CN105937507A - 一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能改善射流式离心泵自吸性能的导叶。其方法是：在原型导叶背面添加与导叶出口数目相同的挡板，挡板的轴向尺寸应大于等于导叶出口背面到泵腔出口最远位置处的距离，挡板的径向尺寸应与导叶出口上边缘平齐，挡板的厚度可与径向加强筋厚度保持一致，挡板数N₁等于导叶出口数N₃，挡板位置与径向加强筋夹角为采用这种形式的导叶，能有效阻挡来自每个导叶出口圆周方向的出流，使泵腔内气体得到充分分离，达到在泵腔容积较小或泵腔出口离导叶较近的情况下，提高射流式离心泵自吸性能的目的。

Description

一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶

技术领域

本发明涉及一种射流式离心泵的主要部件，特别涉及到一种能改善射流式离心泵自吸性能的导叶。

背景技术

射流式离心泵是一种由射流器与离心叶轮组合设计而成的水泵。与普通离心泵相比，射流式离心泵具有工作可靠、使用方便、二次启动无需灌水、无需安装底阀、可实现自吸等优点，在园林喷灌、农业滴灌等节水系统中前景十分广泛。射流式离心泵是一种自吸泵，自吸泵自吸性能的指标主要是指自吸时间和自吸高度，自吸性能的优劣是评价自吸泵的重要指标之一。基于使用环境及便于移动等因素的考虑，射流式离心泵泵腔的容积在研制过程中会受到一定的限制，这种情况容易导致该型泵在自吸过程中，气体受液体流动的耦合作用在泵腔内做圆周运动，气液两相圆周流动会导致泵腔内部气液分离不充分，同时流过泵腔出口的气液两相圆周流动会阻碍分离出的气体向泵腔出口的排出，最终影响自吸性能，使其不满足用户要求。

因此，设计一种在自吸过程中能阻止泵腔内部气液两相流做圆周流动，使泵腔内气液得到充分分离，进而提高自吸性能的导叶至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对射流式离心泵导叶的新型改型方案，该方案使得泵腔内的气液两相流得到充分分离，达到在泵腔容积较小或泵腔出口离导叶较近的情况下，提高射流式离心泵自吸性能的目的。这种改型后的导叶相比于原型导叶，射流式离心泵自吸性能得到了大幅的提高，并且对射流式离心泵的运行效率影响不大。

为实现上述目的，本发明采用如下方案：

泵腔是射流式离心泵的主要部件，在自吸过程中用于对泵腔内部的气液两相流进行分离，进而将分离出的气体排出泵腔。通过研究发现，从导叶出口流出的气液两相流会在泵腔内部形成圆周流动，而气液两相圆周流动会使气体不能得到充分分离，不利于气体向出口的排出，降低了射流式离心泵的自吸性能。为了阻止这种气液两相圆周流动的形成，在导叶背面添加与导叶出口数目相同的挡板，挡板位置与导叶出口呈一定角度，用以阻挡来自每个导叶出口圆周方向的出流。

上述方案中，挡板数N₁＝径向加强筋数N₂＝导叶出口数N₃，即挡板数取决于导叶出口数，径向加强筋与导叶出口位置的夹角为0°且均匀分布，挡板位置与径向加强筋夹角为且均匀分布，挡板位置与导叶出口夹角为且均匀分布。

上述方案中，挡板的轴向尺寸应以能阻止在泵腔出口处形成气液两相圆周流动为宜，即挡板轴向尺寸大于等于导叶出口背面到泵腔出口最远位置处的距离；挡板的径向尺寸与导叶出口上边缘平齐；挡板的厚度与径向加强筋厚度保持一致。

上述方案中，在导叶与射流器连接处设置定位装置，该定位装置由在导叶上开设的凹槽和在射流器上预留的凸台组成，所述凸台尺寸与导叶上开的凹槽尺寸相匹配，起到定位作用；采用该定位装置是为便于导叶和射流器装配过程中二者的定位，以使挡板处于正确的安装位置。

在自吸过程中，气体从射流式离心泵进口管路进入后，与泵腔内射流器进口喷射出的液体混合，进入叶轮，从叶轮流出后经过导叶，流入泵腔，由于挡板的阻隔，相邻两挡板间的气液两相流发生紊乱，形成多漩涡实现气液分离，最后泵腔内气体经射流式离心泵出口管路排出。

本发明的有益效果是：

采用这种结构的导叶，有效阻止了泵腔内气液两相圆周流动的形成，使泵腔内部气液得到充分分离，提高了射流式离心泵的自吸性能；另外本发明结构简单，对射流式离心泵的运行效率影响不大，并且便于加工制造或在原有模具上的修模。

本发明经试验验证，效果良好。

附图说明

图1为射流式离心泵的结构示意图；

图2为本发明所述导叶结构改型前后的示意图，图(a)为原型导叶，图(b)为改型后的导叶；

图3为本发明所述射流器用于定位所预留凸台的示意图；

图4为本发明所述导叶和射流器的装配示意图；

图5为图1中F-F向截面泵腔内部气液两相流动的示意图，图(a)为使用原型导叶泵腔内部气液两相流动情况，图(b)为使用改型导叶泵腔内部气液两相流动情况。

附图标记说明：

1-进口管路、2-射流器、3-离心叶轮、4-导叶、5-泵腔、6-出口管路、背面挡板Ⅰ-41、背面挡板Ⅱ-42、背面挡板Ⅲ-43、背面挡板Ⅳ-44、背面挡板Ⅴ-45、导叶出口-46、圆周加强筋-47、径向加强筋-48、定位凹槽-71、定位凸台-72、定位装置-73。

具体实施方式

如图1所示，一种具有自吸性能的射流式离心泵，包括进口管路1、射流器2、离心叶轮3、导叶4、泵腔5和出口管路6。

图2(a)所示为射流式离心泵的原型导叶，图2(b)所示为改型后的导叶，即一种能改善射流式离心泵自吸性能的导叶，其优化结构是在原型导叶背面添加与导叶出口数目相同的挡板，用以阻挡来自每个导叶出口圆周方向的出流，包括背面挡板Ⅰ41、背面挡板Ⅱ42、背面挡板Ⅲ43、背面挡板Ⅳ44、背面挡板Ⅴ45、导叶出口46、圆周加强筋47、径向加强筋48、定位凹槽71，挡板的轴向尺寸应大于等于导叶出口背面到泵腔出口最远位置处的距离，挡板的径向尺寸应与导叶出口上边缘平齐，挡板的厚度可与径向加强筋厚度保持一致，挡板数N₁等于导叶出口数N₃，挡板位置与径向加强筋夹角为且均匀分布。

如图3所示，射流器2设置有与导叶4定位凹槽71配合起定位作用的定位凸台72。

如图4所示，定位装置73是通过导叶4和射流器2装配组成。

如图5(a)所示，所述原型导叶作为射流式离心泵的导叶时，在自吸过程中从导叶出口流出的气液两相流通过耦合作用会在泵腔内部形成圆周流动，而气液两相圆周流动会使泵腔内部的气液两相不能得到充分的分离，同时流过泵腔出口的气液两相圆周流动会阻碍分离出的气体向泵腔出口的排出，降低了射流式离心泵的自吸性能。

如图5(b)所示，所述改型后的导叶作为射流式离心泵的导叶时，在自吸过程中从导叶出口流出的气液两相流会因为挡板的阻碍作用产生交错、混杂的漩涡流动，这些漩涡有利于泵腔内部气液两相得到充分分离，使泵腔内部的气体能够更好更快的向泵腔出口排出，进而提高射流式离心泵的自吸性能。

本发明经试验验证，安转改型后的导叶使该型射流式离心泵在相同的自吸时间内，自吸高度由4.5m提升到8.0m左右，自吸性能改善效果良好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；其中用于阻止射流式离心泵内部气液两相圆周流动形成的挡板是本方案中不可缺少的部分，但并不对其进行限制，只要能够对所述射流式离心泵内部气液两相圆周流动的形成起抑制作用的方案都在本发明的保护之列。尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶，其特征在于，导叶背面设置有挡板，

挡板数N₁＝径向加强筋数N₂＝导叶出口数N₃，即挡板数取决于导叶出口数，挡板位置与导叶出口夹角为且均匀分布，径向加强筋与导叶出口位置的夹角为0°且均匀分布，挡板位置与径向加强筋夹角为且均匀分布。

2.根据权利要求1所述的一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶，其特征在于，所述挡板的轴向尺寸大于等于导叶出口背面到泵腔出口最远位置处的距离；挡板的径向尺寸与导叶出口上边缘平齐；挡板的厚度可与径向加强筋厚度保持一致。

3.根据权利要求1所述的一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶，其特征在于，在导叶与射流器连接处设置定位装置，该定位装置由在导叶上开设的凹槽和在射流器上预留的凸台组成。

4.根据权利要求3所述的一种改善射流式离心泵自吸性能的导叶，其特征在于，所述凸台尺寸与导叶上开的凹槽尺寸相匹配。