CN104214105A - 轴流泵 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种轴流泵，包括进水喇叭体、导叶体、级联泵体、出水弯管、叶轮和转轴，进水喇叭体、导叶体的壳体、级联泵体和出水弯管相互连接形成轴流泵的外壳体，转轴贯穿出水弯管、级联泵体和导叶体的内筒体并连接到叶轮，叶轮固定在转轴上，叶轮位于导叶体的内筒体下方，叶轮的一部分位于导叶体的壳体内，叶轮延伸到进水喇叭体内。本发明的轴流泵流量大，能耗低，具有广泛的适用性。

Description

轴流泵

技术领域

本发明涉及一种轴流泵。 

背景技术

轴流泵是靠旋轮叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵。常见的轴流泵的叶轮包括如下的几个部件：叶轮毂、安装在叶轮毂上的2～7个叶片，安装在叶轮毂端部的动叶头。叶轮毂、叶片和动叶头共同组成叶轮。叶轮在圆管形泵壳内旋转。叶轮上部的泵壳上装有固定导叶，用以消除液体的旋转运动，使之变为轴向运动，并把旋转运动的动能转变为压力能。 

轴流泵通常是单级式，少数制成双级式。流量范围很大，为180～36万立方米/时。扬程一般在20米以下。轴流泵一般为立式，叶轮浸没在水下面，也有卧式或斜式轴流泵。 

轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，如灌溉、排涝、船坞排水、运河船闸的水位调节，或用作电厂大型循环水泵。扬程较高的轴流泵（必要时制成双级）可供浅水船舶的喷水推进之用。 

发明内容

本发明旨在提出一种轴流泵。 

根据本发明的一实施例，提出一种轴流泵，包括进水喇叭体、导叶体、级联泵体、出水弯管、叶轮和转轴，进水喇叭体、导叶体的壳体、级联泵体和出水弯管相互连接形成轴流泵的外壳体，转轴贯穿出水弯管、级联泵体和导叶体的内筒体并连接到叶轮，叶轮固定在转轴上，叶轮位于导叶体的内筒体下方，叶轮的一部分位于导叶体的壳体内，叶轮延伸到进水喇叭体内。 

在一个实施例中，叶轮包括叶轮毂、安装在叶轮毂上的叶片和安装在叶轮毂端部的动叶头，叶轮毂连接到联轴器，通过联轴器由电机带动旋转，叶轮毂带动叶片和动叶头一起旋转。叶轮毂包括联轴部、叶片安装部、上过渡部和底部装配部，联轴部呈圆柱形且内部具有轴孔，叶片安装部位于联轴部的下方，叶片安装部的外周呈不完整的球形并以固定间隔设有数个叶片安装端面，上过渡部位于联轴部和叶片安装部之间以衔接联轴部和叶片安装部，底部装配部位于叶片安装部下方。叶片包括基座、连接轴和叶面，连接轴从基座的底部延伸，叶面呈扭曲面并安装在基座上方，所述叶片安装在叶轮毂的叶片安装端面上。动叶头包括底板和盖，底板呈平板型，盖呈半球形，盖的末端连接于底板，盖的顶端开有一孔，形成盖的板材具有两种不同的曲率半径，该板材靠近顶端的部分的曲率半径小于该板材靠近末端的部分的曲率半径，动叶头安装在底部装配部上。 

在一个实施例中，每一个叶片安装端面是一圆形平面，在叶片安装端面的中央开有叶片安装孔，每一个叶片安装端面上，在叶片安装孔的下方开有一组呈弧形排列的钻孔。叶片的基座呈圆盘形，基座的直径和形状与叶片安装端面匹配，叶片的连接轴固定于叶片安装孔中，以将叶片安装到叶轮毂上，基座上开有一组弧形排列的调节孔，钻孔和调节孔的数量和位置相匹配。螺栓穿过一组钻孔和调节孔中的相匹配的一对并连接至叶面以固定叶片的偏转角度。 

在一个实施例中，底部装配部呈台阶圆柱形，底部装配部上开有连接孔。动叶头的盖超出底板形成突出部，突出部与底部装配部的台阶圆柱形相匹配，底板上开有连接孔，螺栓穿过底部装配部和底板上的连接孔将底板固定于底部装配部。 

在一个实施例中，导叶体包括壳体、内筒体和导叶片。壳体包括直径逐渐变大的第一部分和等直径的第二部分，第二部分的直径与第一部分的最大直径相等，壳体的第一端向外延伸形成第一法兰，壳体的第二端向外延伸形成第二法兰。内筒体通过导叶片连接到壳体，内筒体包括圆柱形的筒身和锥台型的筒头，筒头上开设有轴孔。数个导叶片连接在内筒体的筒身和壳体的第一部分之间。 

在一个实施例中，内筒体内具有支撑支架，支撑支架呈环形，形成一通孔，通孔的直径与轴孔相等。 

在一个实施例中，出水弯管包括弯型管身和轴管。弯型管身为等内径，弯型管身的头部为出水口，弯型管身的底部向外延伸形成法兰。轴管由弯型管身延伸，轴管靠近出水口的位置，轴管的轴线与法兰所在的平面垂直。 

本发明的轴流泵流量大，能耗低，具有广泛的适用性。 

附图说明

图1揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵的结构示意图。 

图2揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵中叶轮的结构图。 

图3a～3c揭示了叶轮中叶轮毂的结构图，其中图3a是叶轮毂的纵向剖面结构图，图3b是叶轮毂的横向截面图，图3c是叶轮毂的外周结构示意图。 

图4a～4c揭示了叶轮中叶片的结构图，其中图4a是叶片的正面结构视图，图4b是叶片的侧面结构视图，图4c是叶片的俯视结构视图。 

图5揭示了叶轮中动叶头的剖面结构图。 

图6a和图6b揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵中导叶体的结构图，其中图6a是侧面剖视图，图6b是正面结构图。 

图7a和图7b揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵中进水喇叭体的结构图，其中图7a是侧面剖视图，图7b是正面结构图。 

图8a和图8b揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵中出水弯管的结构图，其中图8a是侧面剖视图，图8b是正面结构图。 

具体实施方式

参考图1所示，本发明揭示了一种轴流泵10，包括：进水喇叭体11、导叶体12、级联泵体13、出水弯管14、叶轮15和转轴16。进水喇叭体11、导叶体12的壳体、级联泵体13和出水弯管14相互连接形成轴流泵的外壳体，转轴16贯穿出水弯管14、级联泵体13和导叶体12的内筒体并连接到叶轮15，叶轮15固定在转轴16上，叶轮15位于导叶体12的 内筒体下方，叶轮15的一部分位于导叶体12的壳体内，叶轮15延伸到进水喇叭体11内。进水喇叭体11、导叶体12的壳体、级联泵体13和出水弯管14之间的相互连接通过各个部件端部形成的法兰实现，法兰上设置有位置相互对应的连接孔，螺栓和螺母穿过位置对应的连接孔将这些部件相互连接。根据所需要的轴流泵10的长度，级联泵体13的数量可以任意选择，通常会选择1～3级的级联泵体13相互连接组合。 

参考图2所示，揭示了轴流泵10中叶轮15的结构。如图所示，叶轮15包括叶轮毂300、安装在叶轮毂300上的叶片400和安装在叶轮毂300端部的动叶头500。叶轮毂300连接到联轴器，通过联轴器由电机带动旋转，叶轮毂300带动叶片400和动叶头500一起旋转。 

图3a～3c揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵的叶轮中叶轮毂的结构图，其中图3a是叶轮毂的纵向剖面结构图，图3b是叶轮毂的横向截面图，图3c是叶轮毂的外周结构示意图。如图3a～3c所示，该叶轮毂300包括联轴部302、叶片安装部304、上过渡部306和底部装配部308。联轴部302呈圆柱形，联轴部302的内部具有轴孔303。联轴部302用于与联轴器连接，通过联轴器从电机获得动力，并驱动叶轮毂300带动叶片400和动叶头500跟随电机旋转。叶片安装部304位于联轴部302的下方，叶片安装部304的外周呈不完整的球形，参考图3b和图3c能够比较清楚地了解叶片安装部304的外周的形状。叶片安装部304整体上呈球形，但该球形是不完整的。在球体的表面会形成数个叶片安装端面305。如图所示，叶片安装端面305是一个圆形平面，可以理解为叶片安装端面305是在球形的叶片安装部304的表面上削去一块而形成。通常会设置数个叶片安装端面305以安装数个叶片。这些叶片安装端面305以固定间隔设置，并且这些叶片安装端面305被布置在同一水平高度上。在图3a～图3c所示的实施例中，在叶片安装部304上设置有三个叶片安装端面305，每一个叶片安装端面305是一个圆形平面，该圆形平面的圆心位于叶片安装部304所在的球体的赤道平面上。所有的三个叶片安装端面305位于同一水平高度。参考图3b所示，三个叶片安装端面305以120°间隔均匀设置，用于安装三个叶片。参考图3a和图3c所示，在每一个叶片安装端面305上开 有叶片安装孔351，在叶片安装孔351位于圆形的叶片安装端面305的中央。在叶片安装孔351的下方开有一组呈弧形排列的钻孔352。这些钻孔352形成的弧线位于同一个圆周上，该圆是与叶片安装端面305的圆形同心的。继续参考图3b，在一个实施例中，为了使得叶片安装部304的强度更高，在叶片安装部304的内壁上设置有向内延伸的加强筋341，加强筋341的数量为数个，每一个加强筋341位于两个叶片安装端面305之间。参考图3a和图3c，上过渡部306位于联轴部302和叶片安装部304之间。上过渡部306衔接联轴部302和叶片安装部304。上过渡部304也是圆柱形，上过渡部304是一个直径大于联轴部302的圆柱形。底部装配部308位于叶片安装部304下方，底部装配部308呈台阶圆柱形。如图3a所示，底部装配部308上开有连接孔381，底部装配部308用于连接动叶头500。在一个实施例中，上述的联轴部302、叶片安装部304、上过渡部306和底部装配部308是一体成型，即是同一个部件，一次铸造成型，而非多个部件拼接形成。 

图4a～4c揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵的叶轮中叶片的结构图，其中图4a是叶片的正面结构视图，图4b是叶片的侧面结构视图，图4c是叶片的俯视结构视图。如图所示，该叶片400包括基座402、连接轴404和叶面406。连接轴404从基座402的底部延伸，连接轴404用于与叶轮毂300上的连接孔351连接，从而将叶片400安装到叶轮毂300上。如图4c所示，叶面406呈扭曲面，叶面406是将一个近似四边形的面扭曲，即使得顶边和底边在水平面内形成交叉而形成一个扭曲面。叶面406安装在基座402上方。结合参考图4a和图4c所示，在一个实施例中，基座402呈圆盘形，基座402上开有一组调节孔403。该一组调节孔403呈弧形排列，且该弧形位于同一个圆周上，该圆周与基座402的外周所在的圆形是同心的。回到图2，叶片400以如下的方式被安装到叶轮毂300上：基座402呈圆盘形，基座402的直径和形状与叶片安装端面305匹配，基座402恰好放置在叶轮毂300的叶片安装端面305上。连接轴404穿过叶片安装孔351，使用螺母408从叶轮毂300的内侧拧紧连接轴404，从而将叶片400安装到叶轮毂300上。基座上的一组弧形排列的调节孔403数 量和位置都与叶片安装端面305上的钻孔352相匹配，使用螺栓穿过一组钻孔和调节孔中的相匹配的一对并连接至叶面以固定叶片的偏转角度。比如在图4b中所示的，螺栓405穿过一组调节孔403中的其中一个（参考图2可见，螺栓405还穿过相匹配的一个钻孔352）并连接至叶面406，从而使得叶面406具有一个固定的偏转角度，以固定叶片400整体的偏转角度。 

图5揭示了根据本发明的一实施例的轴流泵的叶轮中动叶头的剖面结构图。如图5所示，动叶头500包括底板502和盖504。底板502呈平板型。盖504呈半球形，盖504的末端连接于底板502，盖504于底板502连接的部分超出底板形成突出部540。盖504的顶端开有一孔506。形成盖的板材505具有两种不同的曲率半径，该板材靠近顶端的部分507的曲率半径小于该板材靠近末端的部分509的曲率半径。需要说明的是，虽然板材靠近顶端的部分507和板材靠近底端的部分509具有不同的曲率半径，但两者是一体成型的，即是由同一块板材加工形成而不是由两块板材拼接形成。在一个实施例中，板材靠近顶端的部分507的曲率半径与板材靠近末端的部分509的曲率半径之比为1:2.5～1:3.5。比如，在一个实现中，板材靠近顶端的部分507的曲率半径为95mm，而板材靠近末端的部分509的曲率半径为280mm。板材505的厚度与板材靠近顶端的部分507的曲率半径之比为1:9～1:10。比如，在一个实现中，板材靠近顶端的部分507的曲率半径为95mm，而板材505的厚度为10mm。板材505的厚度与孔506的直径之比为1:1.5～1:2。比如，在一个实现中，板材505的厚度为10mm，而孔506的直径为18mm。板材505的厚度与底板502的厚度之比为1:1。比如，在一个实现中，板材505的厚度与底板502的厚度均为10mm。回到图2，动叶头500被以如下的方式安装到叶轮毂300上：叶轮毂300的底部装配部308呈台阶圆柱形，底部装配部308上开有连接孔381。动叶头500的盖504超出底板502的突出部540与底部装配部308的台阶圆柱形相匹配。底板502上也开有连接孔503，螺栓508穿过底部装配部和底板上的连接孔将底板502固定于底部装配部308。 

回到图2，图2揭示了叶轮毂300、叶片400和动叶头500完成装配 后形成叶轮15的结构。最终的叶轮15中，轴16贯穿叶轮毂300和动叶头500，轴驱动叶轮毂300、叶片400和动叶头500旋转。 

图6a和图6b揭示了轴流泵10中导叶体12的结构。图6a揭示了该导叶体的侧面剖视图，图6b揭示了该导叶体的正面结构图。导叶体12包括壳体602、内筒体604和数个导叶片606。壳体602包括直径逐渐变大的第一部分621和等直径的第二部分622。第一部分621从壳体602的第一端起，直径逐渐变大，直至与第二部分622衔接，第二部分622的直径与第一部分621的最大直径相等。壳体602的整体造型类似于一个锥台和一个圆柱结合。壳体602的第一端向外延伸形成第一法兰623，壳体602的第二端向外延伸形成第二法兰624。如图6b所示，第一法兰623和第二法兰624上具有连接孔625，第一法兰623和第二法兰624的作用是与轴流泵中的其他部件连接，连接孔625可供螺栓通过，实现固定连接的目的。参考图1所示，与导叶体12通过法兰连接的部件是级联泵体13和进水喇叭体11。 

继续参考图6a所示，内筒体604通过导叶片606连接到壳体602，内筒体604包括圆柱形的筒身641和锥台型的筒头642。如图6a所示，筒头642虽然大致上呈锥台型，但是其侧壁是弧形的。筒头642上开设有轴孔643，轴孔643的作用是使得转轴16从中穿过。考虑到筒身641有一定的长度，为了确保轴在运转过程中稳定性。在内筒体604的内部还具有支撑支架644。支撑支架644呈环形，环形的支撑支架644在内部形成一个通孔，该通孔的作用是为了使得轴通过并且给与轴侧向支撑。通孔的直径与轴孔643相等。支撑支架644位于内筒体604中的筒身641位置。 

数个导叶片606连接在内筒体604的筒身641和壳体602的第一部分621之间。参考图6b所示，导叶片606的数量为数个。比如在图中示出了五个导叶片606，五个导叶片606等间隔分布在由内筒体604的外壁和壳体602的内壁所形成的两个同心的圆周上。 

图7a和图7b揭示了轴流泵10中的进水喇叭体11。图7a是该进水喇叭体的侧面剖视图，图7b是其正面结构图。进水喇叭体11包括本体702、连接法兰704和开口环边706。本体702基本呈圆锥台型，顶部和底部均 开口。本体702的侧壁是弧形。本体702的顶部直径小于底部直径，直径由顶部向底部逐步增大。在一个实施例中，本体702顶部的直径为底部的直径的60%～65%。连接法兰704由本体702的顶部向外延伸形成。连接法兰704的作用时使得进水喇叭体700能够与轴流泵的其他部件连接。在图1所示的实施例中，与进水喇叭体11连接的部件是导叶体12。在连接法兰704上开有数个连接孔705。参考图7b所示，数个连接孔705以均匀间隔分布在连接法兰704上。开口环边706形成在本体702的底部，开口环边706的厚度至少为本体的侧壁厚度的2倍。 

图8a和图8b所示揭示了轴流泵10的出水弯管14。图8a揭示了该出水弯管的侧面剖视图，图8b揭示了该出水弯管的正面结构图。出水弯管14包括弯型管身802和轴管804。弯型管身802为等内径，弯型管身802的头部为出水口821，弯型管身802的底部向外延伸形成法兰822。在一个实施例中，法兰822上开有连接孔823。连接孔823的数量为数个，数个连接孔823沿法兰822均匀布置，如图8b所示。法兰822的外周向上下延伸形成连接板824。连接板824上也开设有连接孔823。法兰822和连接板824的作用是使得弯型管身802与其他部件，在图1所示的实施例中是与级联本体13连接。连接孔823的作用是使得螺栓可以穿过连接孔以固定连接弯型管身802和其他部件。使用连接板824的作用是使得连接更加牢固，连接孔的分布更加均匀。 

轴管804由弯型管身802延伸，轴管804靠近出水口821的位置，轴管804的布置方向如下：轴管804的轴线与法兰802所在的平面垂直。轴管804供转轴穿过，转轴连接到诸如叶轮的部件以驱动叶轮旋转。轴管804的顶端向外延伸形成轴管法兰841。轴管法兰841上开有数个轴管连接孔842，数个轴管连接孔842沿轴管法兰841均匀布置。轴管法兰841的作用是使得轴管804与放置电机的部件连接，使得电机能够稳定地连接到转轴。 

本发明的轴流泵流量大，能耗低，具有广泛的适用性。 

Claims (7)

1.一种轴流泵，包括：进水喇叭体、导叶体、级联泵体、出水弯管、叶轮和转轴，所述进水喇叭体、导叶体的壳体、级联泵体和出水弯管相互连接形成轴流泵的外壳体，转轴贯穿出水弯管、级联泵体和导叶体的内筒体并连接到叶轮，叶轮固定在转轴上，叶轮位于导叶体的内筒体下方，叶轮的一部分位于导叶体的壳体内，叶轮延伸到进水喇叭体内。

2.如权利要求1所述的轴流泵，其特征在于，所述叶轮包括叶轮毂、安装在叶轮毂上的叶片和安装在叶轮毂端部的动叶头，叶轮毂连接到联轴器，通过联轴器由电机带动旋转，叶轮毂带动叶片和动叶头一起旋转，其中，

所述叶轮毂包括联轴部、叶片安装部、上过渡部和底部装配部，联轴部呈圆柱形且内部具有轴孔，叶片安装部位于联轴部的下方，叶片安装部的外周呈不完整的球形并以固定间隔设有数个叶片安装端面，上过渡部位于联轴部和叶片安装部之间以衔接联轴部和叶片安装部，底部装配部位于叶片安装部下方；

所述叶片包括基座、连接轴和叶面，连接轴从基座的底部延伸，叶面呈扭曲面并安装在基座上方，所述叶片安装在叶轮毂的叶片安装端面上；

所述动叶头包括底板和盖，底板呈平板型，盖呈半球形，盖的末端连接于底板，盖的顶端开有一孔，形成盖的板材具有两种不同的曲率半径，该板材靠近顶端的部分的曲率半径小于该板材靠近末端的部分的曲率半径，所述动叶头安装在底部装配部上。

3.如权利要求2所述的轴流泵，其特征在于，

每一个叶片安装端面是一圆形平面，在叶片安装端面的中央开有叶片安装孔，每一个叶片安装端面上，在叶片安装孔的下方开有一组呈弧形排列的钻孔；

所述叶片的基座呈圆盘形，基座的直径和形状与叶片安装端面匹配，所述叶片的连接轴固定于所述叶片安装孔中，以将叶片安装到叶轮毂上，基座上开有一组弧形排列的调节孔，所述钻孔和调节孔的数量和位置相匹配；

螺栓穿过所述一组钻孔和调节孔中的相匹配的一对并连接至叶面以固定叶片的偏转角度。

4.如权利要求2所述的轴流泵，其特征在于，

所述底部装配部呈台阶圆柱形，底部装配部上开有连接孔；

所述动叶头的盖超出底板形成突出部，突出部与底部装配部的台阶圆柱形相匹配，所述底板上开有连接孔，螺栓穿过底部装配部和底板上的连接孔将底板固定于底部装配部。

5.如权利要求1所述的轴流泵，其特征在于，所述导叶体包括：

壳体，壳体包括直径逐渐变大的第一部分和等直径的第二部分，第二部分的直径与第一部分的最大直径相等，壳体的第一端向外延伸形成第一法兰，壳体的第二端向外延伸形成第二法兰；

内筒体，通过导叶片连接到壳体，内筒体包括圆柱形的筒身和锥台型的筒头，筒头上开设有轴孔；

数个导叶片连接在内筒体的筒身和壳体的第一部分之间。

6.如权利要求5所述的轴流泵，其特征在于，所述内筒体内具有支撑支架，支撑支架呈环形，形成一通孔，所述通孔的直径与轴孔相等。

7.如权利要求1所述的轴流泵，其特征在于，所述出水弯管包括：

弯型管身，弯型管身为等内径，弯型管身的头部为出水口，弯型管身的底部向外延伸形成法兰；

轴管，轴管由弯型管身延伸，轴管靠近出水口的位置，轴管的轴线与法兰所在的平面垂直。