CN103470530B - 一种对流式水泵的三级对流式叶轮及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对流式水泵的三级对流式叶轮及其工作方法，对流式水泵的三级对流式叶轮，主要包括一级轴流叶片、二级离心叶片、三级轴流叶片、内壳体、外壳体、导流板和泵轴；所述内壳体、外壳体和导流板构成了一个光顺的流道，流道一端是流体入口，另一端是流体出口。所述一级轴流叶片、二级离心叶片、三级轴流叶片安装在流道上；可通过焊接或者其它固定方式共同形成了三级对流式叶轮，并安装在泵轴上，泵轴可与电机等动力装置连接，从而利用外部旋转动力驱动整个叶轮旋转。泵轴上开设有螺钉孔用于将泵体安装固定在其它装置上。本发明结构简单，容易制造，可有效减少泵的体积，增大流体输出扬程，提高泵的能量利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种对流式水泵的三级对流式叶轮。
背景技术
泵是受原动机控制，驱使介质运动，是将原动机输出的能量转换为介质压力能的能量转换装置，主要用来输送液体，包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等；也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。泵在国民经济中应用极为广泛，也是最为主要的能量消耗主体。
泵的流量和扬程是具体需求应用中的两个重要考虑因素，在满足上述两个要求的条件下，要求泵的体积要尽可能小以方便安装和使用，效率要尽可能高以做到节能减排。现有的各种泵中，大多结构复杂、体积庞大，难以有效满足国民经济生产中对泵的高效率、小体积、高扬程等苛刻的要求，因此需要开发一种新型的紧凑的高效率泵以满足迫切的需求。
发明内容
为了进一步提高泵的效率并且减小泵的体积，本发明提出了一种对流式水泵的三级对流式叶轮，该设计可进一步提高泵的能量效率，减小泵的体积和质量，并且结构简单、制造方便，可在节能减排的同时，提高经济效益。
本发明提供一种对流式水泵的三级对流式叶轮，其技术方案是：
一种对流式水泵的三级对流式叶轮，包括内壳体、外壳体、一级轴流叶片、二级离心叶片、三级轴流叶片、导流板和泵轴，所述内壳体、外壳体和导流板构成了一个光顺的流道，流道一端是流体入口，另一端是流体出口，该流道绕泵轴旋转；所述流道为弯曲形状，使流体入口和流体出口方向相反而形成流体的对流，所述一级轴流叶片安装在所述流道的流体入口处，所述二级离心叶片安装在流道的中段部位，所述三级轴流叶片安装在流道的流体出口处；一级轴流叶片、二级离心叶片、三级轴流叶片均安装在流道上并随流道绕泵轴旋转，所述内壳体和外壳体均关于泵轴轴对称；所述各级叶片的安装布置均关于泵轴轴对称。由于特殊的流道形状及多级叶片，所述叶轮可以在紧凑的空间中高效地将泵轴的旋转动能输送给流体，同时所述叶轮也特别适合应用于封闭环境中流体的循环流动。
进一步地，所述流道被折弯180度使得流体入口和流体出口方向相反而形成流体的对流；所述流道的厚度即内壳体和外壳体之间的距离从流体入口处到流体出口处均匀变小。
进一步地，所述导流板位于内壳体和外壳体围成的空间中，用于与内壳体和外壳体一起形成光顺的流体流道；所述导流板关于泵轴轴对称。
进一步地，所述一级轴流叶片、二级离心叶片和三级轴流叶片安装在内壳体和外壳体之间，通过焊接或者其它固定方式共同形成三级对流式叶轮，并安装在泵轴上，泵轴与旋转动力装置连接，利用外部旋转动力驱动整个叶轮旋转。
进一步地，所述泵轴上开设有螺钉孔，用于将泵体安装固定在其它装置上。
进一步地，一级轴流叶片具有3片叶片；所述轴流叶片的旋转轴与流体的流入方向重合；二级离心叶片具有7片叶片；三级轴流叶片具有7片叶片，轴流叶片的旋转轴与流体的入口方向重合。
上述对流式水泵的三级对流式叶轮的工作方法是：外部机构驱动泵轴旋转，泵轴带动流道及一级轴流叶片、二级离心叶片、三级轴流叶片旋转；流体经过流体入口流入一级轴流叶片部位，流体经过轴流叶片时叶片将动能传递给流体，使得流体获得动能和压能，形成了第一级扬程；获得了第一级扬程的流体继续在流道中流动而进而二级离心叶片，由于离心叶片的离心作用，离心叶片将动能传递给流体，而使得流体获得了更高的第二级扬程；此后流体继续在流道中往出口方向流动进入三级轴流叶片，流体经过三级轴流叶片时获得了叶片传递的动能而扬程得到了进一步增大，并在流道的流体出口处将流体的流动方向矫正为水平流动而满足了对流式水泵的使用需求。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明由于采用特殊的流道形状及多级叶片，叶轮在紧凑的空间中高效地将泵轴的旋转动能输送给流体，使得泵的能量效率得到进一步提高，同时也进一步减小泵的体积和质量，达到了节能减排和提高经济效益的目的。同时由于叶轮的出口和入口呈相反方向的对流式布置，因此特别适合应用于封闭环境中流体的循环流动。
附图说明
图1是本发明的三级对流式叶轮正剖视图。
图2是本发明的三级对流式叶轮右视图。
1-一级轴流叶片；2-二级离心叶片；3-三级轴流叶片；4-流体入口；5-流体出口；6-泵轴；7-内壳体；8-外壳体；9-导流板；10-螺钉孔。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。
如图1～2所示，一种对流式水泵三级对流式叶轮，主要包括一级轴流叶片1、二级离心叶片2、三级轴流叶片3、内壳体7、外壳体8、导流板9和泵轴6等部件，所述内壳体7、外壳体8和导流板9构成了一个光顺的流道，流道一端是流体入口4，另一端是流体出口5。所述一级轴流叶片1固定连接在所述流道的流体入口4处，所述二级离心叶片2安装在流道的中段部位，所述三级轴流叶片3安装在流道的流体出口5处。
所述的内壳体7和外壳体8构成的流道形状可根据需要进行弯曲，并确保曲率连续，并使得流体入口4和流体出口5方向相反而形成流体的对流。特殊的，所述流道被折弯180度使得流体入口4和流体出口5方向相反而形成流体的对流。内壳体7和外壳体8是关于泵轴6轴对称以满足泵体的动平衡。
所述导流板9用于形成光顺流体流道，使得流体在流道流动阻力减小，提高叶轮泵的效率。所述导流板9关于泵轴6轴对称。
所述一级轴流叶片1、二级离心叶片2和三级轴流叶片3安装在内壳体7和外壳体8之间，可通过焊接或者其它固定方式共同形成了泵体，泵体则安装在泵轴6上，泵轴可与电机等动力装置连接，从而利用外部旋转动力驱动整个泵体旋转。泵轴6上开设有螺钉孔10用于将泵体安装固定在其它装置上。
叶轮在旋转时，流体经过流体入口4流入一级轴流叶片1部位，流体经过轴流叶片时叶片将动能传递给流体，使得流体获得了相应的动能和压能，形成了第一级扬程；获得了第一级扬程的流体继续在流道中流动而进入二级离心叶片2，由于离心叶片的离心作用，离心叶片将动能传递给流体，而使得流体获得了更高的第二级扬程；此后流体继续在流道中往出口方向流动进入三级轴流叶片3，流体经过三级轴流叶片时获得了叶片传递的动能而扬程得到了进一步增大，并在流道的流体出口5处将流体的流动方向矫正为水平流动而满足了叶轮泵的使用需求。
所述的一级轴流叶片1通常是3片叶片，叶片形状为圆弧状，并与流道的内壳体和外壳体紧密连接，还可以根据流体流量和扬程的要求调整轴流叶片的数量。轴流叶片的旋转轴应该与流体的流入方向重合以获得最优的流动效果。
所述的二级离心叶片2通常是7片叶片，叶片形状为圆弧状，并与流道的内壳体和外壳体紧密连接，此外还可以根据流体流量和扬程的要求调整轴流叶片的数量。
所述的三级轴流叶片3通常为7片，叶片形状为圆弧状，并与流道的内壳体和外壳体紧密连接；此外还可以根据流体流量和扬程的要求调整轴流叶片的数量。轴流叶片的旋转轴应该与流体的流体入口方向重合，以获得最优的流动效果和效率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种对流式水泵的三级对流式叶轮，包括内壳体（7）、外壳体（8），其特征在于还包括一级轴流叶片（1）、二级离心叶片（2）、三级轴流叶片（3）、导流板（9）和泵轴（6），所述内壳体（7）、外壳体（8）和导流板（9）构成了一个光顺的流道，流道一端是流体入口（4），另一端是流体出口（5），该流道绕泵轴（6）旋转；所述流道为弯曲形状，使流体入口（4）和流体出口（5）方向相反而形成流体的对流，所述一级轴流叶片（1）安装在所述流道的流体入口（4）处，所述二级离心叶片（2）安装在流道的中段部位，所述三级轴流叶片（3）安装在流道的流体出口（5）处；一级轴流叶片（1）、二级离心叶片（2）、三级轴流叶片（3）均安装在流道上并随流道绕泵轴（6）旋转，所述内壳体（7）和外壳体（8）均关于泵轴（6）轴对称；所述各级叶片的安装布置均关于泵轴（6）轴对称。
2.根据权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮，其特征在于：所述流道被折弯180度使得流体入口（4）和流体出口（5）方向相反而形成流体的对流；所述流道的厚度即内壳体（7）和外壳体（8）之间的距离从流体入口处到流体出口处均匀变小。
3.根据权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮，其特征在于：所述导流板（9）位于内壳体（7）和外壳体（8）围成的空间中，用于与内壳体（7）和外壳体（8）一起形成光顺的流体流道；所述导流板（9）关于泵轴（6）轴对称。
4.根据权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮，其特征在于：所述一级轴流叶片（1）、二级离心叶片（2）和三级轴流叶片（3）安装在内壳体（7）和外壳体（8）之间，通过焊接或者其它固定方式共同形成三级对流式叶轮，并安装在泵轴（6）上，泵轴与旋转动力装置连接，利用外部旋转动力驱动整个叶轮旋转。
5.根据权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮，其特征在于：所述泵轴（6）上开设有螺钉孔（10），用于将泵体安装固定在其它装置上。
6.根据权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮，其特征在于：一级轴流叶片（1）具有3片叶片；所述轴流叶片的旋转轴与流体的流入方向重合；二级离心叶片（2）具有7片叶片；三级轴流叶片（3）具有7片叶片，轴流叶片的旋转轴与流体的入口方向重合。
7.权利要求1所述的对流式水泵的三级对流式叶轮的工作方法，其特征在于：外部机构驱动泵轴（6）旋转，泵轴带动流道及一级轴流叶片（1）、二级离心叶片（2）、三级轴流叶片（3）旋转；流体经过流体入口（4）流入一级轴流叶片（1）部位，流体经过轴流叶片时叶片将动能传递给流体，使得流体获得动能和压能，形成了第一级扬程；获得了第一级扬程的流体继续在流道中流动而进入二级离心叶片（2），由于离心叶片的离心作用，离心叶片将动能传递给流体，使得流体获得了更高的第二级扬程；此后流体继续在流道中往出口方向流动进入三级轴流叶片（3），流体经过三级轴流叶片时获得了叶片传递的动能而扬程得到了进一步增大，并在流道的流体出口（5）处将流体的流动方向矫正为水平流动而满足了对流式水泵的使用需求。
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