抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室及离心泵制造技术

本发明专利技术公开了一种抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室及离心泵，所述抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室内具有流道，所述流道包括大流道和小流道，所述大流道与所述小流道同向延伸且并排布置，在垂直于所述流道的过水断面上所述大流道与所述小流道连通且所述大流道的面积大于所述小流道的面积。根据本发明专利技术的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，可以引导和限制所述流道内涡流的产生和发展，有效抑制压水室内的二次涡，减小压水室内涡流强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及离心泵
，特别是涉及一种抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室及具有其的离心泵。
技术介绍
20世纪90年代以前，关于离心泵的研究往往集中于能量特性。近年来，随着离心泵机组向大型化发展，特别是机组的能量特性达到较优的水平后，离心泵机组运行稳定性越来越受到重视。目前，投产运行的一些大型泵机组出现了不同程度的噪音、振动等与水力不稳定性有关的现象，严重影响了机组的安全运行。数值计算和现场试验表明，离心泵机组的振动来自于过流部件中的非定常涡流以及涡流引起的结构振动。在压水室径向截面上存在着旋转方向相反、强度交替变化的一个涡对，这一对漩涡的强度与压水室运行的工况相关，虽然设计工况下涡流强度较小，但变工况时强度将会增大，影响压水室稳定工作。因此，压水室过水断面上型线的具体分布对涡流的产生和发展具有非常重要的影响。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，所述离心泵非对称压水室的结构简单、易于加工和制造。本专利技术的另一个目的在于提出一种离心泵，所述离心泵上设有上述抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室。根据本专利技术第一方面实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，所述压水室内具有流道，所述流道包括大流道和小流道，所述大流道与所述小流道同向延伸且并排布置，在垂直于所述流道的过水断面上所述大流道与所述小流道连通且所述大流道的面积大于所述小流道的面积。根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，可以引导和限制所述流道内涡流的产生和发展，有效抑制压水室内的二次涡，减小压水室内涡流强度。另外，根据本专利技术上述实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室还具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一些实施例，垂直于所述流道的过水断面的流道型线至少包括大圆弧、中间圆弧和小圆弧，所述大圆弧、所述中间圆弧和所述小圆弧依次光滑连接而成，所述大圆弧构成所述大流道的至少一部分，所述小圆弧构成所述小流道的至少一部分。进一步地，所述流道型线由所述中间圆弧的圆心位置(xm,h)和所述中间圆弧的半径rm唯一确定。在本专利技术的一些实施例中，以蜗室进口的两端连线形成的蜗室进口边b3为水平参考轴，以蜗室进口边b3的一个端点为原点(0,0)形成的平面直角坐标系中，取所述中间圆弧的圆心所在位置(xm,h)，连接所述中间圆弧的圆心与蜗室进口边b3的一个端点(0,0)形成第一直线段，连接所述中间圆弧的圆心与蜗室进口边b3的另一个端点(b3,0)形成第二直线段，以所述中间圆弧的圆心所在位置(xm,h)为圆心、以半径rm画圆，所述圆夹在所述第一直线段和所述第二直线段之间的劣弧即为所述中间圆弧，当xm＞b3/2时，以所述第一直线段与所述中间圆弧的交点和所述端点(0,0)的连线为直径朝背离所述蜗室进口边b3画圆弧形成为所述大圆弧，以所述第二直线段与所述中间圆弧的交点和所述端点(b3,0)的连线为直径朝背离所述蜗室进口边b3画圆弧形成为所述小圆弧。根据本专利技术的一些实施例，所述大圆弧与所述中间圆弧外相切，且所述小圆弧与所述中间圆弧外相切。进一步地，所述流道型线还包括蜗室进口边，所述中间圆弧的圆心与所述蜗室进口边间隔开，所述中间圆弧的半径小于所述中间圆弧的圆心与所述蜗室进口边的间距，且所述中间圆弧为朝所述蜗室进口边凸出的劣弧，所述大圆弧为以所述蜗室进口边的一个端点为端点并朝背离所述蜗室进口边外凸的半圆弧，所述小圆弧为以所述蜗室进口边的另一个端点为端点且朝背离所述蜗室进口边外凸的半圆弧。根据本专利技术的一些实施例，所述压水室包括环状段和沿直线方向延伸并沿所述环状段的切向连接所述环状段的扩散段，所述流道沿所述环状段延伸并延伸到所述扩散段的端部，所述流道位于所述环状段内的部分朝向所述环状段的内侧敞开，所述流道位于扩散段内的部分沿所述扩散段的轴线延伸。进一步地，在所述压水室的扩散段的平直面上沿流道布置有多个V型沟槽，每个V型沟槽的槽宽b为1mm，深度d为0.85mm。进一步地，所述多个V型沟槽始于压水室的所述环状段与所述扩散段相切连接的部分，所述多个V型沟槽沿槽宽方向上的总长度为所述扩散段沿轴线方向长度的1/2至2/3，所述多个V型沟槽在所述扩散段的平直面上沿垂直于所述流道的方向延伸。根据本专利技术第二方面实施例的离心泵，包括压水室，所述压水室为上述所述的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室的立体示意图；图2是根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室的过水断面示意图；图3是根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室沿流道断面上V型沟槽的局部放大图。附图标记：1是大流道，2是小流道，3是蜗室进口边，4是大圆弧，5是中间圆弧，6是小圆弧，7是V型沟槽，8是环状段，9是扩散段。b3是蜗室进口边长度，xm是中间圆弧的圆心横向距离，h是中间圆弧的圆心纵向距离，r1、rm、r2分别是大圆弧、中间圆弧、小圆弧的半径，b是沟槽宽度，d是沟槽深度。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。设计和开发不同截面形状的压水室，是离心泵研究中的重要内容。本专利技术提出的非对称压水室及其型线设计方法，是抑制离心泵压水室涡流、提高泵机组运行稳定的有效途径。下面结合图1至图3详细描述根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室100。参照图1，具体而言，根据本专利技术第一方面实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室100，压水室100内具有流道，所述流道包括大流道1和小流道2，大流道1与小流道2同向延伸，也就是说，大流道1与小流道2的延伸方向相同，而且大流道1与小流道2并排布置。在垂直于所述流道的过水断面上，大流道1与小流道2连通，而且大流道1的面积大于小流道2的面积。大流道1的通流面积大于小流道2的通流面积，压水室100呈非对称的结构。由此，非对称压水室100可以引导和限制所述流道内涡流的产生和发展，有效抑制压水室内的二次涡，减小压水室内涡流强度。根据本专利技术实施例的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室100，可以引导和限制所述流道内涡流的产生和发展，有效抑制压水室内的二次涡，减小压水室内涡流强度。参照图2并结合图1，根据本专利技术的一些具体实施例，垂直于所述流道的过水断面的流道型线至少包括大圆弧4、中间圆弧5和小圆弧6，大圆弧4、中间圆弧5和小圆弧6依次光滑连接而成，大圆弧4构成大流道1的至少一部分，小圆弧6构成小流道2的至少一部分。垂直于所述流道的过水断面的流道型线为非对称型线，可以引导和限制所述流道内涡流的产生和发展，有效抑制压水室内的二次涡，减小压水室本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，其特征在于，所述压水室内具有流道，所述流道包括大流道和小流道，所述大流道与所述小流道同向延伸且并排布置，在垂直于所述流道的过水断面上所述大流道与所述小流道连通且所述大流道的面积大于所述小流道的面积。

【技术特征摘要】
1.一种抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，其特征在于，所述压水室内具有流道，所述流道包括大流道和小流道，所述大流道与所述小流道同向延伸且并排布置，在垂直于所述流道的过水断面上所述大流道与所述小流道连通且所述大流道的面积大于所述小流道的面积。2.根据权利要求1所述的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，其特征在于，垂直于所述流道的过水断面的流道型线至少包括大圆弧、中间圆弧和小圆弧，所述大圆弧、所述中间圆弧和所述小圆弧依次光滑连接而成，所述大圆弧构成所述大流道的至少一部分，所述小圆弧构成所述小流道的至少一部分。3.根据权利要求2所述的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，其特征在于，所述流道型线由所述中间圆弧的圆心位置(xm,h)和所述中间圆弧的半径rm唯一确定。4.根据权利要求2所述的抑制涡流和扩散段减阻的离心泵非对称压水室，其特征在于，以蜗室进口的两端连线形成的蜗室进口边b3为水平参考轴，以蜗室进口边b3的一个端点为原点(0,0)形成的平面直角坐标系中，取所述中间圆弧的圆心所在位置(xm,h)，连接所述中间圆弧的圆心与蜗室进口边b3的一个端点(0,0)形成第一直线段，连接所述中间圆弧的圆心与蜗室进口边b3的另一个端点(b3,0)形成第二直线段，以所述中间圆弧的圆心所在位置(xm,h)为圆心、以半径rm画圆，所述圆夹在所述第一直线段和所述第二直线段之间的劣弧即为所述中间圆弧，当xm＞b3/2时，以所述第一直线段与所述中间圆弧的交点和所述端点(0,0)的连线为直径朝背离所述蜗室进口边b3画圆弧形成为所述大圆弧，以所述第二直线段与所述中间圆弧的交点和所述端点(b3,0)的连线为直径朝背离所述蜗室进口边b3画圆弧形成为所述小圆弧。5.根据权利要求2-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭磊，刘明，孟根其其格，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11