CN102400919A - 一种固液两相流螺旋离心泵 - Google Patents

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朱荣生
杨爱玲
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Abstract

一种螺旋离心泵由泵体、安放在泵体中的叶轮和旋转轴等组成。叶轮的螺旋段叶片延伸到进口边缘,进口段处有导叶,导叶向内延伸到叶轮螺旋叶片进口的内部空间。延伸的导叶边和叶片进口边有配合间距,输送含固体物质的流体时,两空间曲线边的协同作用使得泵的通过性能大大提高,有效地防止了泵的阻塞,提高了泵的效率。

Description

一种固液两相流螺旋离心泵
技术领域
本发明涉及一种泵,具体来说涉及一种固液两相流螺旋离心泵。 
背景技术
螺旋离心泵也叫螺旋泵。泵体中有空间延伸的螺旋旋转叶片。这种泵尤其适用于输送固液两相流体,特别适用于输送含长纤维物质的污水。螺旋离心泵输送高含量固体纤维物质污水的能力很强。现有螺旋离心泵输送含固体纤维物质的液体时,固体纤维物质积聚在流道中会引起泵的停转,还无法达到充分高效地输送含固体纤维物液体的要求。 
发明内容
为解决上述问题,本发明螺旋离心泵进口段有套筒,套筒内有固定的导叶。导叶为空间形状,并且向内延伸到空间螺旋叶片进口的内部空间。导叶和螺旋叶片共同作用有效地防止了纤维固体物质在泵内的积聚,增强了泵的通过性,提高了螺旋离心泵对含固体物质液体的输送性能。 
实现上述目的所采用的的技术方案是: 
一种固液两相流螺旋离心泵,由泵体、叶轮、进口、旋转轴、导叶、套筒等组成,其特征在于,所述的螺旋离心泵的进口轴线、叶轮轴线和旋转轴轴线重合。 
所述的叶轮采用的是螺旋离心式叶片,叶片进口端是延伸的螺旋空间叶片; 
所述的导叶有空间弯曲边; 
所述的导叶空间弯曲边的形状是沿轴向和径向逐渐延伸到叶片进口的内部空间; 
所述的导叶空间弯曲边和延伸的螺旋空间叶片的进口边互相延伸至相互配合形成一个很小的间距,或者是两个空间的弯曲边刚好接触; 
所述的套筒通过固定件固定在泵体; 
所述的导叶和套筒固定连接,套筒可以通过固定件调节位置,这样就可以调整导叶弯曲边和叶片进口边间距的大小。通过调节导叶的位置可以改善泵的输送性能。 
以上为本发明以图1为实施例所作的具体说明,但,本发明并不限于上述实施例,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 
本发明的有益效果是:本发明螺旋离心泵设计合理,结构紧凑,对含纤维等固体物质的流体输送性能高,满足了防止泵被堵塞和高通过性的要求。 
本发明经用户试用,反应效果良好。 
附图说明
图1为本发明所述螺旋离心泵的结构示意图 
图2为同一个实施例的入口方向示意图 
图3和图4为同一个实施例的叶片进口边和导叶边不同夹角结构示意图 
图5为同一个实施例的导叶安放示意图 
图中:1.螺旋离心泵,2.叶轮,2a.叶片进口边,2b.叶片进口边缘部分,2c.叶片外缘,2d.旋转轴,3.泵体,3a.锥形吸入室,3b.螺旋蜗壳,3c.吸入段,3d.出口段,4.轴,4a.轴旋转方向,5.导叶,5a.导叶边,5b.导叶边缘部分,6a.螺旋段,6b.离心段,S.流体流动方向,P1.导叶边上点,P2.叶片进口边上点,T1.导叶边上点P1处的切线,T2.叶片进口边上点P2处的切线,F.套筒,R.套筒移动方向,Q1.轴向,Q2.圆周方向,α.T1、T2的夹角。 
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。 
如图1所示,螺旋离心泵(1)包括螺旋离心叶轮(2)、泵体(3)和旋转轴(2d)。螺旋离心叶轮(2)有螺旋延伸的叶片进口边(2a)和叶片外缘(2c)。螺旋离心叶轮(2)和轴(4)固定连接。泵体(3)包括锥形吸入室(3a)、螺旋蜗壳(3b)、吸入段(3c)和出口段(3d)。向内延伸的导叶(5)包括导叶边(5a),导叶安放在吸入段(3c)处,向泵腔内延伸的导叶边(5a)延伸到了叶轮(2)进口的内部空间。导叶(5)与旋转的螺旋离心叶轮(2)的进口处叶片外缘(2c)配合,叶片旋转时把导叶(5)包围在旋转叶片的内部空间中。如图1所示,螺旋叶轮(2)的顶端位于螺旋段(6a)。螺旋离心泵(1)还包含了螺旋段(6a)和离心段(6b)。泵输送流体的方向为方向(S)。 
图2所示是从吸入口(3c)方向的视图,可以看到泵(1)内部的叶轮(2)和导叶(5)。叶轮(2)的螺旋延伸叶片进口边(2a)从顶尖处一直向轴线方向延伸到轮毂进口处。叶片进口边(2a)的前面部分被导叶(5)挡住了,从图2上不能直接看到,图上用虚线画出来表示。 
图1和2中导叶(5)设计成:导叶边(5a)沿轴的旋转方向逐渐向径向和旋转轴(2d)的方向同时延伸到叶轮(2)的进口处的内部空间。导叶边(5a)是一个空间的弯曲弧线,同 时叶片进口边(2a)是一个绕轴线旋转的空间弯曲弧线。这两个空间弯曲边(5a),(2a)相互配合,导叶边(5a)和叶轮(2)的叶片进口边(2a)的相互配合间距很小,或者相互有接触。 
这个相互配合的小间距大概可在0.1毫米到30毫米。配合的最小间距处是图中画出的叶片边缘部分(2b)上的点(P1)和导叶边缘部分(5b)上的点(P2)之间的距离。随着叶轮(2)向旋转方向(4a)旋转点(P1)、(P2)是变动的,这种设计使得叶片边缘部分(2b)和导叶边缘部分(5b)之间的固体物质沿轴向(Q1)方向输送。流体流动方向为(S)。 
导叶(5)可以以不同的方式安放在泵体中,这样设计有利于固定导叶边(5a)和旋转叶片边(2a)的配合,边(2a)、(5a)的相互配合有利于泵(1)对固体物质在液流方向(S)的输送。 
图2所示,从吸入口(3c)看,叶片边缘部分(2b)上点(P1)处的切线(T1)和导叶边缘部分(5b)上点(P2)处的切线(T2),这两条切线(T1),(T2)的夹角(α)。角(α)的度数最小要为10度,在30度到150度之间最合适,特别是在60度到120度之间最好。并且,角(α)的角度不能小于固体物质在叶片进口边(2a)上滑动的角度。 
图3和图4所示是图2的局部细节图,是两个不同形式的空间延伸曲线。图3中,叶片进口边(2a)上点(P1)处切线(T1)和导叶边(5a)上点(P2)处切线(T2)的夹角(α)大约为110度。图4中,夹角(α)的度数大约为90度。夹角(α)由空间曲线(2a)、(5a)的弯曲形状决定。因此,角(α)在螺旋离心泵(1)的设计中是可以相对选择的。空间曲线(2a)、(5a)弯曲形状可以选择,这样当点(P1)、(P2)沿方向Q2移动时夹角(α)的度数可以确保它始终保持不变。通过相应地延伸空间曲线(2a)、(5a),当点(P1)、(P2)沿方向Q2移动时,同样可以增加或减小夹角(α)的度数。 
另一个设计优点是,叶片边缘部分(2b)和导叶边缘部分(5b)加工成有切削功能的边缘,这样就可以对通过(2b)、(5b)之间部分的固体物质进行切削。 
一般说来,选用的夹角(α)越大固体物质沿着边缘(2b)、(5b)越容易堆积,同理,夹角(α)越小固体物质越容易被边(2b)、(5b)分离开。另外,通过适当的修整,边(2b)、(5b)的有效部分的长度能够完全确定下来。因此,螺旋离心泵在选择好边(2b)、(5b)和它们的夹角(α)后,能够达到对固液两相流体的最优化输送,边(2b)、(5b)和它们的夹角(α)达到最优化组合后能够有效地防止泵的阻塞,使得泵的效率得到提高。 
图5所示,螺旋离心泵(1)的吸入口(3c)处套有一个套筒(7),套筒(7)与导叶(5)固定连接。套筒(7)能够通过固定件固定在泵体(3)上。当把固定件取下时,套筒(7)和 导叶(5)能够从R方向取下来。这种结构设计的好处是能够很好地调节导叶边(5a)和叶片进口边(2a)之间的间距。特别是点(P1)、(P2)在方向R或Q1上的空间距离。叶片进口边(2a)和导叶边(5a)间距可以在泵运行时进行调节,因此,点(P1)、(P2)的距离可以在泵运行时适当增加。套筒(7)能够使导叶(5)的位置在方向R上在一定的时间间隔重新定位。套筒(7)还设计成在吸入口(3c)中可旋转,套筒(7)的旋转要配合叶轮轴(2d)的旋转,旋转套筒(7)的目的是为了旋转导叶(5)。 
以上为本发明以图1到图5为实施例所作的具体说明,但,本发明并不限于上述实施例,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。以上为本发明以图1为实施例所作的具体说明,但本发明并不限于上述实施例,也包括本发明构思范围内的其他实施例或变形例。例如,连接销不仅可以使用两个,还可以使用一个;斜流泵叶轮不仅可以采用半开式,还可以采用闭式。 

Claims (10)

1.一种螺旋离心泵,包括:泵体;进口段;叶轮;导叶。
此处所述叶轮含有螺旋延伸叶片进口边,螺旋叶片绕轴旋转输送由进口段进来的物料;
此处所述导流叶片含有导叶边缘,导叶安放在进口段附近;
此处所述导叶边缘形状是沿旋转方向和叶轮的轴方向逐渐延伸到叶轮叶片的进口内部空间。
2.权利1所述螺旋离心泵的导叶的固定位置是可以调节的。
3.权利1所述螺旋离心泵中,导叶边缘包括一个导叶边缘部分和一个固定的空间弯曲边;叶片进口片包含叶片边缘部分和旋转的空间弯曲边。此处所述的固定的空间弯曲边和旋转的空间弯曲边以叶轮为参考相互延伸进行配合,这样导叶边和叶片进口边之间就有一个配合间距,或者两者达到互相接触。
4.权利3所述的导流叶片边部分有一个点,叶片进口边部分有另一个点。
此处所述的两个点之间的距离是比导叶边和叶片进口边上的任意两点之间的距离都要小的点;
此处所述的两点,当叶轮旋转时会沿着液体流动放向移动。液体流动的放向液是旋转轴。
5.权利4所述的导流叶片边部分在第一点处有一条切线,叶片进口边部分在第二点处有另一条切线。
此处所述的两条切线形成的夹角最少要10度,并且与旋转轴平面垂直。
6.权利5所述的夹角的度数在30度到180度之间。
7.权利3所述的导叶边缘部分或者叶片进口边部分至少有一个边加工成可以切削的边。
8.权利1所述的导叶固定在泵进口段部分。
9.利用螺旋离心泵输送含固体物料流体的方法:物料从进口进来后由含有导流边缘的固定在进口段的导叶导流到叶轮进口处的内部空间。导叶边缘形状是沿叶轮旋转方向和叶轮的轴方向逐渐延伸到叶轮叶片的进口内部空间,这样流体中的固体物在叶轮叶片进口边的作用下就能沿着叶轮的螺旋延伸叶片进口边在液体流动的方向流动。
10.权利9所述的方法,导叶边和叶片进口边相互配合,当叶轮旋转时处在叶片边和导叶边之间的固体物质被旋转的叶片边和固定的导叶片切削成更小的小块,并且旋转叶轮能够改变通过物质的流动方向。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708585A (en) * 1985-03-15 1987-11-24 Nihon Radiator Co., Ltd. Centrifugal pump
CN2081905U (zh) * 1990-11-09 1991-07-31 山西省水利机械厂 一种螺旋离心泵
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