CN105422512A - 离心泵侧向式螺旋形压出室 - Google Patents

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张文斌
李兵
刘会
李长江
冯彦华
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704th Research Institute of CSIC
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps

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Abstract

本发明涉及一种离心泵侧向式螺旋形压出室，由轴向螺旋扩散段和出口扩散段组成，轴向螺旋扩散段径向宽度一致，从压出室进口至出口扩散段进口，轴向螺旋扩散段的各个断面投影面积沿轴向方向逐渐增大。与一般螺旋形压出室相比，其流体扩散方式由径向扩散变为轴向扩散，具有创造性；侧向螺旋形压出室适用于各种具有低振动要求的离心泵，与一般螺旋形压出室相比，在所有流量范围内均可有效降低泵的振动水平，在最佳流量范围内振动水平下降尤其明显，实用性强；侧向式螺旋形压出室可以有效减小作用在泵转子上的流体动力径向力，随着泵流量工况的加大，其径向力值会平滑下降，其值在所有流量范围内与一般螺旋形蜗壳相比都是较小的，在偏工况情况下效果更加。

Description

离心泵侧向式螺旋形压出室
技术领域
本发明涉及一种侧向式螺旋形压出室，适用于蜗壳式低振动噪声离心泵。如电站、冶金、石化、海洋及舰船等行业领域用具有低振动要求的离心泵。
背景技术
现有离心泵一般采用螺旋形压出室收集叶轮出口流出的介质，将介质速度能转化为压能，消除叶轮流出介质的旋转运动，减少介质在泵内的水力损失，并将液体输送至排出口或下一级叶轮吸入口。离心泵以设计工况介质流动参数为设计依据进行螺旋形压出室的结构设计，此刻介质在压出室中的速度和压力是轴对称分布，理论上作用于叶轮上的合力为零。实际使用时，水泵经常处于偏工况运转，螺旋形压出室从隔舌至出口介质压力和流速呈不均匀分布，从而产生作用于叶轮上的径向力，使轴受交变应力作用，产生定向的挠度，增加了泵的振动噪声，影响泵组的运转寿命。
配置一般螺旋形压出室的离心泵，在偏工况运转过程中，螺旋形压出室从隔舌至出口介质压力和流速呈不均匀分布，从而产生作用于叶轮上的径向力，使轴受交变应力作用，易于产生定向的挠度，增加了泵的振动噪声，影响泵组的运转寿命。经查阅资料发现，迄今为止国内尚未有离心泵侧向式螺旋形压出室的应用实例。
随着各领域对泵组运行工况范围及振动噪声要求的不断提高，在进行水泵设计时，有必要考虑其多工况下的运行性能及振动噪声特性。针对上述情况，采用侧向式螺旋形蜗壳，可以有效降低所有流量范围内的径向力，并降低离心泵的振动噪声水平。
发明内容
本发明的目的在于克服离心泵一般螺旋形压出室偏工况时径向力较大，振动水平增加问题，而提供一种离心泵侧向式螺旋形压出室，用于减小作用在泵转子上的径向力，并降低泵的总振动噪声水平。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种离心泵侧向式螺旋形压出室，由轴向螺旋扩散段和出口扩散段组成，所述轴向螺旋扩散段径向宽度一致，从压出室进口至出口扩散段进口，所述轴向螺旋扩散段的各个断面投影面积沿轴向方向逐渐增大，使流体扩散方式由径向扩散变为轴向扩散。
所述出口扩散段与径向平面间有一夹角θ。
所述轴向螺旋扩散段的形状为矩形、圆形、梯形或椭圆形中的任一种。
本发明的有益效果是：
本发明采用侧向式螺旋形压出室产生的技术效果：
1、与一般螺旋形压出室相比，其流体扩散方式由径向扩散变为轴向扩散，具有创造性。
2、侧向螺旋形压出室适用于各种具有低振动要求的离心泵，与一般螺旋形压出室相比，在所有流量范围内均可有效降低泵的振动水平，在最佳流量范围内振动水平下降尤其明显，实用性强。
3、侧向式螺旋形压出室可以有效减小作用在泵转子上的流体动力径向力，随着泵流量工况的加大，其径向力值会平滑下降，其值在所有流量范围内与一般螺旋形蜗壳相比都是较小的，在偏工况情况下效果更加，具有新颖性。
附图说明
图1为本发明的离心泵侧向式螺旋形压出室的结构主视图；
图2为图1的左视图；
图3为出口扩散段形式示意；
图4为侧向螺旋形蜗壳轴向断面形状投影图；
图5为轴向螺旋扩散段不同断面形状示意图；
其中：(a)为圆形，(b)为梯形，(c)为多段圆弧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：
如图1，2所示，本实施例为侧向螺旋形蜗壳水力结构，其结构可根据不同参数离心泵进行适应性设计。其中D3为压出室基圆直径，B为压出室进口段径向宽度，侧向螺旋形压出室随着断面变化而宽度B保持不变。压出室内流体流动时首先通过轴向螺旋扩散段1，随后通过出口扩散段2排出，出口扩散段2与径向平面间有一定夹角θ。出口扩散段2的形状可根据实际要求进行适应性设计，如图3所示，出口扩散段不限于图1、图2、图3中示意形状。本发明根据离心泵的性能参数，设计侧向式螺旋形压出室水力结构，主要由轴向螺旋扩散段1和出口扩散段2组成(图1，2)。其特点是轴向螺旋扩散段1径向宽度保持不变，从压出室进口至出口扩散段进口，轴向螺旋扩散段1各个断面投影面积沿轴向方向逐渐增大(图4)。
如图4所示的侧向螺旋形蜗壳轴向断面形状投影图，取8个彼此成45°的断面示意，各个断面面积随角度不同沿轴向逐渐增大。断面形状可以进行适应性设计如图4、5a、5b、5c，但不限于图5、图5a、5b、5c中示意形状。
一般螺旋形压出室和本发明的侧向式螺旋形压出室比较：

Claims (3)

1.一种离心泵侧向式螺旋形压出室，由轴向螺旋扩散段(1)和出口扩散段(2)组成，其特征在于：所述轴向螺旋扩散段(1)径向宽度一致，从压出室进口至出口扩散段进口，所述轴向螺旋扩散段(1)的各个断面投影面积沿轴向方向逐渐增大，使流体扩散方式由径向扩散变为轴向扩散。
2.根据权利要求1所述的离心泵侧向式螺旋形压出室，其特征在于：所述出口扩散段(1)与径向平面间有一夹角θ。
3.根据权利要求1或2所述的离心泵侧向式螺旋形压出室，其特征在于：所述轴向螺旋扩散段(1)的形状为矩形、圆形、梯形或椭圆形中的任一种。
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