一种离心泵制造技术

本发明专利技术公开了一种离心泵，包括：泵壳及安装于泵壳内的叶轮，所述叶轮包括n个叶片，相邻所述叶片之间形成叶轮流道，所述泵壳的内周设置有横截面呈矩形的蜗壳流道，在所述蜗壳流道内圈与叶轮外径之间设置一圈环形导流圈，所述环形导流圈包括m个导流叶片，相邻所述导流叶片之间形成导流流道；n和m均为正整数。本发明专利技术的离心泵具有结构紧凑、便于安装、可靠性高且动能损耗低等优点，能够大大减少泵的流道内形成的涡流，从而能够大幅度提高泵的整体效率。从而能够大幅度提高泵的整体效率。从而能够大幅度提高泵的整体效率。

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵


[0001]本专利技术属于输送液体的离心泵设备
，具体涉及一种离心泵。

技术介绍

[0002]离心泵在国民经济发展中具有非常重要的地位，无论是工农业生产或人们生活中都离不开它。由于各种特殊用途的不同，品种规格也非常繁多，但是人们几乎没有察觉到这种具有悠久历史的重要设备中，却存在诸多高能耗产品，有的低比转速的离心泵，其运行效率还不到75％，就是用量最大的单级单吸离心泵其效率也只在(60～80)％，甚至还有低于60％的离心泵在各大水泵厂都有生产。这对于能源比较紧缺的我国来说，的确造成了大量的资源浪费，无形中也给用户带来了不必要的经济损失。
[0003]图1和图2中示出了现有离心泵的结构和出水原理，为A点的切线，u2为圆周速度，W2为水流在叶片出口的相对速度，其与叶片切线夹角为β2，此二速度合成为绝对速度C2，C2与切线夹角为α2。由图1中可看出，从叶轮出口水流取一质点A沿着绝对速度C2喷出时，因为环形流道中本来就有低速流动的水在往前流动，所以会在这短暂时间内将叶片喷出的水也向前移动至线后再与蜗壳相碰时产生水击、折流和反射。由流体动力学可知，高速流体由A点运动到与蜗壳交点的过程叫做潜流，因为叶轮圆周喷出的水像一个“圆饼”形状，又喷射过程中半径在不断增大，所以“水饼”会形成一个密密的“圆刷”。全圆周水流抵达蜗壳壁后会产生强烈的水击、折流和反射后再汇入环形流道两边的低速流体中。又因为高压泵的叶轮转速都较高，其叶轮喷出的速度为环形流道中流速的5倍或更多。又因高压泵“水饼”较薄，流速又高，会产生较强涡流。影响最大的还是水击和折流，当流体射向蜗壳壁前，首先是潜流接着才产生严重的水击、折流和反射，这些过程所消耗流体的动能是很大的。流体在折流时冲击壁面的角度θ约为42
°
，由流体力学中的“维斯巴赫”公式计算得当夹角θ为30
°
时其阻力系数为0.0726，又当此角θ为42
°
时，其阻力系数为0.1553，也就是等于水泵扬程全高的约15.5％被损失掉了，所以高压泵的效率低的主要原因就产生在这些无用功，当然折流后还有反射的能量消耗。至于叶轮喷出的水冲向蜗壳壁这一刹那间所产生的水击到底能损失多大，由“维斯巴赫”公式可得，当θ角为90
°
时，即直角喷射时此公式所得出的阻力系数为0.9855，也就是几乎消耗了流体动能的100％，这也如我们观察到水流垂直射向板面的能量损失一样。这不是能量转化，这都是能量损耗。因为当流体射向垂直板面后就再不能做功了，所有动能都消耗殆尽了。当然倾斜喷射所造成的水击要由水流角度和流速而定。扬程愈高的泵流速也俞高，以上几种损失也会愈多。这就是现代离心泵的最大缺陷所在。
[0004]传统离心泵的叶轮结构还存在一个不足之处，就是叶片之间的扩散角太大，因为流体在叶轮流道中除了受着离心力的作用外，同时还受着与旋转方向相反的切线方向的“科氏力”的作用，受“科氏力”的影响会使流体紧贴叶片工作面流动，而非工作面附近就会形成负压空穴区域。由于此负压空穴区域的存在，所以叶片间的大半径处的流体只有离心力而毫无对入口流体的抽吸作用，因为此负压空穴区容易将叶轮外的高压流体吸入而产生涡流。流道间的扩散角面积内因未充满流体，所以无力起到对叶轮入口的吸力作用。流体进
入流道只能依靠叶轮流道小半径处流体所产生的离心力，对叶轮入口处的抽吸作用，而大半径处的流体只有离心力而无抽吸力，因此而造成离心泵吸水扬程偏低的不良后果。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑、易于安装、可靠性高且动能损耗低的离心泵。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种离心泵，包括：泵壳及安装于泵壳内的叶轮，所述叶轮包括n个叶片，相邻所述叶片之间形成叶轮流道，所述泵壳的内周设置有横截面呈矩形的蜗壳流道，在所述蜗壳流道内圈与叶轮外径之间设置一圈环形导流圈，所述环形导流圈包括m个导流叶片，相邻所述导流叶片之间形成导流流道；n和m均为正整数。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，相邻所述导流叶片之间的重叠长度为a1，单个导流叶片的长度为a2，a1＞(a2/2)。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述导流流道的出口法向宽度为c，所述蜗壳流道的喉部宽度为d，d≈(m
‑
1)
×
c。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述环形导流圈的横截面内腔由内向外呈喇叭形。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述环形导流圈的入水口宽度b1大于叶轮的出水口宽度b2，以弥补安装偏差；环形导流圈的出水口宽度与蜗壳流道的轴向宽度相等。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述蜗壳流道的径向宽度由隔舌前沿到喉部按照阿基米德螺旋线规律逐步加宽，蜗壳流道的轴向宽度与喉部同宽，所述蜗壳流道在喉部的横截面呈近似正方形。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述蜗壳流道的横截面从喉部至出水口逐步由方形过渡为圆形。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述导流叶片的入水角度与叶片出水三角形中的绝对速度C2同向同角；导流叶片的出水角度与泵壳外沿壁的螺旋线角度相等。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述导流叶片展开后为近似长条梯形叶片。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述叶轮流道几乎无扩散角，所述叶轮流道的出口弧长与进口弧长相等或略宽，多余的扇形面积由叶片的出口端加厚所覆盖。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018]1、本专利技术离心泵，通过在泵壳内安装叶轮，且泵壳的内周设置有横截面呈矩形的蜗壳环形流道，并在蜗壳流道内靠近进水口的位置处设置一圈环形导流圈，也就是在叶轮的出水口外周设置了环形导流圈，得到了结构紧凑、易于安装、可靠性高且动能损耗低的离心泵；待输送的流体由进水口吸入叶轮内，再由叶轮输出至环形导流圈内，最终由导流圈流道输出至蜗壳流道内，环形导流圈的作用就相当于若干对“压面辊子”把环形导流圈入口处的水柱“压”成为一条条薄形“水带”，并各自同速叠合成一整体后平稳往前流动，这样就彻底消除了现有离心泵中所存在的潜流、水击和折流所产生的无用功现象，无论是高压泵或中压泵其运行效率都得到了空前提高。
[0019]2、本专利技术离心泵，通过将蜗壳流道的横截面设计成矩形结构，从隔舌开始一直到喉部逐渐按阿基米德螺旋规律将蜗壳流道的径向宽度逐步增加，蜗壳流道的轴向宽度则与
喉部保持同宽，并且蜗壳流道在喉部的横截面处略为正方形，蜗壳流道从喉部开始至出水口逐步过渡为圆形结构，有效避免了蜗壳流道内流体的横向迁移和互相错位扰动，并使得流体均匀充满了蜗壳流道，提高了流体输送的稳定性和离心泵的吸水扬程。
附图说明
[0020]图1是现有离心泵的结构原理示意图。
[0021]图2是现有离心泵的出水原理示意图。
[0022]图3为本专利技术离心泵的结构原理示意图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离心泵，其特征在于，包括：泵壳(1)及安装于泵壳(1)内的叶轮(3)，所述叶轮(3)包括n个叶片(31)，相邻所述叶片(31)之间形成叶轮流道(32)，所述泵壳(1)的内周设置有横截面呈矩形的蜗壳流道(8)，在所述蜗壳流道(8)内圈与叶轮(3)外径之间设置一圈环形导流圈(4)，所述环形导流圈(4)包括m个导流叶片(41)，相邻所述导流叶片(41)之间形成导流流道(42)；n和m均为正整数。2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，相邻所述导流叶片(41)之间的重叠长度为a1，单个导流叶片(41)的长度为a2，a1＞(a2/2)。3.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述导流流道(42)的出口法向宽度为c，所述蜗壳流道(8)的喉部宽度为d，d≈(m
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1)
×
c。4.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述环形导流圈(4)的横截面内腔由内向外呈喇叭形。5.根据权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述环形导流圈(4)的入水口宽度b1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永生，
申请(专利权)人：湖南正达纤科机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：