CN103334932B - 一种双吸锥旋恒压泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双吸锥旋恒压泵，包括泵壳和叶轮，所述泵壳由上泵壳和下泵壳组成，且泵壳两端呈开口状并设置为两个吸入管口，泵壳的中间设置有最速降线的出水管口，该泵壳的内壁为圆锥形；所述叶轮包括左叶轮和右叶轮，通过一连接装置将左、右叶轮定位并组装成一体，所述叶轮呈锥形体，且所述左叶轮和所述右叶轮上均设置有至少3个对称分布的叶片，通过一电机与连接装置的连接为叶轮提供动力。通过两个吸入管口以及叶轮，使在泵室内的液体产生在泵壳内壁的斜向流动和旋转运动，并产生锥旋液体流动，吸入的液体均匀地流入各叶片之间，液体撞击泵壳后返回的液体重新进入叶片中，使多次进入叶片中的空间被升压，从而提高泵的出水压力和扬程。

Description

一种双吸锥旋恒压泵

技术领域

本发明涉及离心泵，尤其涉及一种双吸锥旋恒压泵。

背景技术

离心泵是一种应用范围十分广泛的水力机械，广泛的应用在农业、工业、消防等多种场合。近几年我国离心泵行业发展速度较快，受益于离心泵行业生产技术不断提高以及下游需求市场不断扩大，离心泵行业在国内外市场上的发展形势十分看好。

目前单级双吸式离心泵结构主要包括泵壳、双吸式叶轮和吸水室组成，工作原理是叶轮安装在泵壳内，并固定在传动轴上，传动轴由电机直接带动。泵壳中央有液体吸入口与吸入管连接，液体经低阀和吸入管进入泵内，泵壳上的液体排出口与排出管连接；主要特征体现为输送液体的流量大，但出水压力和扬程较小。

因此，我们必须提出一种结构简单、内部紧凑的双吸锥旋恒压泵，以解决现有技术中出水压力低和扬程小的问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种结构简单、内部紧凑，且出水压力和扬程都较大的双吸锥旋恒压泵。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双吸锥旋恒压泵，包括泵壳和叶轮，所述泵壳由上泵壳和下泵壳组成，所述泵壳两端呈圆形开口状，并分别设置有两个吸入管口，所述泵壳中间设置有出水管口，所述泵壳内壁为圆锥形；所述叶轮包括左叶轮和右叶轮，通过一连接装置将所述左叶轮和所述右叶轮定位并组装成一体，所述叶轮呈锥形体，且所述左叶轮和所述右叶轮上均设置有至少3个叶片；所述泵壳和所述叶轮形成整体式结构，通过所述连接装置为所述叶轮提供动力。

较佳地，所述下泵壳设置有出水管口，该出水管口的出水管道曲线通过最速降线设计，且该出水管道曲线在平面直角坐标系下的曲线方程为x=a(t-sint),y=a(1-cost)；其中，所述x为平面直角坐标系下的x轴，所述y为平面直角坐标系下的y轴，所述a为常量，所述t为曲线方程中的变量。

较佳地，所述左叶轮和所述右叶轮上的叶片对称分布，且叶片在左右叶轮上均等角度设置。

较佳地，所述叶片在垂直于所述叶轮的轴心线的端面投影线为伯努利双纽线，且该投影线在平面直角坐标系下的曲线方程为(x²+y²)²=2a²(x²-y²)，所述x为平面直角坐标系下的x轴，所述y为平面直角坐标系下的y轴，所述a为常量。

较佳地，所述叶片的前侧与所述叶片的后侧的曲线关于所述叶轮的轴心线旋转的角度为5°-45°。

较佳地，所述连接装置包括轴、圆柱销和第一螺钉；所述左叶轮和所述右叶轮之间通过所述圆柱销定位并传递动力，所述左叶轮和所述右叶轮通过所述轴与轴上零件的装配以及所述第一螺钉将所述左叶轮和所述右叶轮固定在所述轴上。

较佳地，所述泵壳两端均能同时吸入液体，且所述泵壳内壁与所述叶片外表面到泵壳内壁的圆锥面之间的尺寸一致。

较佳地，所述泵壳内壁和所述叶轮的表面粗糙度值Ra为0.2-6.3微米。

较佳地，所述叶轮的材料为合金塑铝。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过上泵壳和下泵壳组成泵壳，左叶轮和右叶轮通过轴、圆柱销和第一螺钉定位并组成一体，在电机的带动下通过电机输出轴的转动带动轴的转动，给叶轮提供动力，该双吸锥旋恒压泵结构简单，加工制造方便，成本较低。

2、本发明的双吸锥旋恒压泵通过上下泵壳的两端的两个吸入管口以及圆锥形叶轮，使在泵室内的液体产生在泵壳内壁的斜向流动，同时又具备旋转运动，从而能够产生锥旋液体流动，使吸入的液体比较均匀地流入各叶片之间，液体撞击泵壳后返回的液体又重新进入叶片中，使液体多次进入叶片中的空间被升压，从而使泵的出水压力高，出水量大，扬程大。

3、本发明的双吸锥旋恒压泵采用锥面、双纽线叶片和最速降线的出水流道的设计，使得出水压力及速度得到了进一步的提高，而且通过该设计，使该恒压泵运行更加稳定，能够适用于多种场合。

附图说明

图1为本发明双吸锥旋恒压泵的整体结构示意图；

图2为本发明双吸锥旋恒压泵的泵壳装配结构示意图；

图3为本发明双吸锥旋恒压泵的叶轮内部装配结构示意图；

图4为本发明双吸锥旋恒压泵的叶片端面投影示意图；

图5为本发明双吸锥旋恒压泵的左叶轮内部结构示意图；

图6为本发明双吸锥旋恒压泵的右叶轮内部结构示意图。

符号列表：

10-叶轮，11-左叶轮，12-右叶轮，13-圆柱销，14-轴，15-第一螺钉，16-叶片，20-上泵壳，30-下泵壳，31-出水管口，40-底座，50-端盖连接架，51-第二螺钉，60-电机，70-联轴器，80-轴承，90-密封圈，100-螺母，A-左吸入管口，B-右吸入管口。

具体实施方式：

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细的描述本发明。然而，本发明可以以不同形式、规格等实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使更多的有关本技术领域的人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚可见，可能放大或缩小了相对尺寸。

现参考图1详细描述根据本发明实施的双吸锥旋恒压泵，该双吸锥旋恒压泵包括泵壳和叶轮，该泵壳有上泵壳和下泵壳组成，上泵壳和下泵壳连接组成一体，两端呈圆形开口状并分别设置左吸入管口和右吸入管口，泵壳中间设置有出水管口，泵壳内壁为圆锥形，该泵壳的内壁为双侧对称斜线与圆弧R1相切绕泵壳轴心线旋转一周所形成的圆锥形的泵壳内壁；叶轮包括左叶轮和右叶轮，通过一连接装置将左叶轮和右叶轮定位并组装成一体，叶轮呈锥形体，且左叶轮和右叶轮上均设置有至少3个叶片；通过连接装置为叶轮提供动力。

具体的，在上泵壳和下泵壳组成的泵室内，泵壳的四周的外壳中相互对称的两侧锥形的斜线在平面直角坐标系下，该上侧的斜线与图1所示的圆弧R1相切绕泵壳的轴心线旋转一周，从而形成泵壳内壁从而使该泵壳内壁为圆锥形。

其中，出水管口设置在下泵壳，且出水管口的出水管道曲线为最速降线，在平面直角坐标系下的曲线方程为x=a(t-sint),y=a(1-cost)；其中，x为平面直角坐标系下的x轴，y为平面直角坐标系下的y轴，a为常量，t为曲线方程中的变量；左叶轮和所述右叶轮上等角度设置的叶片对称分布，且该叶片在垂直于所述叶轮的轴心线的端面投影线为伯努利双纽线，该投影线在平面直角坐标系下的曲线方程为(x²+y²)²=2a²(x²-y²)；其中，x为平面直角坐标系下的x轴，y为平面直角坐标系下的y轴，a为常量。该叶片前侧与叶片后侧的曲线关于叶轮的轴心线旋转的角度为5°-45°。

而且，该连接装置包括轴、圆柱销和第一螺钉，左叶轮和右叶轮之间通过圆柱销定位并传递动力，左叶轮和右叶轮通过轴与轴上零件的装配以及第一螺钉将左叶轮和右叶轮固定在轴上。泵壳两端均能同时吸入液体，且泵壳内壁与叶片外表面到泵壳内壁的圆锥面之间的尺寸一致，泵壳内壁和所述叶轮的表面粗糙度值Ra均为0.2-6.3微米。

实用例

如图1所示本发明提供的双吸锥旋恒压泵，该双吸锥旋恒压泵包括由上泵壳20和下泵壳30组成的泵壳、叶轮10、端盖连接架50和电机60，该上泵壳20和下泵壳30分别与端盖连接架50连接，通过第二螺钉51紧固，并采用销定位；其中，该电机60固定安装在端盖连接架50的后端，叶轮10包括两个叶轮，即将两个叶轮通过一连接装置连接组合成一个整体，且呈锥形体，该叶轮10上均设置有至少3个叶片16，该电机50的输出轴通过联轴器70与叶轮10的连接装置连接，从而通过电机50的输出轴传递给叶轮10动力，泵壳两端呈圆形开口状，且其内壁为圆锥形，从而使该泵壳在左侧和右侧的开口处分别设置有以水平液体的左吸入管口A和右吸入管口B，泵壳中间有一个具备特定曲线形成的出水管口31；泵壳两端均能同时吸入液体，且泵壳内壁与叶片外表面到泵壳内壁的圆锥面之间的尺寸一致。该泵壳、叶轮10、电机60和端盖连接架50形成整体式结构，并通过将双吸锥旋恒压泵放置安装在一底座40上，通过电机60的转动为叶轮10提供动力。

如图2所示，出水管口31设置在下泵壳30上，且通过最速降线设计，从而使出水管道的曲线为最速降线，且该出水管道曲线在平面直角坐标系下的曲线方程为x=a(t-sint),y=a(1-cost)；且泵壳和叶轮的表面粗糙度值Ra均为0.2-6.3微米，通过叶轮采用合金塑铝作为原材料，并通过高精度数控机床对叶轮进行产品加工，以得到良好的表面粗糙度和叶轮的动平衡性。

如图3和图4所示，该叶轮10包括左叶轮11和右叶轮12，左叶轮11和右叶轮12上均设置有至少3个叶片16，且叶片16均对称分布，该叶片16在垂直于叶轮10的轴心线的端面投影线通过伯努利双纽线设计，从而使该端面投影线为伯努利双纽线，该投影线在平面直角坐标系下的曲线方程为(x²+y²)²=2a²(x²-y²)，基于伯努利双纽线本身的特性，在液体从吸入至流出叶片16的过程中，叶片曲面的曲率半径从大缓缓变小的一个渐变过程，从而能够使泵室内更容易产生螺旋流，从而减小水流的阻力，并提高出水管口31的压力；且叶片16前侧与叶片16后侧的曲线关于叶轮10的轴心线旋转的角度为5°-45°。该左叶轮11和右叶轮12之间通过包括轴14、螺钉15、圆柱销13的连接装置连接组成一体，具体的，该左叶轮11和右叶轮12之间通过圆柱销13定位并传递动力，且通过轴14与轴上零件的装配以及第一螺钉15将左叶轮11和右叶轮12固定在轴14上。

而且，电机60的输出轴与轴14通过联轴器70连接，且通过轴承80、螺母100固定连接轴14，且该轴承80与轴14之间还设置有密封圈。通过输出轴的转动带动轴14的转动，从而给叶轮10传递动力，且轴14根据轴承80与端盖连接架50的装配关系进行定位，并通过调整螺母100进行紧固；该上泵壳20和下泵壳30通过销定位和螺钉紧固的方式连接成一体，从而形成泵的腔室，即泵室。

本发明提供的双吸锥旋恒压泵通过伯努利双纽线设计的左右叶轮相互转动，并通过两端均具有水平液体吸入管口，并由最速降线设计的出水管道的泵壳，一方面能够使在泵室内的液体产生在泵壳内壁的斜向流动，同时又具备旋转运动，从而产生锥旋液体流动，使吸入的液体比较均匀地流入各叶片之间，液体撞击泵壳后返回的液体又重新进入叶片中，液流多次进入叶片中的空间被升压；另一面本发明采用锥面、双纽线叶片和最速降线的出水管道的设计，使得出水压力及出水速度得到进一步的提高。从而使该双吸式锥旋恒压泵解决了现有双吸式离心泵压力低和扬程小的问题，且该泵结构简单、加工制造方便，泵的出水流量大、压力高、养成大、运行稳定，能够适用于多种场合，具有良好的实用性。

另外，本发明中提出泵壳和叶轮的选材并不以此实施例提出的合金塑铝为限，还可以通过其他的材料在高精度数控机床的加工下得到良好的表面粗糙度和动平衡性；本实施例中叶轮上通常至少选用3片及3片以上的叶片，从而能够满足叶片的稳定性，并保持泵的平稳运行；该下泵壳出水管口和叶轮的叶片在平面直角坐标系下的曲线方程中的a为常量，可根据实际情况进行确定，x、y的值及为在平面直角坐标系下的一个坐标值，变量t为曲线参数方程中0-1之间的变化量；而且左右叶轮的连接装置并不以本实施例提出的轴、圆柱销和螺钉为限，还可以通过其他的连接装置将左右叶轮组成一个叶轮整体，并为叶轮提供动力。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明也意图包含这些改动在内。

Claims (9)

1.一种双吸锥旋恒压泵，包括泵壳和叶轮，其特征在于，

所述泵壳由上泵壳和下泵壳组成，所述泵壳两端呈圆形开口状，并分别设置有两个吸入管口，所述泵壳中间设置有出水管口，所述泵壳内壁为圆锥形；

所述叶轮包括左叶轮和右叶轮，通过一连接装置将所述左叶轮和所述右叶轮定位并组装成一体，所述叶轮呈锥形体，且所述左叶轮和所述右叶轮上均设置有至少3个叶片；

所述泵壳和所述叶轮形成整体式结构，通过所述连接装置为所述叶轮提供动力；

所述叶轮为半开式叶轮。

2.根据权利要求1所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述下泵壳设置有出水管口，所述出水管口的出水管道曲线为最速降线，且该出水管道曲线在平面直角坐标系下的曲线方程为x＝a(t-sint),y＝a(1-cost)；其中，所述x为平面直角坐标系下的x轴，所述y为平面直角坐标系下的y轴，所述a为常量，所述t为曲线方程中的变量。

3.根据权利要求1所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述左叶轮和所述右叶轮上的叶片对称分布。

4.根据权利要求3所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述叶片在垂直于所述叶轮的轴心线的端面投影线为伯努利双纽线，且该投影线在平面直角坐标系下的曲线方程为(x²+y²)²＝2a²(x²-y²)；其中，所述x为平面直角坐标系下的x轴，所述y为平面直角坐标系下的y轴，所述a为常量。

5.根据权利要求4所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述叶片的前侧与所述叶片的后侧的曲线关于所述叶轮的轴心线旋转的角度为5°-45°。

6.根据权利要求1所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述连接装置包括轴、圆柱销和第一螺钉；所述左叶轮和所述右叶轮之间通过所述圆柱销定位并传递动力，所述左叶轮和所述右叶轮通过所述轴与轴上零件的装配以及所述第一螺钉将所述左叶轮和所述右叶轮固定在所述轴上。

7.根据权利要求1所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述泵壳两端均能同时吸入液体，且所述泵壳内壁与所述叶片外表面到泵壳内壁的圆锥面之间的尺寸一致。

8.根据权利要求7所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述泵壳内壁和所述叶轮的表面粗糙度值Ra均为0.2-6.3微米。

9.根据权利要求8所述的双吸锥旋恒压泵，其特征在于，所述叶轮的材料为合金塑铝。