一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置。转轴内部设有导气空腔，流体滑环套装在转轴上，流体滑环外圈和内圈连接相通，流体滑环外圈作为固定端并与进气管相连，流体滑环内圈作为转动端与出气管的一端相连，出气管的另一端与转轴的导气空腔连接相通；叶轮与转轴通过键同轴相连，转轴端部沿周向连接有均匀布置于叶轮各叶片的叶片吸力面处的多个补气机构，补气机构和导气空腔连接相通。本发明专利技术通过流体滑环和转轴中的导气空腔，直接布置于离心泵叶片吸力面的低压汽蚀区处，使得补气直接补入汽蚀区域减少补入气体与水流的接触，从而避免由于补入气体溶于水中导致汽蚀恶化的现象。

An anti cavitation and air replenishment device suitable for different cavitation zones of centrifugal pumps

The invention discloses a device for preventing cavitation erosion of a centrifugal pump in different cavitation regions. The outer ring of the fluid slip ring is connected with the inlet pipe as a fixed end, the inner ring of the fluid slip ring is connected with one end of the outlet pipe as a rotating end, and the other end of the outlet pipe is connected with the air cavity of the rotating shaft. The rotating shaft is coaxially connected by the key, and the end of the rotating shaft is circumferentially connected with a plurality of air-supplying mechanisms evenly arranged on the suction surface of the blades of the impellers, and the air-supplying mechanism and the air-conducting cavity are connected. The air conduction cavity in the fluid slip ring and the rotating shaft is arranged directly at the low pressure cavitation area on the suction surface of the centrifugal pump blade, so that the supplementary air can be added directly into the cavitation area to reduce the contact between the supplementary gas and the water flow, thereby avoiding the cavitation deterioration caused by the supplementary gas dissolved in the water.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置
本专利技术涉及一种自动补气装置，具体地说是一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置。
技术介绍
离心泵汽蚀危害困扰着许多泵站的运行，许多泵站由于严重汽蚀所引起的强烈振动而无法运行。当叶轮入口处压强下降至被送液体在工作温度下的饱和蒸汽压时，液体将会发生部分汽化，生成的气泡将随液体从低压区进入高压区，在高压区气泡会急剧收缩，凝结，其周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占空间，产生高强度的冲击波，冲击叶轮和泵壳，发生噪音引起震动。由于长期受到冲击力反复作用以及液体中微量溶解氧的化学腐蚀作用，叶轮局部表面出现斑痕和裂纹甚至成海绵状损坏。但是现在市面上传统的离心泵抗汽蚀装置主要以安装诱导轮、调节泵的安装高度和泵的进口尺寸为主。这些装置既增加了成本又降低了工作效率。在实际的工业生产中，补气防治汽蚀危害在水轮机、高坝溢流方面有较多的应用，而由于补气防治离心泵汽蚀，技术性很强，只有补气流量、补气位置和补气方式恰当，才能取得好的效是。否则，会使泵的流量、扬程和效率下降很多，引起不良后果。因此离心泵方面则几乎尚未应用。传统补气装置直接补入于叶轮进口前使得补入气体与水流长时间接触，从而由于补入气体溶于水中导致汽蚀恶化。同时离心泵中的汽蚀区位置和强度会随着泵进口流量的变化而变化，传统补气装置无法改变补气位置从而导致补入气体未在汽蚀区域处反而使得汽蚀恶化。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出了一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置，在汽蚀区的位置和强度随着进口流量变化而变化的情况下可自动调节补气位置和补气量(均匀与不均匀补气)，并且直接补气于汽蚀区域减少补入气体与水流的接触，从而避免由于补入气体溶于水中导致汽蚀恶化，降低离心泵不同汽蚀区域振动和噪声。按照本专利技术的技术方案：本专利技术主要由转轴、进气管、出气管、流体滑环和补气机构组成；转轴内部设有导气空腔，流体滑环套装在转轴上，流体滑环外圈和内圈连接相通，流体滑环外圈作为固定端并与进气管相连，流体滑环内圈作为转动端与出气管的一端相连，出气管的另一端与转轴的导气空腔连接相通；叶轮与转轴通过键同轴相连，转轴端部沿周向连接有均匀布置于叶轮各叶片的叶片吸力面处的多个补气机构，补气机构和导气空腔连接相通。每个所述补气机构包括导气管、补气管、挡气板、梯形挡板、电磁推进驱动件和进给驱动件；导气管一端连接到转轴端部周面，并且导气管与转轴的导气空腔相通；补气管套装在导气管外，补气管的内管壁与导气管的外管壁密封相配合，补气管的壁面开有气孔；导气管上焊接有电磁推进驱动件，电磁推进驱动件的输出推杆与补气管内端固定，电磁推进驱动件驱动补气管沿导气管轴向移动，进而调节补气管上气孔被导气管覆盖的孔数和未被导气管覆盖而正常通气的孔数；补气管外壁固定有进给驱动件，进给驱动件通过牵引绳和挡气组件连接，补气管一端外壁周面套装有环形的滑轨，挡气板一端嵌装于滑轨中，进给驱动件驱动经牵引绳拉动挡气组件沿滑轨移动，进而调节挡气组件挡住补气管上气孔的位置和孔数。外部气源输入进气管，经由流体滑环输送到导气空腔中，从分散到各个补气机构中，从导气管进入到补气管中，再从补气管的气孔分散到叶片吸力面附近的低压汽蚀区。所述的挡气组件包括挡气板、液压推杆和梯形挡板，挡气板经液压推杆和梯形挡板连接，梯形挡板与液压推杆之间通过活动铰链连接，挡气板通过液压推杆控制梯形挡板的姿态位置来有限遮挡补气管部分气孔，调节同一排气孔不同的遮挡面积实现均匀补气和非均匀补气的目的。所述的补气管外端部固定有加速度传感器，加速度传感器分别经振动信号传输线Ⅰ、振动信号传输线Ⅱ和电磁推进驱动件、进给驱动件连接。所述的补气管的壁面开有沿补气管周向间隔均布的多排气孔；每排气孔的各个气孔沿补气管轴向间隔均布，使得补气管表面均布有气孔。所述的振动信号传输线Ⅰ和振动信号传输线Ⅱ在不影响正常补气的情况下安置于导气管和补气管的内部以减少水流对于线路的冲击。所述的电磁推进驱动件与进给驱动件分别焊接于导气管和补气管上。本专利技术装置通过流体滑环和转轴中的导气空腔，直接布置于离心泵叶片吸力面的低压汽蚀区处，使得补气直接补入汽蚀区域减少补入气体与水流的接触，从而避免由于补入气体溶于水中导致汽蚀恶化的现象。补气管布置于导气管外部，补气管表面布置有分布均匀的气孔，加速度传感器通过检测的汽蚀振动信号控制导气管上的电磁推进驱动件，使得补气管在导气管表面前后滑动，以达到自动调节补气位置的目的。补气管表面布置有挡气板，加速度传感器通过检测的汽蚀振动信号控制补气管上的进给驱动件，使得挡气板在牵引绳的作用下在补气管表面转动，遮挡部分气孔以达到自动调节补气量的目的。且挡气板通过液压推杆控制前端有限遮挡部分的梯形挡板，以到达叶片进口端与出口端均匀与不均匀补气切换的目的。本专利技术的技术效果在于：本专利技术将不受泵进口流量变化导致汽蚀区位置和强度的变化对补气防汽蚀效果的影响。实现了一种在汽蚀区的位置和强度随着进口流量变化而变化的情况下可自动调节补气位置和补气量(均匀与不均匀补气)并且直接补气于汽蚀区域减少补入气体与水流的接触，从而避免由于补入气体溶于水中导致汽蚀恶化的防汽蚀补气装置。附图说明图1是新型补气装置安装结构图；图2是叶片吸力面处装置布置图；图3是补气调节装置局部细节图；图4是补气位置调节机构工作原理图；图5是挡气板不均匀进气结构图；图6是新型补气装置整体结构图；图7是补气转轴半剖图；图8是补气防汽蚀离心泵机组整体效果图；图9是汽蚀发展过程的不均匀补气实例图；图10是汽蚀稳定后均匀补气实例图。图中：离心泵壳体1、叶轮2、转轴3、导气空腔4、空压机5、进气管6、流体滑环7、出气管8、叶片吸力面9、导气管10、补气管11、挡气板12、加速度传感器13、振动信号传输线Ⅰ14、电磁推进驱动件15、振动信号传输线Ⅱ16、进给驱动件17、牵引绳18、滑轨19、液压推杆20、梯形挡板21、汽蚀空泡22。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的说明。如图1所示，本专利技术主要由转轴3、进气管6、出气管8、流体滑环7和补气机构组成；叶轮2与转轴3通过键同轴相连，转轴3内部设有导气空腔4，流体滑环7套装在转轴3上，流体滑环7外圈和内圈连接相通，流体滑环7外圈作为固定端并与进气管6相连，流体滑环7内圈作为转动端与出气管8的一端相连，出气管8的另一端与转轴3的导气空腔4连接相通；流体滑环7使得转轴3旋转时出气管8也随之旋转但进气管6不发生旋转，以达到向旋转的导气空腔4稳定输气同时进气管6和空压机5保持固定的目的，如图8所示。如图2所示，转轴3端部沿周向连接有均匀布置于叶轮2各叶片的叶片吸力面9处(即叶轮2发生汽蚀的低压汽蚀区)的多个补气机构。如图7所示，补气机构和导气空腔4连接相通，补气机构位于叶轮2内部，补气机构沿叶片吸力面9延伸布置，补气机构布置数量和叶轮2的叶片数量相同。如图3所示，每个补气机构包括导气管10、补气管11、挡气板12、电磁推进驱动件15和进给驱动件17；导气管10一端连接到转轴3端部周面，并且导气管10与转轴3的导气空腔4相通，如图7所示，各个补气机构的导气管10均匀布置于叶轮2各叶片的叶片吸力面9处，图中导气管10有5个但不仅限于5个；如图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置，其特征在于：主要由转轴(3)、进气管(6)、出气管(8)、流体滑环(7)和补气机构组成；转轴(3)内部设有导气空腔(4)，流体滑环(7)套装在转轴(3)上，流体滑环(7)外圈和内圈连接相通，流体滑环(7)外圈作为固定端并与进气管(6)相连，流体滑环(7)内圈作为转动端与出气管(8)的一端相连，出气管(8)的另一端与转轴(3)的导气空腔(4)连接相通；叶轮(2)与转轴(3)通过键同轴相连，转轴(3)端部沿周向连接有均匀布置于叶轮(2)各叶片的叶片吸力面(9)处的多个补气机构，补气机构和导气空腔(4)连接相通。

【技术特征摘要】
1.一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置，其特征在于：主要由转轴(3)、进气管(6)、出气管(8)、流体滑环(7)和补气机构组成；转轴(3)内部设有导气空腔(4)，流体滑环(7)套装在转轴(3)上，流体滑环(7)外圈和内圈连接相通，流体滑环(7)外圈作为固定端并与进气管(6)相连，流体滑环(7)内圈作为转动端与出气管(8)的一端相连，出气管(8)的另一端与转轴(3)的导气空腔(4)连接相通；叶轮(2)与转轴(3)通过键同轴相连，转轴(3)端部沿周向连接有均匀布置于叶轮(2)各叶片的叶片吸力面(9)处的多个补气机构，补气机构和导气空腔(4)连接相通。2.根据权利要求1所述的一种适用于离心泵不同汽蚀区域的防汽蚀补气装置，其特征在于：每个所述补气机构包括导气管(10)、补气管(11)、挡气板(12)、电磁推进驱动件(15)和进给驱动件(17)；导气管(10)一端连接到转轴(3)端部周面，并且导气管(10)与转轴(3)的导气空腔(4)相通；补气管(11)套装在导气管(10)外，补气管(11)的内管壁与导气管(10)的外管壁密封相配合，补气管(11)的壁面开有气孔；导气管(10)上焊接有电磁推进驱动件(15)，电磁推进驱动件(15)的输出推杆与补气管(11)内端固定，电磁推进驱动件(15)驱动补气管(11)沿导气管(10)轴向移动，进而调节补气管(11)上气孔被导气管(10)覆盖的孔数和未被导气管(10)覆盖而正常通气的孔数；补气管(11)外壁固定有进给驱动件(17)，进给驱动件(17)通过牵引绳(18)和挡气组件连接，补气管(11)一端外壁周面套装有环形的滑轨(19)，挡气板(12)一端嵌装于滑轨(19)中，进给驱动件(17)驱动牵引绳(18)拉动挡气组件沿滑轨(19)移动，进而调节挡气组件挡住补气管(11)上气孔的位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宝玲，张陈良，贾晓奇，翟璐璐，朱祖超，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33