一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法技术

本发明专利技术涉及水利机械技术领域，尤其涉及一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法，所述预旋消除结构为若干个微转动复合曲面挡流板，若干个微转动复合曲面挡流板均匀布置在全贯流泵定子

【技术实现步骤摘要】
一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法


[0001]本专利技术涉及水利机械
，尤其涉及一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法。

技术介绍

[0002]全贯流泵的叶轮与电机转子为一体式结构，其电机转子与定子外壳之间存在间隙，间隙中存在间隙回流，可以起到散热的作用。由于叶片的旋转作用，间隙回流在间隙入口处有一定的旋转，称为全贯流泵定子
‑
转子间隙入口的预旋。预旋使得间隙入口水流方向复杂，形成紊流，会导致转子和轴承的荷载不均衡，造成电机过载和机组振动。
[0003]挡流板是一种调节体积流量、改变阻力的部件，在实际工程中，可通过在水流流径中布置挡流板，增加阻力，达到改变水流流向的目的。由于全贯流泵定子绕组依靠间隙回流进行冷却，在定子
‑
转子间隙入口处布置挡流板时，显然不能把挡流板型线设计成平面型。这是因为间隙入口水流方向为周向和径向，其流线是曲线型的，平面型挡流板虽然能够消除水流的周向速度，但是会较大程度地削减间隙回流量，影响散热效果。因此，全贯流泵定子
‑
转子间隙入口处的挡流板应该设计成曲面型的。但是，该曲面型挡流板的设计方法较缺乏。
[0004]为解决现存问题，本专利技术提供一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法，将间隙回流的周向速度动能转化为径向速度动能，提高全贯流泵稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种全贯流泵预旋消除结构及其设计方法，以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种全贯流泵预旋消除结构，所述预旋消除结构为若干个微转动复合曲面挡流板，若干个微转动复合曲面挡流板均匀布置在全贯流泵定子
‑
转子间隙入口处的定子外壳上，若干个微转动复合曲面挡流板沿定子外壳的圆周方向布置，所述微转动复合曲面挡流板包括：导流板、侧槽和微转动轴承，所述侧槽设置有两个，两个侧槽对称设置在导流板近壁侧和远壁侧，所述微转动轴承设置在导流板近壁侧的侧槽的顶端中部，所述微转动轴承顶端固定连接在全贯流泵定子
‑
转子间隙入口处的定子外壳上。
[0008]进一步的，所述微转动轴承包括：弹簧腔内隔板、轴瓦、轴颈、弹簧腔、弹簧和盖板，所述轴瓦设置有两个，两个轴瓦对称滑动连接在轴颈的弧形外壁上，两个轴瓦的外壁与导流板近壁侧的侧槽固定连接，所述盖板设置有两个，两个盖板对称固定连接在轴颈的轴向两侧，导流板近壁侧的盖板固定连接在全贯流泵定子
‑
转子间隙入口处的定子外壳上，两个轴瓦的四个切向端面与轴颈的弧形外壁以及两个盖板相向一侧的两个端面共同形成两个弹簧腔，所述弹簧腔中部径向设置有弹簧腔内隔板，所述弹簧腔内还左右对称设置有两个弹簧；所述弹簧一端固定连接在弹簧腔内隔板切向一侧，另一端固定连接在轴瓦与该弹簧
腔内隔板切向一侧相对设置的切向端面上。
[0009]进一步的，导流板近壁侧的侧槽为封闭体，导流板远壁侧的侧槽为封闭体或开放面。
[0010]一种全贯流泵预旋消除结构的设计方法，具体包括以下步骤：
[0011]S1、根据全贯流泵的结构和工作参数分别设计微转动复合曲面挡流板的宽度、侧槽的形状、导流板的形状和微转动轴承的结构；
[0012]S2、将微转动复合曲面挡流板的微转动轴承双侧盖板与微转动轴承轴颈固定连接；将微转动轴承近壁侧的盖板与定子外壳固定连接；将微转动轴承轴瓦与近壁侧的侧槽固定连接；
[0013]S3、对微转动轴承近壁侧的盖板四周进行密封处理；
[0014]S4、设计微转动复合曲面挡流板的布置数量。
[0015]进一步的，所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的宽度b：选取系数C1，C1的范围为0＜C1≤1.0；由公式b＝C1·
D计算得到微转动复合曲面挡流板的宽度b，式中D为全贯流泵定子
‑
转子入口间隙截面宽度。
[0016]进一步的，所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的侧槽的形状具体包括以下步骤：
[0017]S1.1、设计微转动复合曲面挡流板的侧槽最大深度d：选取系数C2，C2的范围为0＜C2＜1.0，最大深度由公式计算得到微转动复合曲面挡流板的侧槽最大深度d，式中H为全贯流泵定子
‑
转子入口间隙截面高度；
[0018]S1.2、设计微转动复合曲面挡流板的复合曲线母线表达式：复合曲线母线表达式为对于微转动复合曲面挡流板的复合曲线母线所在的直角坐标系，该直角坐标系的x轴正方向与全贯流泵的出水方向相反，y轴正方向与间隙回流的径向速度方向一致，复合曲面母线表达式中的x为距离定子外壳的轴向距离，x的范围为或b
‑
d≤x≤b，复合曲面母线表达式中的y为全贯流泵定子
‑
转子间隙深度；
[0019]S1.3、设计微转动复合曲面挡流板的侧槽外曲面形状：微转动复合曲面挡流板的复合曲面母线远壁侧的支线绕直线x＝b分别旋转
±
90
°
形成远壁侧的侧槽外曲面，其曲面方程为x的范围为b
‑
d≤x≤b；微转动复合曲面挡流板的复合曲面母线近壁侧的支线绕直线x＝0分别旋转
±
90
°
形成近壁侧的侧槽外曲
面，其曲面方程为x的范围为
[0020]进一步的，所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的导流板的形状具体包括以下步骤：
[0021]S1.4、设计微转动复合曲面挡流板的导流板最大厚度δ，选取系数C3，C3的范围为0＜C3≤1.0，由公式δ＝C3·2·
d计算得到微转动复合曲面挡流板的导流板最大厚度δ；
[0022]S1.5、设计微转动复合曲面挡流板的导流板侧曲面的形状：微转动复合曲面挡流板的复合曲面母线远壁侧的支线绕直线x＝b分别旋转
±
γ形成导流板远壁侧的侧曲面，其曲面方程为x的范围为b
‑
d
·
cosγ≤x≤b；微转动复合曲面挡流板的复合曲面母线近壁侧的支线绕直线x＝0分别旋转
±
γ形成导流板近壁侧的侧曲面，其曲面方程为x的范围为γ的范围为0＜γ≤90
°
；微转动复合曲面挡流板的导流板的过流面均为平滑面，
[0023]进一步的，所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的微转动轴承的结构具体包括以下步骤：
[0024]S1.6、设计微转动复合曲面挡流板的微转动轴承内径D2：确定微转动复合曲面挡流板的微转动轴承外径D1，D1的范围为选取系数C4，C4的范围为0＜C4＜1.0；由公式D2＝C4·
D1计算得到微转动复合曲面挡流板的微转动轴承内径D2；
[0025]S1.7、设计微转动复合曲面挡流板的微转动轴承弹簧外径r：选取系数C5，C5的范围为0＜C5≤0.5；由公式r＝C5·
(D1‑
D2)计算得到微转动复合曲面挡流板的微转动轴承弹簧外径r；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全贯流泵预旋消除结构，其特征在于，所述预旋消除结构为若干个微转动复合曲面挡流板，若干个微转动复合曲面挡流板均匀布置在全贯流泵定子
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转子间隙入口处的定子外壳上，若干个微转动复合曲面挡流板沿定子外壳的圆周方向布置，所述微转动复合曲面挡流板包括：导流板、侧槽和微转动轴承，所述侧槽设置有两个，两个侧槽对称设置在导流板近壁侧和远壁侧，所述微转动轴承设置在导流板近壁侧的侧槽的顶端中部，所述微转动轴承顶端固定连接在全贯流泵定子
‑
转子间隙入口处的定子外壳上。2.根据权利要求1所述的一种全贯流泵预旋消除结构，其特征在于，所述微转动轴承包括：弹簧腔内隔板、轴瓦、轴颈、弹簧腔、弹簧和盖板，所述轴瓦设置有两个，两个轴瓦对称滑动连接在轴颈的弧形外壁上，两个轴瓦的外壁与导流板近壁侧的侧槽固定连接，所述盖板设置有两个，两个盖板对称固定连接在轴颈的轴向两侧，导流板近壁侧的盖板固定连接在全贯流泵定子
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转子间隙入口处的定子外壳上，两个轴瓦的四个切向端面与轴颈的弧形外壁以及两个盖板相向一侧的两个端面共同形成两个弹簧腔，所述弹簧腔中部径向设置有弹簧腔内隔板，所述弹簧腔内还左右对称设置有两个弹簧；所述弹簧一端固定连接在弹簧腔内隔板切向一侧，另一端固定连接在轴瓦与该弹簧腔内隔板切向一侧相对设置的切向端面上。3.根据权利要求1所述的一种全贯流泵预旋消除结构，其特征在于，导流板近壁侧的侧槽为封闭体，导流板远壁侧的侧槽为封闭体或开放面。4.一种如权利要求1～3任一项所述的全贯流泵预旋消除结构的设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、根据全贯流泵的结构和工作参数分别设计微转动复合曲面挡流板的宽度、侧槽的形状、导流板的形状和微转动轴承的结构；S2、将微转动复合曲面挡流板的微转动轴承双侧盖板与微转动轴承轴颈固定连接；将微转动轴承近壁侧的盖板与定子外壳固定连接；将微转动轴承轴瓦与近壁侧的侧槽固定连接；S3、对微转动轴承近壁侧的盖板四周进行密封处理；S4、设计微转动复合曲面挡流板的布置数量。5.根据权利要求4所述的一种全贯流泵预旋消除结构的设计方法，其特征在于：所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的宽度b：选取系数C1，C1的范围为0＜C1≤1.0；由公式b＝C1·
D计算得到微转动复合曲面挡流板的宽度b，式中D为全贯流泵定子
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转子入口间隙截面宽度。6.根据权利要求5所述的一种全贯流泵预旋消除结构的设计方法，其特征在于：所述S1中，设计微转动复合曲面挡流板的侧槽的形状具体包括以下步骤：S1.1、设计微转动复合曲面挡流板的侧槽最大深度d：选取系数C2，C2的范围为0＜C2＜1.0，最大深度由公式计算得到微转动复合曲面挡流板的侧槽最大深度d，式中H为全贯流泵定子
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转子入口间隙截面高度；S1.2、设计微转动复合曲面挡流板的复合曲线母线表达式：复合曲线母线表达式为
对于微转动复合曲面挡流板的复合曲线母线所在的直角坐标系，该直角坐标系的x轴正方向与全贯流泵的出水方向相反，y轴正方向与间隙回流的径向速度方向一致，复合曲面母线表达式中的x为距离定子外壳的轴向距离，x的范围为或b
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d≤x≤b，复合曲面母线表达式中的y为全贯流泵定子
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转子间隙深度；S1.3、设计微转动复合曲面挡流板的侧槽外曲面形状：微转动复合曲面挡流板的复合曲面母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾延东，卞君杰，施伟，石丽建，成立，刘本庆，焦伟轩，张帝，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：