一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，包括喇叭管、导水锥、平面蜗壳、叶轮，喇叭管进口与平面蜗壳的倾斜面相衔接贯通，喇叭管出口与叶轮相衔接贯通；所述叶轮内固定轮毂，轮毂固定3片叶片；平面蜗壳另一端与进水流道相衔接贯通；导水锥的底部位于喇叭管进口外侧，且导水锥的顶部延伸至喇叭管内并与轮毂相连接固定；喇叭管进口直径为叶轮直径的1.55倍，喇叭管出口直径与叶轮直径相等，喇叭管高度为叶轮直径的0.53倍；导水锥顶圆直径为叶轮直径的0.3倍，导水锥底圆直径为叶轮直径的1.39倍，导水锥高度为叶轮直径的1.16倍。通过本实用新型专利技术，改进后的平面蜗壳及导水锥有效消除平面蜗壳的底部即叶轮进口的下方的旋涡。

An inlet structure with two-way channel of plane volute type with excellent hydraulic performance

【技术实现步骤摘要】
一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构
本技术涉及一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，尤其涉及双向进水流道导水锥及平面蜗壳等过流部件，属于水利工程

技术介绍
双向进水流道是通过闸门控制，可分别从两侧的任一侧进水的泵站进水流道，适合于汛期排涝，枯水期灌溉的排灌结合泵站，且不抽水时可利用流道进行自流排灌，具有占地较少、节省工程量和工程投资小等明显优点，在工程实际中得到了广泛的应用。双向进水流道一侧进水时，另一侧由于闸门关闭形成空间较大的死水区，易产生回流和漩涡，加大水力损失，不合理的流道型线设计导致流道内易产生旋涡、形成涡带进入叶轮室影响叶轮的正常运行，引起水泵严重的振动和汽蚀，降低泵装置效率，影响泵装置安全、稳定运行。为解决上述问题，本技术专利通过一种双向流道立式轴流泵装置的进水平面蜗壳结构，对导水锥及平面蜗壳等过流部件进行改进，为选择合理的的流道型线和确定消除涡带的有效措施提供设计依据，对泵装置安全、稳定、高效运行具有重要意义。
技术实现思路
双向进水流道型线设计不合理，造成泵装置效率偏低或振动、汽蚀等，难以确保在排灌两种运行状态下均有较好流态和较高泵装置效率。为解决上述问题，本技术专利通过一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，利用改进后的导水锥有效消除喇叭口下方的附底旋涡，在保障出口流动特性满足叶轮室进口要求的前提下，提供流态较好、经济合理的双向进水流道。本技术的目的是这样实现的，一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，其特征是：包括喇叭管、导水锥、平面蜗壳、叶轮，喇叭管进口与平面蜗壳的倾斜面相衔接贯通，喇叭管出口与叶轮相衔接贯通；所述叶轮内固定有轮毂，轮毂上固定有叶片；平面蜗壳另一端与进水流道相衔接贯通；所述导水锥的底部位于喇叭管进口外侧，且导水锥的顶部延伸至喇叭管内并与轮毂相连接固定；所述喇叭管进口直径为叶轮直径的1.55倍，喇叭管出口直径与叶轮直径相等，喇叭管高度为叶轮直径的0.53倍；所述导水锥顶圆直径为叶轮直径的0.3倍，导水锥底圆直径为叶轮直径的1.39倍，导水锥高度为叶轮直径的1.16倍；所述平面蜗壳断面高度为叶轮直径的0.4倍，平面蜗壳的蜗壳斜面倾角α为58°。所述导水锥母线采用四分之一的椭圆弧线。所述叶片的数量为3片。本技术结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本技术，提供的一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，有利于分析研究双向进水流道关键部位的脱流、旋涡等有害现象，有利于对双向流道立式轴流泵装置的进水平面蜗壳结构以及导水锥等过流部件进行优化改进，从而达到调整进水流道内部流态及消涡的目的，减小进水流道的水力损失，提高双向流道立式轴流泵装置的水力效率。针对双向进水流道逆水侧近壁面处易出现旋涡影响叶轮正常运行的问题，提出了一种双向流道立式轴流泵装置的进水平面蜗壳结构。本技术专利包括喇叭管、导水锥、平面蜗壳。本技术专利所述构件尺寸均以叶轮直径D为参考值。本技术专利所述的喇叭管进口直径为1.55D，喇叭管出口直径为D，喇叭管高度为0.53D。本技术专利所述的导水锥顶圆直径为0.3D，导水锥底圆直径为1.39D，导水锥高度为1.16D，导水锥母线采用四分之一的椭圆弧线。本技术专利所述的平面蜗壳断面高度h为0.4D，蜗壳斜面倾角α为58°。有益效果：本技术适用于双向流道立式轴流泵装置进水结构中，通过设计改进后的平面蜗壳及导水锥有效消除平面蜗壳的底部即叶轮进口的下方的旋涡，为叶轮室进口提供良好的水力条件，有效改善双向进水流道的出口流速分布均匀度，减小了进水流道的水力损失，提高了泵装置最高效率点，可为同类型泵装置双向进水流道的水力设计提供一定的参考，对双向进水流道进行优化设计保证其安全运行具有重要的学术意义与工程价值。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术平面示意图；图3为本技术喇叭管型线图；图4为本技术导水锥曲线图；图5为本技术平面蜗壳断面图；图6为本技术使用状态示意图；图中：1喇叭管、2导水锥、3平面蜗壳、4叶轮、5进水流道、6轮毂、7叶片。具体实施方式下面结合附图和附图说明对本技术作进一步说明。一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，包括喇叭管1、导水锥2、平面蜗壳3。喇叭管1进口与平面蜗壳3的倾斜面相衔接，喇叭管1的出口断面与叶轮4的进口断面尺寸相对应；导水锥2的顶圆直径与叶轮4内的轮毂6相对应；平面蜗壳3与进水流道5相衔接。即，一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，包括喇叭管1、导水锥2、平面蜗壳3、叶轮4，喇叭管1进口与平面蜗壳3的倾斜面相衔接贯通，平面蜗壳3另一端与进水流道5相衔接贯通；导水锥2的底部位于喇叭管1进口外侧，且导水锥2的顶部延伸至喇叭管1内并与轮毂6相连接固定。设叶轮4直径为D，则喇叭管1进口直径为1.55D，喇叭管1出口直径为D，喇叭管1高度为0.53D；导水锥2顶圆直径为0.3倍D，导水锥2底圆直径为1.39D，导水锥2高度为1.16D；平面蜗壳3断面高度为0.4D，平面蜗壳3的蜗壳斜面倾角α为58°。导水锥2母线采用四分之一的椭圆弧线。本技术提供一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，改进后的进水结构可有效消除喇叭口下方的附底旋涡，大流量工况（1.4Qbep）、最优工况（Qbep）、小流量工况（0.6Qbep）三个特征工况下双向进水流道逆水侧近壁面处均未出现旋涡，平面蜗壳底部即叶轮进口下方均未出现旋涡，且进水流道特征断面轴向速度分布均匀度与速度加权平均角均得到了相应地提高，相同工况下，轴向速度分布均匀度最大提高了3.49%，最小提高了2.81%，各工况下平均轴向速度分布均匀度提高了3.0%；速度加权平均角最大提高了1.14°，最小提高了0.41°。泵装置最高效率点相提高了4%。本技术按给定比例运用到工程实际中，以达到最大程度的流态改善，具有重要的工程价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，其特征是：包括喇叭管（1）、导水锥（2）、平面蜗壳（3）、叶轮（4），喇叭管（1）进口与平面蜗壳（3）的倾斜面相衔接贯通，喇叭管（1）出口与叶轮（4）相衔接贯通；所述叶轮（4）内固定有轮毂（6），轮毂（6）上固定有叶片（7）；平面蜗壳（3）另一端与进水流道（5）相衔接贯通；所述导水锥（2）的底部位于喇叭管（1）进口外侧，且导水锥（2）的顶部延伸至喇叭管（1）内并与轮毂（6）相连接固定；/n所述喇叭管（1）进口直径为叶轮（4）直径的1.55倍，喇叭管（1）出口直径与叶轮（4）直径相等，喇叭管（1）高度为叶轮（4）直径的0.53倍；所述导水锥（2）顶圆直径为叶轮（4）直径的0.3倍，导水锥（2）底圆直径为叶轮（4）直径的1.39倍，导水锥（2）高度为叶轮（4）直径的1.16倍；所述平面蜗壳（3）断面高度为叶轮（4）直径的0.4倍，平面蜗壳（3）的蜗壳斜面倾角α为58°。/n

【技术特征摘要】
1.一种水力性能优异的平面蜗壳式双向流道进水结构，其特征是：包括喇叭管（1）、导水锥（2）、平面蜗壳（3）、叶轮（4），喇叭管（1）进口与平面蜗壳（3）的倾斜面相衔接贯通，喇叭管（1）出口与叶轮（4）相衔接贯通；所述叶轮（4）内固定有轮毂（6），轮毂（6）上固定有叶片（7）；平面蜗壳（3）另一端与进水流道（5）相衔接贯通；所述导水锥（2）的底部位于喇叭管（1）进口外侧，且导水锥（2）的顶部延伸至喇叭管（1）内并与轮毂（6）相连接固定；
所述喇叭管（1）进口直径为叶轮（4）直径的1.55倍，喇叭管（1）出口直径与叶轮（4）直径相等，喇叭管（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，高慧，冯晓红，王铁力，周亚军，钱军，王银，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32