CN103850947B - 一种抗汽蚀叶片泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗汽蚀叶片泵，属于水泵，改善叶片泵抗汽蚀性能，本叶片泵包含：与泵轴连接的电机，通过叶轮螺母固定在泵轴上的叶轮，设在叶轮外侧的导叶体，安装在泵进水喇叭管上的密封环，进水喇叭管与导叶体间装有O型密封圈，并通过螺柱连接一起，其中：叶轮进口部位与密封环相配合处的配合间隙呈倒V型锥面，配合间隙由大到小均匀变化，使泄漏出的高压液流，对准叶片进口边；叶轮后盖板靠近叶片进口边部位，钻通数个射流孔，射流孔紧靠叶片背面与后盖板的交线。本叶片泵使叶轮出口流出的高压水流，流向叶片进口边及进口边背面附近，改善了叶轮进口边附近较低压力分布的状况，从而避免因压力过低而产生汽蚀，改善了叶片泵的抗汽蚀性能。

Description

一种抗汽蚀叶片泵

技术领域

本发明涉及一种水泵，尤其是指一种抗汽蚀叶片泵。

背景技术

现有的叶片泵中，密封环一般为平直结构，如图4所示，叶片泵中，叶轮48的进口部位与密封环411相配合处的配合间隙设计成L型；如图5所示，也有少数叶片泵中将叶片泵叶轮58的进口部位与密封环511相配合处设计成配合间隙为V型。在以上配合的情况下，叶轮出口边流出的高压水流，通过叶轮与密封环之间的间隙，流向叶轮进口边。该高压水流的流束，一般垂直于泵轴心线，或偏向泵吸入口。对叶片进口边的压力提高没有丝毫改善，反而使得进口流态紊乱，通常会采取极小的间隙控制该泄漏流量。而叶轮进口边压力过低会产生汽蚀，导致水泵叶轮表面产生剥落和损坏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种能够改善泵的抗汽蚀性能的抗汽蚀叶片泵。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种抗汽蚀叶片泵，所述叶片泵包含：与泵轴连接的电机，支撑泵轴的轴承，通过叶轮螺母固定在泵轴上的叶轮，设在叶轮外侧的导叶体，通过螺钉安装在泵的进水喇叭管上的密封环，所述进水喇叭管与导叶体之间装有O型密封圈，并通过螺柱和螺母连接在一起，其中：

叶轮的进口部位与密封环相配合处的配合间隙呈倒V型锥面，两锥面之间有一夹角，其配合间隙由大到小均匀变化，使泄漏出的高压液流，对准叶片进口边；

叶轮后盖板靠近叶片进口边部位，钻通数个小孔，作为射流孔，射流孔紧靠叶片背面与后盖板的交线。

所述密封环内径小于所述叶轮入口内径。

所述倒V型锥面的配合间隙中最小间隙≥0.3mm。

所述射流孔的孔径为3mm-15mm。

所述射流孔的数量与叶片数相等或是叶片数的整数倍数。

本发明的有益效果：

本发明的叶片泵中将叶片泵叶轮的进口部位与密封环相配合处设计成配合间隙为锥面，使叶轮出口流出的高压水流，流向叶片进口边；此外，在叶轮后盖板靠近叶片进口边部位，钻通数个小孔，作为射流孔，射流孔靠近叶片背面，使叶轮出口流出的高压水流，流向叶片进口边背面附近。由于本叶片泵采用上述2个改进方案，改善了原叶轮进口边附近较低压力分布的状况，从而避免因压力过低而产生汽蚀，大大改善了叶片泵的抗汽蚀性能。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的抗汽蚀叶片泵结构示意图；

图2为现有叶片泵中平衡孔示意图；

图3为本发明中射流孔示意图；

图4为现有的叶轮进口部位与密封环相配合处的配合间隙为L型的示意图；

图5为现有的叶轮进口部位与密封环相配合处的配合间隙为V型的示意图；

图6为本发明的叶轮进口部位与密封环相配合处的配合间隙为倒V型的示意图；

图7为图6的放大图。

具体实施方式

下面结合实施例的附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

参见图1，本发明的抗汽蚀叶片泵包含：与泵轴13连接的电机（未图示），支撑泵轴13的轴承12，通过叶轮螺母2固定在泵轴13上的叶轮8，设在叶轮8外侧的导叶体7，通过螺钉3安装在泵的进水喇叭管1上的密封环11，所述进水喇叭管1与导叶体7之间装有O型密封圈6以防泄漏，并通过螺柱4和螺母5连接在一起。

本发明中将叶片泵叶轮8的进口部位与密封环11相配合处的配合间隙10为锥面，两锥面之间有一夹角，其间隙由大到小均匀变化，呈倒V型（即“∧”型），使泄漏出的高压液流，对准叶片进口边。其结构参见图6所示，该结构使叶轮8出口流出的高压水流，流向叶片进口边，即该高压水流的流束，对准叶片进口边，对叶片进口边的压力提高有很大改善，从而抑制了汽蚀的产生。上述密封环11内径稍小于叶轮8入口内径，通过泵轴13的上下移动，可调节叶轮8与密封环11之间配合间隙10的间隙距离，通过调整配合间隙10的间隙距离，可以控制高压水流的流量，在效率和汽蚀之间找到适当平衡点。参见图7，配合间隙10的最小间隙距离L（是指靠近叶片进口边一端的间隙）控制在≥0.3mm（叶轮8直径的1%以下），

另外，在叶轮8后盖板靠近叶片进口边部位，钻通数个小孔，作为射流孔9，如图3所示，射流孔6紧靠叶片背面与后盖板的交线，射流孔的数量与叶片数相等或是叶片数的整数倍数。射流孔9的孔径为3mm-15mm。射流孔6使叶轮8出口流出的高压水流流向叶片进口边背面附近。该结构主要是为了增加叶片进口边附近背面靠近后盖板区域的压力，以进一步抑制汽蚀的产生，同时还能使气泡在叶片背面局部不易堆积。该泄漏液流避开了从叶轮8进口吸入的主液流，对效率下降影响不大。该结构与上述配合间隙10为倒V型结构的设计，能够大大改善叶片泵的抗汽蚀性能，同时该结构还可以平衡少量轴向力，以减小推力轴承的负荷，降低振动和噪音，使泵运行得更加平稳，提高泵的使用寿命。图3中的标记101说明：所述配合间隙10由两个配合面构成，一个为叶轮配合面101，另一个为密封环11的配合面。

上述射流孔9与现有技术中的平衡孔29（图2所示）有本质区别。射流孔9主要抑制汽蚀产生，设在叶片背面根部，孔径较小，通过射流孔9的液流避开了叶轮8进口的主流，对效率下降影响甚微。平衡孔29主要平衡轴向力，在相邻叶片中间，孔径较大，通过平衡孔的液流对叶轮28进口的主流扰动较大，对效率下降影响较大。

本叶片泵中，通过对液体回流的定向定量导入，减小了叶片进口边附近的低压区面积，抑制了汽蚀的产生，同时避开了从叶轮进口吸入的主液流，对效率下降影响不大。经过ANASYS13.0模拟计算分析及试验验证，汽蚀余量有明显降低。对现有零件的改动量较小，叶轮不需要再做模具，节约成本，本叶片泵普遍适用于各种比转速的离心泵以及部分混流泵。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (5)

1.一种抗汽蚀叶片泵，所述叶片泵包含：与泵轴连接的电机，支撑泵轴的轴承，通过叶轮螺母固定在泵轴上的叶轮，设在叶轮外侧的导叶体，通过螺钉安装在泵的进水喇叭管上的密封环，所述进水喇叭管与导叶体之间装有O型密封圈，并通过螺柱和螺母连接在一起，其特征在于：

叶轮的进口部位与密封环相配合处的配合间隙呈倒V型锥面，两锥面之间有一夹角，其配合间隙由大到小均匀变化，使泄漏出的高压液流，对准叶片进口边；

叶轮后盖板靠近叶片进口边部位，钻通数个小孔，作为射流孔，射流孔紧靠叶片背面与后盖板的交线。

2.如权利要求1所述的抗汽蚀叶片泵，其特征在于：

所述密封环内径小于所述叶轮入口内径。

3.如权利要求1所述的抗汽蚀叶片泵，其特征在于：

所述倒V型锥面的配合间隙中最小间隙≥0.3mm。

4.如权利要求1所述的抗汽蚀叶片泵，其特征在于：

所述射流孔的孔径为3mm-15mm。

5.如权利要求1所述的抗汽蚀叶片泵，其特征在于：

所述射流孔的数量与叶片数相等或是叶片数的整数倍数。