离心泵蜗壳制造技术

本实用新型专利技术涉及一种离心泵蜗壳，包括内腔和隔舌，其特征在于：在所述内腔中设置两挡板，两所述挡板和隔舌将所述内腔分割成三个分布均匀的蜗室。每个蜗室产生的径向力呈120°对称分布，能够起到平衡径向力的作用。本实用新型专利技术可广泛应用于高扬程、大流量泵站中大型离心泵中。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种离心泵蜗壳，特别是关于一种应用于高扬程、大流量泵站中的消除径向力的大型离心泵蜗壳。
技术介绍
水泵的径向力是指叶轮四周的流场对叶轮产生的半径方向的作用力。对于蜗壳式离心泵，在标准工况下，叶轮周围的液体压力是对称分布的，通常情况下，理论径向力为零。但是在水泵的实际运行当中，实际工况是不会与设计的理论工况相同的，所以，设计的径向力平衡被打破，产生径向力。当流量小的时候，径向力指向隔舌的位置，当流量偏大的时候，指向隔舌相反的方向。径向力不但使泵轴受到交变应力的作用，同时使得泵轴的绕度增加，其大小直接影响水泵运行的稳定性。同时，对于旋转着的轴，径向力是个交变载荷，较大的径向力会使轴因疲劳而破坏。严重时，可导致叶轮和密封环、轴套与泵盖或泵体接触产生偏磨现象，另外,径向力的作用会使轴封间隙变得不均匀,而轴封间隙过大是导致某些泵泄漏的主要原因。由于径向力与叶轮的出口直径、叶轮的出口宽度成正比。因此它的影响将随着泵尺寸的增大而增大，同时也随着扬程的增加而增大。所以，径向力的平衡是十分重要的，特别是对于尺寸较大、扬程较高的泵。离心泵蜗壳泵的径向力平衡，传统方法采用双蜗壳来实现，在双蜗壳中每一蜗室虽没有完全消除径向力，但两个蜗室相隔180对称布置，作用于叶轮上的径向力是互相平衡的。但是对于高扬程大流量的大型离心泵而言，分隔成两个卧室后，卧室还是相对较大，径向力互相平衡作用产生的误差较大，使得径向力的减小的效果有限，仍然存在径向力较大的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种能够明显减小大尺寸离心泵的径向力、改善蜗壳内流态的离心泵蜗壳。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种离心泵蜗壳，包括内腔和隔舌，其特征在于：在所述内腔中设置两挡板，两所述挡板和隔舌将所述内腔分割成三个分布均匀的蜗室。两所述挡板中，其中一所述挡板的形状与起点位于与所述隔舌呈逆时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线的形状一致，另一所述挡板的形状与起点位于与所述隔舌呈顺时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线形状一致。两所述挡板的厚度为蜗壳出口直径的1/25～1/23。两所述挡板的重叠区域的长度为靠近蜗壳出口一侧的所述挡板长度的1/10，靠近蜗壳出口一侧的所述挡板与所述隔舌的重叠区域的长度为所述隔舌到蜗壳出口距离的一半。两所述挡板满足粗糙度要求：Ra<6.3μm。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术在内腔中设置两弧形挡板将内腔分割成三个分布均匀的蜗室，能够使每个蜗室产生的径向力呈120°对称分布，从而起到平衡径向力的作用。2、本技术挡板采用过蜗壳中心对称截面的流线形状，可以保证蜗壳内部流场沿流线流动，不遭到破坏，减小由水流冲击、涡流产生的摩擦损失。3、本技术挡板厚度采用蜗壳出口直径的1/25～1/23，该厚度大致为单挡板蜗壳中的挡板厚度的2/3，能够保证结构刚度，又不会因过厚而导致流速升高的增加摩擦损失。4、本技术两挡板的重叠区域以及挡板与隔舌的重叠区域均经过筛选而确定，能够兼顾和平衡两方面的损失(蜗壳内部脱流损失、蜗壳内壁与水流摩擦损失)，以保证综合损失最小。本技术可广泛应用于高扬程、大流量泵站中大型离心泵中。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2为径向力二力呈180°对称示意图。图3为径向力三力呈120°对称示意图。图4是本技术与单挡板双蜗室蜗壳中心对称截面流线分布对比示意图；其中：图(a)是本技术的中心对称截面流线分布示意图；图(b)是单挡板双蜗室蜗壳中心对称截面流线分布示意图；图5是本技术与单挡板双蜗室蜗壳过叶轮中心与蜗壳出口平行的过流截面流线分布对比示意图；其中：图(a)是本技术的过叶轮中心与蜗壳出口平行的过流截面流线分布示意图；图(b)是单挡板双蜗室蜗壳的过叶轮中心与蜗壳出口平行的过流截面流线分布示意图；图6是本技术与单挡板双蜗室蜗壳的各项性能对比示意图；其中：图(a)是本技术与单挡板双蜗室蜗壳的效率对比示意图；图(b)是本技术与单挡板双蜗室蜗壳的扬程对比示意图；图(c)是本技术与单挡板双蜗室蜗壳的平均径向力对比示意图；图(d)是本技术与单挡板双蜗室蜗壳的径向力脉动幅值对比示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。如图1所示，本技术离心泵蜗壳包括内腔1和隔舌2，在内腔1中设置两挡板3、4，两挡板3、4和隔舌2将内腔1分割成三个分布均匀的蜗室，每个蜗室产生的径向力呈120°对称分布，起到平衡径向力效果。上述实施例中，挡板3的形状与起点位于与隔舌2呈逆时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线的形状一致；挡板4的形状与起点位于与隔舌2呈顺时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线的形状一致。上述流线形状是通过对该离心泵设计工况进行数值模拟计算所得到的，这样可以保证蜗壳内部流场沿流线流动，不遭到破坏，减小由水流冲击、涡流产生的能量损失。上述实施例中，挡板3、4厚度可采用蜗壳出口直径的1/25～1/23，该厚度大致为单挡板蜗壳中的挡板厚度的2/3。挡板3、4厚度如果太薄会影响该挡板的强度，如果太厚会减小蜗壳的过流面积，造成流速升高而增加摩擦损失。因此挡板厚度需在满足结构刚度的基础上，尽量取薄，经过多次厚度的选择和验证，本实施例挡板厚度能保证结构刚度，且厚度在满足结构刚度基础上，取值最小。上述实施例中，两挡板3、4的重叠区域的长度采用挡板3长度的1/10，挡板3月隔舌2的重叠区域的长度采用隔舌2到出口距离的一半。这样设置是因为：若两挡板3、4重叠区域过短会导致脱流，致使内部流动混乱，产生涡流，增加蜗壳内部的损失；若两挡板3、4重叠区域过长，则挡板3、4长度变长，占用蜗壳内墙的面积增大，致使水流与蜗壳的接触面积变大，进而摩擦损失也相应增大。经过多次计算比较分析，采用上述数值，能够兼顾和平衡两方面的损失，保证了综合损失最小。上述实施例中，挡板3、4的粗糙度应满足：Ra<6.3μm，以减少摩擦损失。本技术的原理如下：离心泵蜗壳是按设计流量设计的，此刻液体在叶轮周围压水室中的速度和压力是均匀的，轴对称的，故作用于叶轮上的径向合力为零，理论上在设计流量下无径向作用力。由于设计是在许多假定的条件下进行的，与实际流动有偏差，所以即使是在设...

【技术保护点】
一种离心泵蜗壳，包括内腔和隔舌，所述内腔中设置有两挡板，其特征在于：其中一所述挡板的形状与起点位于所述隔舌呈逆时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线形状一致；另一所述挡板的形状与起点位于所述隔舌呈顺时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线形状一致；两所述挡板重叠区域的长度为靠近蜗壳出口一侧的所述挡板长度的1/10，且所述靠近蜗壳出口一侧的挡板与所述隔舌重叠区域的长度为所述隔舌到蜗壳出口距离的一半；进而使两所述挡板和隔舌将所述内腔分割成三个分布均匀的蜗室。

【技术特征摘要】
1.一种离心泵蜗壳，包括内腔和隔舌，所述内腔中设置有两挡板，其特征在于：其中一所述挡板的形状与起点位于所述隔舌呈逆时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线形状一致；另一所述挡板的形状与起点位于所述隔舌呈顺时针120°的蜗壳进口处且过蜗壳中心对称截面的流线形状一致；两所述挡板重叠区域的长度为靠近蜗壳出口一侧的所述挡板长度的1/10，且所述靠近蜗...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文若，高忠信，陆力，张飞，
申请(专利权)人：北京中水科水电科技开发有限公司，中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11