制上的问题

噪音控制问题是所有大型设备运转过程中都要面临的难题之一，这一点在超低比转速离心泵的工作运转中显得格外突出。由于超低比转速离心泵的主要工作目的是能够持续将液体、水流保持在较为稳定的输出频率上，而超低比的转速则注定在离心泵内部会产生水流撞击摩擦离心泵内壁的噪音，再加上装置本身所具有的运转噪音，因此在工作过程中会产生较为嘈杂的噪音污染。

在当前的超低比转速离心泵设计中，泵叶的表面都进行了光滑打磨，以保证在运转中最大面积和幅度范围内对液体进行离心运动，而水流的拍打对泵叶的运动产生助力的同时，在势能的同向作用下也产生了较为强烈的噪音。与此同时，稳定性无法控制的情况下，超低比转速离心泵在振动情况下也会产生一定程度的噪音。

高速运转的离心泵会在进口出产生较大的压强，同时温度上升，会对刚进入的水流进行蒸发作用，产生的大量水蒸气涌入离心泵，这样就导致泵内并非完全的真空状态，而且由于超低比转速离心泵的泵身为了保持较好的固定性所采用的都是较为刚性的材料，水蒸气会与泵内的空气产生剧烈的碰撞，在泵体内部发出不断的响动，并对离心泵产生严重损害，甚至造成泵体完全无法工作，也即常见的汽蚀现象。汽蚀现象也是离心泵噪音难以控制的原因之一。

2.2 超低比转速离心泵降噪改进

针对超低比转速离心泵噪音产生的原因，可以进行如下几个方面的改进：

首先，在对超低比转速离心泵使用之前进行检查，从泵体本身是否牢固、离心泵中心是否偏离、转子中心是否稳靠以及轴承线路是否安装准确等方面进行全方位的检查，确认无误后方可投入使用；

其次，在使用过程中要注意，对于泵内空气的控制，在运转过程中要对泵体的温度进行随时监测，避免出现水蒸气进入泵内而导致汽蚀现象的发生。可以在超低比转速离心泵外部加装温度冷却控制塔，定期对塔的表面进行淋灌操作，保证离心泵在合适的温度范围内运转；

最后，对超低比转速离心泵内部的泵叶进行改装，由原有的光滑表面设计改换为多孔复合叶面的形式，一方面多个孔位可以对液体进行高效引流，同时有利于吸收一定程度的噪音，另一方面，复合叶面的设计能够将水流对叶面产生的拍打声降到最低，有效改善了噪音问题[3]。

3 结语

综上所述，本文在超低比转速离心泵的振动稳定性问题、噪音产生问题上进行了分析，根据离心泵的内部构造和工作原理，从设备的准备阶段、使用阶段、内部设计上进行了全方位的调整，在保证工作效率的前提下有效的实现了减震降噪的目标。