【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离心泵，尤其涉及一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计。
技术介绍
1、在离心泵领域，水泵的汽蚀是阻碍泵在高速，高温，低进口压力等领域应用的主要瓶颈之一，是行业的痛点。行业里普遍的解决方案是在叶轮进口加装诱导轮，但这种方法代价高，并且在许多进口短的泵中无法安装而无法采用，如管道泵、进口有阻旋板的离心泵中，离心泵行业急需一种简单、有效、价格低、实施方便的能降低离心泵必须汽蚀余量的方法。
2、离心泵领域也普遍存在泵性能曲线(流量-扬程)比较平坦，有的有驼峰显现，这种性能曲线在美国消防协会nfpa中是不允许的，并且在船用泵领域，也需要一种泵有陡降的性能曲线，即在小流量时有很高的扬程用于带动喷射泵工作，同时又能用在大流量工况有低的扬程，船用领域通常的方法是在大流量时加装节流孔板，以增大阻力和能源来消耗掉多余的扬程，因此在消防领域和船用领域也缺乏一种能把泵小流量扬程提高同时大流量扬程降低—即性能曲线变陡的技术或方法。
3、很多离心泵很难通过简易的方法实现自吸功能，大多数普通离心泵是通过加装喷射自吸装置、水环叶轮和容积抽吸等装置实现自吸，那么有没有一种简易、廉价的方法实现普通理性变为自吸泵的方法，这也是行业的难点。
4、本申请的目的在于提供一种普通离心泵实现自吸、抗汽蚀和特性曲线变陡的设计方法，主要通过模块化可更换的锥形口环来实现。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术公开了一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，离心泵包括泵壳，所述泵壳内设有叶轮及轴，所述轴在电机作用下带动所述叶轮旋转，所述泵壳设有提供流体进出的进液口及出液口，所述叶轮在进口处端面与泵壳之间设有安装间隙，所述安装间隙内安装有锥形口环，所述锥形口环的外侧面与所述叶轮的进口端面之间具有环形喷嘴，所述环形喷嘴通过所述安装间隙将所述进液口及出液口连通。
4、作为本专利技术进一步的方案：所述环形喷嘴喷液的方向与进液口处流体流动方向相交。
5、作为本专利技术进一步的方案：所述锥形口环包括法兰座及锥形体，所述法兰座与所述泵壳固定连接，所述法兰座在流体流向一侧设有所述锥形体，所述锥形体与叶轮进口处端面之间形成所述环形喷嘴。
6、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮在进口处端面设有叶轮进口内锥面，所述锥形体在外侧设有锥形口环外锥面，所述叶轮进口内锥面和锥形口环外锥面在轴截面喷嘴处的最小轴向距离为t，t＝0.5～4毫米。
7、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮进口内锥面和锥形口环外锥面在轴截面喷嘴处的最小轴向距离为t＝1毫米。
8、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮进口内锥面的轴截面和轴向的夹角为α，α＝3°～45°。
9、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮进口内锥面的轴截面和轴向的夹角为α＝15°。
10、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮进口内锥面和锥形口环外锥面轴截面的夹角为β，β＝5°～45°。
11、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮进口内锥面和锥形口环外锥面轴截面的夹角为β＝10°。
12、作为本专利技术进一步的方案：所述叶轮在进口处端面与泵壳之间的安装间隙宽度为l，所述锥形口环的法兰座厚度为h，l>h+2毫米。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
14、实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，叶轮在进口处端面与泵壳之间设有安装间隙，根据需要可以去掉普通离心泵的口环换装锥形口环，安装间隙处安装有锥形口环，锥形口环的外侧面与叶轮的进口端面之间具有环形喷嘴，环形喷嘴通过安装间隙将进液口及出液口连通，环形喷嘴喷液的方向与进液口处流体流动方向相交，环形喷嘴可把叶轮出口的高能量(高速)流体引入环形喷嘴加速喷出，从而在环形喷嘴处产生低压区产生自吸效果，类似于水喷射泵可使离心泵具有自吸功能。
15、高速喷出的流体和泵进口吸入的低能量流体在环形喷嘴和叶轮叶片进口间扩散混合，形成叶轮叶片进口处压力高于原先安装普通口环时叶片进口处的压力，这样实现把叶轮出口的高能量流体引入到叶轮叶片进口处来增加叶片进口的压力，从而降低了泵的必须汽蚀余量。
16、进入叶片的流体会通过叶轮的作用增大动能和速度流出叶轮，其中一部分流体会流出泵壳，一部分流体又会从叶轮出口流入到锥形口环和叶轮进口内锥面形成的环形喷嘴，并再加速喷出。但当泵运行在小流量时，小部分流体会流出泵壳，另外大部分流体会参与从叶轮出口到环形喷嘴再到叶轮叶片进口的循环增压的过程，因此在小流量情况下，泵的扬程会增加；当泵运行在大流量时，绝大部分流体会流出泵壳，另外很小部分流体参与从叶轮出口到环形喷嘴再到叶轮叶片进口的第一次循环的流体到第二次循环就几乎全部排出泵壳，这样就几乎没有流体参与从叶轮出口到环形喷嘴再到叶轮叶片进口的多次循环增压的过程，从而导致泵在大流量下，叶轮出口的压力会减少一部分到叶轮叶片进口，降低了大流量时的扬程。这样实现了在小流量提高扬程，在大流量时降低扬程，就达到了把离心泵性能曲线变陡的效果。
17、总之，通过在叶轮进口处加工叶轮进口内锥面和模块化更换的锥形口环形成环形喷嘴就一次解决了泵的自吸、抗汽蚀和特性曲线变陡多项行业难题。
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1.一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，离心泵包括泵壳(1)，所述泵壳(1)内设有叶轮(2)及轴(4)，所述轴(4)在电机作用下带动所述叶轮(2)旋转，所述泵壳(1)设有提供流体进出的进液口及出液口，其特征在于：所述叶轮(2)在进口处端面与泵壳(1)之间设有安装间隙，所述安装间隙内安装有锥形口环(13)，所述锥形口环(13)的外侧面与所述叶轮(2)的进口端面之间具有环形喷嘴，所述环形喷嘴通过所述安装间隙将所述进液口及出液口连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述环形喷嘴喷液的方向与进液口处流体流动方向相交。
3.根据权利要求2所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述锥形口环(13)包括法兰座(13a)及锥形体(13b)，所述法兰座(13a)与所述泵壳(1)固定连接，所述法兰座(13a)在流体流向一侧设有所述锥形体(13b)，所述锥形体(13b)与叶轮(2)进口处端面之间形成所述环形喷嘴。
4.根据权利要求3所述的一种实现离心
5.根据权利要求4所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮进口内锥面(2c)和锥形口环外锥面(13c)在轴截面喷嘴处的最小轴向距离为t＝1毫米。
6.根据权利要求4所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮进口内锥面(2c)的轴截面和轴向的夹角为α，α＝3°～45°。
7.根据权利要求6所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮进口内锥面(2c)的轴截面和轴向的夹角为α＝15°。
8.根据权利要求6所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮进口内锥面(2c)和锥形口环外锥面(13c)轴截面的夹角为β，β＝5°～45°。
9.根据权利要求8所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮进口内锥面(2c)和锥形口环外锥面(13c)轴截面的夹角为β＝10°。
10.根据权利要求8所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮(2)在进口处端面与泵壳(1)之间的安装间隙宽度为L，所述锥形口环(13)的法兰座(13a)厚度为H，L>H+2毫米。
...【技术特征摘要】
1.一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，离心泵包括泵壳(1)，所述泵壳(1)内设有叶轮(2)及轴(4)，所述轴(4)在电机作用下带动所述叶轮(2)旋转，所述泵壳(1)设有提供流体进出的进液口及出液口，其特征在于：所述叶轮(2)在进口处端面与泵壳(1)之间设有安装间隙，所述安装间隙内安装有锥形口环(13)，所述锥形口环(13)的外侧面与所述叶轮(2)的进口端面之间具有环形喷嘴，所述环形喷嘴通过所述安装间隙将所述进液口及出液口连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述环形喷嘴喷液的方向与进液口处流体流动方向相交。
3.根据权利要求2所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述锥形口环(13)包括法兰座(13a)及锥形体(13b)，所述法兰座(13a)与所述泵壳(1)固定连接，所述法兰座(13a)在流体流向一侧设有所述锥形体(13b)，所述锥形体(13b)与叶轮(2)进口处端面之间形成所述环形喷嘴。
4.根据权利要求3所述的一种实现离心泵自吸抗汽蚀和特性曲线变陡的口环模块化设计，其特征在于：所述叶轮(2)在进口处端面设有叶轮进口内锥面(2c)，所述锥形体(13b)在外侧设有锥形口环外锥面(13c)，所述叶轮进口内锥面(2c)和锥形口环外锥面(13c)在...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱海川，李明臣，卞明良，
申请(专利权)人：浦川流体设备无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：
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