自吸式离心泵制造技术

本发明专利技术涉及一种自吸式离心泵，包括副叶轮水动力密封装置，副叶轮水动力密封装置包括密封底板、副叶轮、固定键、副叶轮蜗壳、锁紧螺母、紧固螺钉、叶片和叶轮前盖板，叶片出口角为20～35°，叶片包角为120～160°，叶片数为5～8，叶片与叶轮前盖板的间隙为0.5～1.5mm，夹持流道扩散角为0～3°，密封底板与固定在气水分离室顶部的支撑架固定连接，副叶轮和副叶轮蜗壳位于气水分离室内部，副叶轮通过固定键安装在驱动轴上且通过锁紧螺母锁住，副叶轮蜗壳位于副叶轮出口之后且通过紧固螺钉安装在密封底板上，副叶轮耗功≤5％，离心泵效率为72％～80％。本发明专利技术的自吸式离心泵的副叶轮耗工小，效率高，有极好的推广价值。

Self suction centrifugal pump

The invention relates to a self-priming centrifugal pump, which comprises a hydrodynamic sealing device for an auxiliary impeller. The hydrodynamic sealing device for an auxiliary impeller includes a sealing bottom plate, an auxiliary impeller, a fixing key, an auxiliary impeller volute, a locking nut, a fastening screw, a blade and a front cover plate of the impeller. The outlet angle of the blade is 20-35 degrees, the wrapping angle of the blade is 120-160 degrees, and the number of blades. The clearance between the blade and the front cover of the impeller is 0.5-1.5 mm, and the diffusion angle of the clamping channel is 0-3 degrees. The sealing bottom plate is fixed with the support frame fixed on the top of the gas-water separation chamber. The auxiliary impeller and the volute of the auxiliary impeller are located in the gas-water separation chamber. The auxiliary impeller are installed on the driving shaft through a fixed key and locked by a locking nut. The auxiliary impeller volute is located behind the outlet of the auxiliary impeller and installed on the sealing bottom plate by fastening screw. The power consumption of the auxiliary impeller is less than 5%, and the efficiency of the centrifugal pump is 72%-80%. The auxiliary impeller of the self suction centrifugal pump has the advantages of low consumption, high efficiency and excellent popularization value.

【技术实现步骤摘要】
自吸式离心泵
本专利技术属于离心泵领域，涉及一种自吸式离心泵。
技术介绍
自吸式离心泵为具有特殊结构的离心泵，其具有使用方便、工作可靠和便于远程集中控制的优点，特别适用于吸上安装和启动频繁的场合(只需第一次启动时灌水，之后直接启动即可)。常见的自吸式离心泵主要分为内混式和外混式两种结构，内混式自吸离心泵为液流回流到叶轮进口的离心泵，整体效率相对较高，外混式自吸离心泵为液流回到叶轮出口的离心泵，整体效率相对较低，但自吸时间较短，然而无论是内混式自吸离心泵还是外混式自吸离心泵，其整体效率相对于一般离心泵效率都较低。自吸式离心泵包括主叶轮、副叶轮、储水室、压水室和气水分离室，压水室放置于气水分离室中收集叶轮出口液流能量，常见的自吸式离心泵存在的问题主要如下：(1)自吸式离心泵的副叶轮设计时往往只考虑到叶轮密封压力，且密封压力的计算公式通常为经验公式(只与叶轮直径有关)，对于叶轮叶片数、叶片包角和叶片出口宽度等参数只是根据经验进行取值，并没有详细的理论计算方法，因此造成副叶轮的耗功较大，传统方法设计的副叶轮耗功高达10％～15％。(2)自吸式离心泵的压水室通常为焊接件且一般为矩形断面，通常采用手工切割钢板焊接形成。手工操作误差大，不能保证水力设计尺寸，从而形成一定的水力冲击，水力损失大，而且矩形断面压水室不符合流体流动规律，在棱角处易形成漩涡，从而形成紊流，会使得在叶轮出口收集的液流在压水室未经过充分能量转化即排到气水分离室进行气水分离，导致额外的水力损失。此外，从叶轮出口到压水室进口的液流还存在冲击损失和突然扩散损失，从压水室出口至气水分离室的过程中也存在突然扩散损失，液流速度越快，损失越大，对泵效率影响也较大。(3)自吸式离心泵的气水分离室的结构及回流量对泵的性能有着较大影响，为保证自吸性能，一般设计自吸式离心泵时会取较大的回流量，且在正常运行时不能实现回流孔的关闭，导致泵容积效率低。同时，对于外混式结构的自吸式离心泵，回流孔通常开在蜗壳上，泵正常运行后，气水分离室流速慢，压力高，蜗壳内流速快，压力低，导致液流由气水分离室向泵蜗壳内流动，不仅形成了回流，还对蜗壳内的液流形成扰动冲击，降低泵的水力效率和容积效率，对于内混式结构的自吸式离心泵，常直接在储水室和气水分离室之间开孔形成回流，往往会造成气水分离室高压腔液体向储水室低压腔流动，降低泵容积效率。(4)自吸式离心泵的储水室通常为一圆形筒体，液流从吸水池经过进口弯管，突然扩散至筒体后，液流速度会急剧下降，随后在叶轮吸入口，流速又会急剧增大，储水室内液流流速基本为零，在上述过程中液流的过水断面会先突然放大后又突然收缩，液流速度发生突变，且液流的流动方向无规律排布，不仅会影响泵的整体效率，还减弱其抗汽蚀性作用，减小泵的最大自吸高度。因此，开发一种兼顾效率、自吸性能、水力性能和运行可靠性的自吸离心泵极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种兼顾效率、自吸性能、水力性能和运行可靠性的自吸式离心泵。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：自吸式离心泵，包括副叶轮水动力密封装置，副叶轮水动力密封装置包括副叶轮，副叶轮包括叶片和叶轮盖板，叶片出口角为20～35°，叶片包角为120～160°，叶片数为5～8，叶片与叶轮盖板的间隙为0.5～1.5mm，夹持流道扩散角为0～3°。作为优选的技术方案：如上所述的自吸式离心泵，所述副叶轮耗功≤5％，自吸式离心泵的效率为72％～83％，此效率为整体效率，是水力效率、容积效率和机械效率的乘积，其中容积效率为87％～95％，水力效率为88％～97％，机械效率为去除副叶轮耗功和主叶轮在水中旋转的摩擦损失后的效率，普通自吸式离心泵水力效率为78～82％，本专利技术的自吸式离心泵相较于现有技术显著提高了水力效率；自吸式离心泵吸气时间为1～2min，吸上高度为4～8m，副叶轮出口速度为15～20m/s，副叶轮出口液体动能为11～20m，副叶轮蜗壳出口流速为5～8m/s，副叶轮蜗壳出口液体动能为1.5～3.5m，压力能为10～17m，假设密封压力为50m，可提高密封压力20～35％。如上所述的自吸式离心泵，叶片出口宽度b2的不带单位的计算公式为：Kb2＝2.56(ns/100)0.99；式中，g为重力加速度，单位为m/s2，H为副叶轮扬程，单位为m，n为转速，单位为r/min，Kb2为宽度系数，ns为比转速，Q为无副叶轮密封时的泄漏量，单位为m3/s，叶片出口宽度b2的单位为m；副叶轮外半径R2的不带单位的计算公式为：式中，Ht为密封压力，单位为m，ω为旋转角速度，单位为rad/min，R1为副叶轮进口半径，单位为m，副叶轮外半径R2的单位为m；夹持流道长度L的不带单位的计算公式为：式中，d2为流道出口当量直径，单位为m，d1为流道进口当量直径，单位为m，α为扩散角，单位为°，其数值由ns的大小确定，ns<100，扩散角小于1.5°，100<ns<240，扩散角小于2.5°，240<ns<320，扩散角小于3.5°，atan为反正切函数，夹持流道长度L的单位为m；夹持流道个数N的不带单位的计算公式为：N-1＝Z＝9(D2+D1)*sin[(β1+β2)/2]/(D2-D1)；式中，Z为叶片数，D1和D2分别为副叶轮进口直径和出口直径，单位都为m，β1和β2分别为叶片进口角和叶片出口角，单位都为°，sin为正弦函数，一般夹持流道个数N为4～7。如上所述的自吸式离心泵，自吸式离心泵还包括主叶轮以及靠近主叶轮的压水室，压水室横截面整体呈“6”字形，外侧边缘线由螺旋线A、曲线B和线C组成，线C同时与螺旋线A和曲线B连接且为压水室出口面与横截面的交线，内侧边缘线为圆D，外侧边缘线上螺旋线A与曲线B的交点Y距离圆D的圆心E最近且距离大于等于圆D的半径；螺旋线A中与曲线B相对的线段上有一点X，同时过点X和交点Y的过流断面将压水室分为平滑过渡连接的条状的T1段和环状的T2段，T2段内的螺旋线A上靠近点X处有一点S，与点Y和点S之间的螺旋线相交的过流断面均与圆心E共面，均为类等腰梯形且面积逐渐增大，过S点的过流断面面积最大，类等腰梯形与等腰梯形的主要区别在于侧边与下底为平滑过渡连接，类等腰梯形的上底和下底分别为T2段最内侧和最外侧与过流断面的交线，所有的类等腰梯形的上底长度相同。如上所述的自吸式离心泵，所述线C为直线，所述类等腰梯形与等腰梯形的区别还在于下底为平滑曲线，T1段流道的扩散角不大于12°；T1段流道压水室出口端的过流断面面积最大。本专利技术的保护范围并不仅限于此，线C也可为曲线，T1段流道的扩散角也可大于12°。所述压水室为压水室泵体的内部腔室；当点Y与圆心E的距离大于圆D的半径时，压水室泵体内交点Y处设有填充交点Y与圆D之间间隙的板状刮水割舍，作用是切断水在T2段内的循环；T2段对应的压水室泵体段的内侧围成通孔U，通孔U主要由共轴的圆柱形通孔i和圆台形通孔j连接而成且连接处通孔i和通孔j的孔径相等，通孔i与T2段流道连通且远离通孔j端固定有泵盖，泵盖上设有环状凸起q1；所述压水室泵体通过连接管和加强筋板固定在环状底板上，环状底板的环内通孔与通孔U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.自吸式离心泵，包括副叶轮水动力密封装置，副叶轮水动力密封装置包括副叶轮，副叶轮包括叶片和叶轮盖板，其特征是：叶片出口角为20～35°，叶片包角为120～160°，叶片数为5～8，叶片与叶轮盖板的间隙为0.5～1.5mm，夹持流道扩散角为0～3°。

【技术特征摘要】
1.自吸式离心泵，包括副叶轮水动力密封装置，副叶轮水动力密封装置包括副叶轮，副叶轮包括叶片和叶轮盖板，其特征是：叶片出口角为20～35°，叶片包角为120～160°，叶片数为5～8，叶片与叶轮盖板的间隙为0.5～1.5mm，夹持流道扩散角为0～3°。2.根据权利要求1所述的自吸式离心泵，其特征在于，所述副叶轮耗功≤5％，自吸式离心泵的效率为72％～80％。3.根据权利要求2所述的自吸式离心泵，其特征在于，叶片出口宽度b2的不带单位的计算公式为：Kb2＝2.56(ns/100)0.99；式中，g为重力加速度，单位为m/s2，H为副叶轮扬程，单位为m，n为转速，单位为r/min，Kb2为宽度系数，ns为比转速，Q为无副叶轮密封时的泄漏量，单位为m3/s，叶片出口宽度b2的单位为m；副叶轮外半径R2的不带单位的计算公式为：式中，Ht为密封压力，单位为m，ω为旋转角速度，单位为rad/min，R1为副叶轮进口半径，单位为m，副叶轮外半径R2的单位为m；夹持流道长度L的不带单位的计算公式为：式中，d2为流道出口当量直径，单位为m，d1为流道进口当量直径，单位为m，α为扩散角，单位为°，atan为反正切函数，夹持流道长度L的单位为m；夹持流道个数N的不带单位的计算公式为：N-1＝Z＝9(D2+D1)*sin[(β1+β2)/2]/(D2-D1)；式中，Z为叶片数，D1和D2分别为副叶轮进口直径和出口直径，单位都为m，β1和β2分别为叶片进口角和叶片出口角，单位都为°，sin为正弦函数。4.根据权利要求3所述的自吸式离心泵，其特征在于，自吸式离心泵还包括主叶轮以及靠近主叶轮的压水室，压水室横截面整体呈“6”字形，外侧边缘线由螺旋线A、曲线B和线C组成，线C同时与螺旋线A和曲线B连接且为压水室出口面与横截面的交线，内侧边缘线为圆D，外侧边缘线上螺旋线A与曲线B的交点Y距离圆D的圆心E最近且距离大于等于圆D的半径；螺旋线A中与曲线B相对的线段上有一点X，同时过点X和交点Y的过流断面将压水室分为平滑过渡连接的条状的T1段和环状的T2段，T2段内的螺旋线A上靠近点X处有一点S，与点Y和点S之间的螺旋线相交的过流断面均与圆心E共面，均为类等腰梯形且面积逐渐增大，过S点的过流断面面积最大，类等腰梯形与等腰梯形的主要区别在于侧边与下底为平滑过渡连接，类等腰梯形的上底和下底分别为T2段最内侧和最外侧与过流断面的交线，所有的类等腰梯形的上底长度相同。5.根据权利要求4所述的自吸式离心泵，其特征在于，所述线C为直线，所述类等腰梯形与等腰梯形的区别还在于下底为平滑曲线，T1段流道的扩散角不大于12°；所述压水室为压水室泵体的内部腔室；当点Y与圆心E的距离大于圆D的半径时，压水室泵体内交点Y处设有填充交点Y与圆D之间间隙的板状刮水割舍；T2段对应的压水室泵体段的内侧围成通孔U，通孔U主要由共轴的圆柱形通孔i和圆台形通孔j连接而成且连接处通孔i和通孔j的孔径相等，通孔i与T2段流道连通且远离通孔j端固定有泵盖，泵盖上设有环状凸起q1；所述压水室泵体通过连接管和加强筋板固定在环状底板上，环状底板的环内通孔与通孔U通过圆台状连接管连通，加强筋板圆周分布在环状底板上且同时与连接管、环状底板及压水室...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏举，陆银华，陈招锋，程原，
申请(专利权)人：上海瑞晨环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31