CN104033418B - 一种高效高扬程通用型井泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高效高扬程通用型井泵，涉及离心式潜水泵技术领域。主要包括导流壳、泵轴和叶轮，叶轮包括长叶片，后盖板以及中部设有入水口的前盖板，叶轮上设有短叶片，短叶片位于叶轮的外边缘区，且在相邻的两个长叶片之间；长叶片或者短叶片为扭曲形叶片。本发明充分挖掘和提高了泵的潜力，大幅度提高了泵的单级扬程，同时也提高了泵的效率等性能指标，使泵大量节材并成倍提高了产量，成本大幅度下降，可新增5倍利润并高效节能；泵拓宽了使用范围，通用性好，一个水力模型可顶几个泵用；大幅度减少了泵的总扬程级数并缩短了泵轴长度，泵的运行更稳定、可靠、寿命长，体积更小，重量更轻，更方便生产销售、运输安装和使用维修。
Description
技术领域
本发明涉及离心式潜水泵技术领域，尤其是对高效高扬程通用型离心潜水单级及多级井泵的设计创新提高。
背景技术
目前厂家生产的井泵的叶轮叶片一般都是一种长叶片，无论是圆弧形叶片（见附图6）还是扭曲形叶片（见附图2），叶片数一般为4至7片，泵的单级扬程偏低，高效率区较窄，已生产使用100多年，其性能指标虽能达到国家标准，但结构仍欠合理，性能指标仍有很大潜力可挖，有待进一步创新提高。能有效提高井泵的性能指标是本行业长期以来急待解决的一个热门课题，因为性能指标的提高在全国范围内都将会带来重大的经济效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单独特、体积小、重量轻、扬程高、效率高、成本低的高效高扬程通用型井泵，解决离心潜水单级或多级井泵现有技术存在的问题，充分挖掘了泵的潜力，不仅大大提高泵的单级扬程、效率等性能指标，而且可提高安全可靠性及使用寿命，通用性好，便于维修，大幅度降低了成本，可给企业新增多倍利润，能产生重大经济效益。
本发明的主要技术方案是：一种高效高扬程通用型井泵，包括导流壳、泵轴和叶轮，叶轮包括长叶片，后盖板以及中部设有入水口的前盖板，其特征在于叶轮上还设有短叶片，短叶片位于叶轮的外边缘区，且在相邻的两个长叶片之间；所述的短叶片与长叶片的长度比为0.40--0.80：1；长叶片为扭曲形叶片，或者短叶片为扭曲形叶片。
可以是：所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片为圆弧形叶片。
也可以是：所述的长叶片为圆弧形叶片，短叶片为扭曲形叶片。
优选，所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片也为扭曲形叶片。
所述的短叶片与长叶片都为扭曲形叶片时的长度比优选为0.4-0.66：1。
优选，所述的长叶片至少为3片，长叶片与短叶片的数量比为1:1或1:2及以上。
优选，所述的泵轴和导流壳间设有橡胶轴承，叶轮和泵轴间设有锥形套。
所述的高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的井泵为1个；或者2个及以上井泵串联固定，构成多级高效高扬程泵。
本发明人连续从业50年，是获得全国井泵比赛第一名最多的科技人员，本发明人认为：要大大提高效率，必须采用扭曲形叶片的合理设计；扭曲形叶片，不论是扭曲形长叶片或扭曲形短叶片，效率为最佳。这主要因为，扭曲形叶片，叶片呈扭曲形，叶片进口由2个及以上角度组成及整体形状较符合液体的流动状态，其效率明显高于圆弧形叶片。故扭曲形长叶片与扭曲形短叶片配合，效果才最佳，单级扬程可提高约45%以上。而圆弧形叶片，因不扭曲，进口只有一个角度，与液流的实际流动状况差别较大，各种水力损失如撞击、漩涡、脱流等损失较大，效率明显偏低。除泵比转速（ns）很低及特殊用途的泵外，此叶片形式将逐步被淘汰。
本发明在叶轮的外边缘区，即在长叶片的分布稀疏区，增加短叶片（即增加外层叶片数目），增加的短叶片会增强对液流的作用，弥补由于叶片槽狭长造成的扩散损失，同时可减少过多叶片时会增加叶片进口的排挤，总体提高叶片对液流的作用，加之有符合液体流动状态扭曲形叶片的有机结合、共同起作用，故可大幅度提高泵的单级扬程及效率等性能指标。
本发明的积极效果是：克服了现有技术之不足,提供一种结构简单独特、体积小、重量轻、扬程高、效率高、成本低的高效高扬程通用型井泵，充分挖掘了泵的潜力。不仅大大提高了泵的单级扬程、效率等性能指标，而且也提高了安全可靠性及使用寿命，大量节材，成倍提高了产量，便于维修，大幅度降低成本，尤其在多级泵使用更显优越，可给企业、用户及社会带来重大经济效益。积极效果详述如下：
（1）可提高单级扬程约30-50%，即可降低成本约30-50%，可新增加约3-5倍利润。 在本人已授权的“一种高效高扬程通用型井泵”专利原大幅度提高单级扬程的基础上，利用本发明专利单级扬程又得到了大幅度提高。这种又创新的“一种高效高扬程通用型井泵”，与市场上正生产销售的绝大多数同类机型井泵相比：可1级顶2级有余，个别泵可达到或接近达到1级顶3级，使单级扬程扩大2倍到3倍，使生产率及产量扩大2倍到3倍，使泵综合成本下降约1/2-3/4，可使企业新增约10-15倍及以上利润，这种技术上世界性的新突破，成为当今世界同类机型井泵中单级扬程最高、成本最低、利润最高的井泵。将产生长期的巨大的经济效益和社会效益，必定会广泛占领国内外市场。
（2）我们打破了书本的常规理论，在单级扬程提高的同时也提高了泵效率，可提高效率约1-4%，高效节能，潜水电泵是全世界各国的主要排灌机械和发展方向，普遍广泛生产产量大，日夜长期运行，高效节能尤为重要，可大量节省能源。
（3）该创新设计的结果使泵的单级扬程大幅度提高，高效率区宽阔，泵使许多不同流量、扬程所对应的效率都较高，能达到或超过国家有关标准；变化不同的流量，扬程就出现不同品种的泵，所以使一个水力模型可以顶几个泵用，有的可顶五个泵用，通用型好，这样可大幅度降低新产品开发的投资；由于泵的通用性互换性好，大幅度减少了资金和产品的占压，大大简化了生产、检验系统，易保证产品质量，大大方便了销售维修，这是创新设计水平整体跨跃式系统提高了的结果。
（4）拓宽了使用范围，通用性好，一个水力模型可顶几个泵用；由于泵单级扬程的提高，大幅度减少了泵的总扬程级数并缩短了泵轴的长度，使泵的运行更稳定、可靠、寿命长，体积更小，重量更轻，更方便生产销售、运输安装和使用维修。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2为现有技术长叶片为扭曲形叶片的结构示意图。
图3为本发明长叶片为扭曲形叶片并间插1个短叶片---圆弧形叶片的结构示意图。
图4为本发明长叶片为扭曲形叶片并间插2个短叶片---圆弧形叶片的结构示意图。
图5为本发明长叶片为扭曲形叶片并间插1个短叶片---扭曲形叶片的结构示意图。
图6为现有技术长叶片为圆弧形叶片的结构示意图。
图7为本发明长叶片为圆弧形叶片并间插1个短叶片---扭曲形叶片的结构示意图。
图中，1——连接螺栓，2——橡胶轴承，3——导流壳，4——泵轴，5—锥形套，6——叶轮，7——密封环，8——标牌。
具体实施方式
为了使本发明的创作特征及功效易于理解，以下结合一个实施例及附图作详述，但不作为对本发明保护范围的限定。
实施例：
参见图1、图3、图4、图5、图7，该高效高扬程通用型井泵，包括导流壳3、泵轴4和叶轮6，叶轮6包括长叶片，后盖板以及中部设有入水口的前盖板，其特征在于叶轮6上还设有短叶片，短叶片位于叶轮6的外边缘区，且在相邻的两个长叶片之间；所述的短叶片与长叶片的长度比为0.40--0.80：1；所述的长叶片至少为3片，长叶片与短叶片的数量比为1:1，或1:2及以上；或者所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片为圆弧形叶片。或者所述的长叶片为圆弧形叶片，短叶片为扭曲形叶片。所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片为扭曲形叶片。所述的泵轴4和导流壳3间设有橡胶轴承2，叶轮6和泵轴4间设有锥形套5。所述的一种高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的井泵为1个，或2个及以上井泵串联固定，构成多级高效高扬程泵。
图5为本发明长叶片为扭曲形叶片并间插1个（或为2个及以上）短叶片---扭曲形叶片的结构示意。效果最佳，其提高单级扬程约达到45%以上。其短叶片与长叶片的长度比优选为0.4-0.66：1。
进一步说明如下：
长叶片之间加短叶片的设计原理是，可以减少由于过多叶片数时会增加叶片进口的排挤，减少由于叶槽狭长而造成的平面扩散严重，并总体提高叶片对液流的充分作用，从而提高泵的单级扬程及效率等性能指标。随着泵从低比转数（ns低）逐渐向高比转数（ns高）过渡中，所采取的设计方法也转移，这主要是考虑泵的效率、单级扬程的提高和制造工艺等。随着泵从低比转数（ns低）逐渐向高比转数（ns高）过渡中，泵的长短叶片总数也会适当增加，如从8片（4长4短）增大到14片（7长7短）。但泵的具体长短叶片总数和形状不限，但圆弧形长叶片之间不加圆弧形短叶片。叶片的参数和形状一般按常规理论设计，也可根据需要另行特殊设计。短叶片的长度范围可取≤0.80-0.40长叶片，低比转数（ns低）泵可取较大值。短叶片的安装放在长叶片之间，与长叶片最大直径相同或不同。短叶片可不放在两长叶片中间，从叶片出口方向看，短叶片可放在与长叶片背面靠近与工作面较远比例约为2/3处，效果更好。上述各种叶片的搭配、数据提供及相关提示，都经过了试验及试验后分析的结论。
本发明将设计的叶轮水力模型中可圆弧形长叶片之间加扭曲形短叶片，或将叶轮水力模型中扭曲形长叶片之间加圆弧形短叶片或加扭曲形短叶片。在叶轮水力模型中安装长短叶片的总数可不限。叶片的参数和形状一般按常规理论进行计算设计，也可根据需要另行特殊设计。
上述叶片，也可为其他的形状和结构，如叶片可为厚度均匀的或厚度不均匀的或空心的等。叶片的材质根据需要可采用多种多样的金属或非金属的等。
经试验，效果很好。
在不脱离本设计原理的范围内，还会有各种变化和变形，这些变化和变形都属于本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种高效高扬程通用型井泵，包括导流壳（3）、泵轴（4）和叶轮（6），叶轮（6）包括长叶片，后盖板以及中部设有入水口的前盖板，泵轴（4）和导流壳（3）间设有橡胶轴承（2），叶轮（6）和泵轴（4）间设有锥形套（5），
其特征在于叶轮（6）上还设有短叶片，短叶片位于叶轮（6）的外边缘区，且在相邻的两个长叶片之间；从叶片出口方向看，短叶片放在与长叶片背面靠近与工作面较远比例约为2/3处；所述的短叶片与长叶片的长度比为0.40--0.80：1；长叶片为扭曲形叶片，或者短叶片为扭曲形叶片。
2.根据权利要求1所述的一种高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片为圆弧形叶片；或短叶片为扭曲形叶片，长叶片为圆弧形叶片。
3.根据权利要求1所述的一种高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的长叶片为扭曲形叶片，短叶片也为扭曲形叶片；所述的短叶片与长叶片的长度比为0.4-0.66：1。
4.根据权利要求1所述的一种高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的长叶片至少为3片，长叶片与短叶片的数量比为1:1或1:2及以上。
5.根据权利要求1、2、3、4之一所述的一种高效高扬程通用型井泵，其特征在于所述的井泵为1个；或者2个及以上井泵串联固定，构成多级高效高扬程泵。
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