CN106762854A - 一种抗空化双进口双吸多级泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抗空化双进口双吸多级泵，包括泵进水管，泵体，泵轴，首级双吸叶轮，次级双吸叶轮，出水管，过渡流道，轴承座，深沟球轴承，填料密封件，口环。本发明改进了叶轮的进水方式。传统的离心泵通常只有一个吸入口，本发明拥有两个双吸叶轮作为首级双吸叶轮，因此拥有四个吸入口，与普通离心泵相比在相同流量下拥有更大的吸入面积，所以叶轮入口处压强更大，可以有效避免空化的产生。

Description

一种抗空化双进口双吸多级泵
技术领域
本发明涉及一种叶片泵，特别涉及一种抗空化双进口双吸多级泵。
背景技术
多级泵可用于石油、化工、机械、矿山、轻工、医药及食品等许多工业部门。在工业生产的许多工艺过程中，如供热供水，锅炉给水，海水淡化，工业流程真空技术，冶金，除磷，化工加气进料，农业水利等，多级泵得到广泛的应用。可抽除易燃、易爆的气体，此外还可抽除含尘、含水的气体，因此，多级泵应用日益增多。
多级泵转速高，首级双吸叶轮进口有贯穿轴减小了过流面积，使叶轮进口流速增加。因此，空化是多级泵运行过程中经常遇到的重要问题，也是多级泵急需解决的难题之一。
多级泵叶轮内发生空蚀时液体的能量交换受到干扰和破坏，引起泵运行特性的改变、振动和噪声等一系列问题，严重时会使泵中液流中断，不能工作。当空化发展到一定程度时，首级双吸叶轮内液体的能量交换将会受到明显的影响和破坏，泵的流量、扬程、效率和轴功率会有突然的下降。当多级泵的空化充分发展时，液流的有效过流面积会减少很多，以致引起液流断流，这时泵就不能正常工作。空蚀通常发生在压力较低的位置，所以水轮机转轮叶片出口边与叶片泵叶片进口附近是易发生空蚀的部位。空蚀破坏大大缩短了泵的大修周期和使用寿命。
现有多级泵存在的主要问题是由于首级双吸叶轮进口处压力较低，所以导致首级双吸叶轮叶片进口处较易产生严重的空化和气蚀现象，影响了多级泵的正常运行，降低了多级泵的使用效率。
申请号为CN201610093148.3号的中国发明专利公开了一种不易产生汽蚀的双吸泵。本发明包括压出口、泵体、回流回路、叶轮入口,回流回路连接在叶轮入口和压出口之间,将压出口的部分高压液体回流到叶轮入口中,分别连接在泵体左右两侧的叶轮入口处,提升叶轮入口处液体的压强,使叶轮入口处低压区的压强大于汽化压强,从而使双吸泵不易发生汽蚀。
申请号为CN201520129622.4号的中国发明专利公开了一种强自吸抗汽蚀型双吸泵,其特征在于所述主叶轮的吸入口设置有诱导轮,所述主叶轮和所述诱导轮与所述主轴同轴设置,在所述泵壳体的吸入口固定有密封环,所述密封环与所述诱导轮之间组成有压腔。本实用新型的优点是,本双吸泵无需另外增加动力即可实现自吸功能,且吸程较高,同时在双吸泵主叶轮吸入口设置有翼型诱导轮,从而降低汽蚀的产生。
申请号为CN201310262085.6号的中国发明专利公开了一种高抗汽蚀性能卧式自平衡多级离心泵,包括定子部件和转子部件。首级双吸叶轮和前叶轮与后叶轮是背靠背对称布置,首级双吸叶轮前配有与之相匹配的诱导轮,诱导轮和首级双吸叶轮固定在泵轴上并通过键与轴连接传动,轴向靠两端圆螺母将诱导轮、首级双吸叶轮、前叶轮和后叶轮固定；导流密封环设置在诱导轮外侧,导流密封环的两端分别固定在诱导轮中段和进水段上。
但是上述专利中只提到了增加额外装置来提高空化能力并未对叶片泵的基本结构和入流方式进行优化。
针对上述存在的缺陷，本发明人提供了一种抗空化多级双吸泵。通过对叶片泵的基本结构和入流方式的改善来提高叶片泵的抗空化性能。
发明内容
针对上述存在的缺陷，本发明人提供了一种抗空化双进口双吸多级泵。通过对叶片泵的基本结构和入流方式的改善来提高叶片泵的抗空化性能。
实现上述目的所采用的技术方案是：
一种抗空化双进口双吸多级泵，包括泵进水管，泵体，泵轴，首级双吸叶轮，次级双吸叶轮，出水管，过渡流道，轴承座，深沟球轴承，填料密封件，口环；
所述泵进水管和出水管分别连接所述泵体的进水端和出水端；
延泵轴的水平面将泵体分为上下两部分，所述上下两部分通过螺栓连接；
所述首级双吸叶轮的数量为2个，首级双吸叶轮通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴上；所述次级双吸叶轮的数量为1个，次级双吸叶轮通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴上；所述次级双吸叶轮设于所述2个首级双吸叶轮之间，所述2个首级双吸叶轮完全相同且相对次级双吸叶轮对称布置；
所述过渡流道位于所述首级双吸叶轮与次级双吸叶轮之间；
所述轴承座设于泵体两侧，轴承座内放置一枚深沟球轴承；
所述首级双吸叶轮的吸入室与泵轴之间采用填料密封。泵体两侧的轴承座与泵轴之间采用填料密封；
所述首级双吸叶轮和次级双吸叶轮的进口处均设有带锯齿设计的口环。
进一步，所述首级双吸叶轮的入口采用带有导流筋的半螺旋形吸水室。
进一步，所述泵进口采用二分结构，流道分叉处设计成流线型尖角，以减弱水力冲击损失。进水管进口直径为首级双吸叶轮进口当量直径的1.4～1.6倍。
进一步，所述首级双吸叶轮进口当量直径为次级双吸叶轮当量直径的1.1～1.2倍。
进一步，所述过渡流道在次级双吸叶轮入口处设置一道导流筋，导流筋设计成两头细中间粗的流线型。
进一步，所述口环贴近首级双吸叶轮和次级双吸叶轮前盖板的一侧加工成矩形锯齿与三角形锯齿相间的形式，所述矩形锯齿与三角形锯齿的间隔为1～2毫米，锯齿的径向深度为2～3毫米。
所述双吸多级泵采用中开式结构，即延通过所述泵轴的水平面将泵体分为上下两部分铸造，然后用螺栓联结上下泵体。电机经电机座连接于泵体，电机经联轴器连接于泵轴。
所述泵进口采用二分结构，流道分叉处设计成流线型尖角，以减弱水力冲击损失。进水管进口直径为首级双吸叶轮进口当量直径的1.4～1.6倍。进水管路先是一分为二，变成两个支路，分别通向两边的双吸叶轮；然后每个支路再一分为二，形成两个半螺旋吸入室，通向双吸叶轮的两侧。水流流道要平直圆滑，以免造成额外的水力损失。
所述三个叶轮通过轴套、键槽固定于所述泵轴。两侧的叶轮同时进水，经所述过渡流道后进入中间的次级双吸叶轮后经出水管流出泵体。
所述首级双吸叶轮的吸入室与泵轴之间采用填料密封。泵体两侧的轴承座与泵轴之间采用填料密封。所述轴承座内放置一枚深沟球轴承。
所述三个叶轮进口处采用带锯齿设计的口环。口环贴着叶轮前盖板的一侧加工成矩形锯齿与三角形锯齿相间的形式，这种结构能够增大叶轮出口通过口环向叶轮低压入口回流的水力损失，有利于减小容积损失。矩形锯齿与三角形锯齿的间隔约为1～2毫米，锯齿的径向深度2～3毫米。
所述首级双吸叶轮入口采用半螺旋形吸水室。流道内靠近叶轮入口处设置有两道导流筋，导流筋长度约为吸入室流道长度的三分之一，导流筋将流道分为过流面积近乎相等的三个部分，导流筋设计成两头细中间粗的流线型，可以有效减少水力损失，同时可以抑制螺旋形吸水室的进口预旋。
所述首级双吸叶轮与次级双吸叶轮之间的过渡流道在次级双吸叶轮入口处设置一道导流筋。导流筋长度约为吸入室长度的四分之一。导流筋将流道分为过流面积近乎相等的两个部分，导流筋设计成两头细中间粗的流线型，有利于减少水力损失，增加次级双吸叶轮的扬程。本发明的有益效果为：
改进了叶轮的进水方式。传统的离心泵通常只有一个吸入口，本发明拥有两个双吸叶轮作为首级双吸叶轮，因此拥有四个吸入口，与普通离心泵相比在相同流量下拥有更大的吸入面积，所以叶轮入口处压强更大，可以有效避免空化的产生。
首级双吸叶轮拥有比次级双吸叶轮更大的入口直径，较大的入口直径也增强了水泵的抗空化能力。次级双吸叶轮入口直径更小，有利于提高效率。首级双吸叶轮进口当量直径约为次级双吸叶轮当量直径的1.1～1.2倍，次级双吸叶轮外径略大于首级双吸叶轮的直径，次级双吸叶轮适当增大外径，有利于增大扬程。采取以上叶轮设计方案主要目的是提高首级双吸叶轮抗空化性能，同时增大次级双吸叶轮的扬程以及提高次级双吸叶轮的效率。
三个叶轮轴向对称，故无需添加额外的轴向力平衡装置，简化了水泵的结构。
附图说明
图1是抗空化双进口双吸多级泵的装配图；
图2是泵的进水管流道示意图；
图3是叶轮之间的过渡流道示意图；
图4是叶轮进口处的口环示意图；
附图标记说明：
1-泵进水管，2-泵体，3-泵轴，4-首级双吸叶轮，5-次级双吸叶轮，6-出水管，7-过渡流道，8-轴承座，9-深沟球轴承，10-填料密封件，11-口环，12-导流筋，13-前盖板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
一种抗空化双进口双吸多级泵，包括泵进水管1，泵体2，泵轴3，首级双吸叶轮4，次级双吸叶轮5，出水管6，过渡流道7，轴承座8，深沟球轴承9，填料密封件10，口环11；
所述泵进水管1和出水管6分别连接所述泵体2的进水端和出水端；
延泵轴3的水平面将泵体2分为上下两部分，所述上下两部分通过螺栓连接；
所述首级双吸叶轮4的数量为2个，首级双吸叶轮4通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴3上；所述次级双吸叶轮5的数量为1个，次级双吸叶轮5通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴3上；所述次级双吸叶轮5设于所述2个首级双吸叶轮4之间，所述2个首级双吸叶轮4完全相同且相对次级双吸叶轮5对称布置；
所述过渡流道位于所述首级双吸叶轮4与次级双吸叶轮5之间；
所述轴承座8设于泵体2两侧，轴承座8内放置一枚深沟球轴承9；
所述首级双吸叶轮4的吸入室与泵轴3之间采用填料密封10。泵体2两侧的轴承座8与泵轴3之间采用填料密封10；
所述首级双吸叶轮4和次级双吸叶轮5的进口处均设有带锯齿设计的口环11。
所述首级双吸叶轮4的入口采用带有导流筋12的半螺旋形吸水室。
所述泵进口采用二分结构，流道分叉处设计成流线型尖角，以减弱水力冲击损失。泵进水管1进口直径为首级双吸叶轮4进口当量直径的1.4～1.6倍。
所述首级双吸叶轮4进口当量直径为次级双吸叶轮5当量直径的1.1～1.2倍。
所述过渡流道7在次级双吸叶轮5入口处设置一道导流筋，导流筋设计成两头细中间粗的流线型。
所述口环11贴近首级双吸叶轮4和次级双吸叶轮5前盖板13的一侧加工成矩形锯齿与三角形锯齿相间的形式，所述矩形锯齿与三角形锯齿的间隔为1～2毫米，锯齿的径向深度为2～3毫米。
图1示出了本发明的一种抗空化双进口双吸多级泵结构的实施例,该结构包括泵进水管1，泵体2，泵轴3，首级双吸叶轮4，次级双吸叶轮5，出水管6，过渡流道7，轴承座8，深沟球轴承9，填料密封件10，口环11。
该双吸多级泵采用中开式结构，即延通过泵轴3的水平面将泵体2分为上下两部分铸造，然后用螺栓联结上下泵体。电机经电机座连接于泵体2，电机经联轴器连接于泵轴3。三个叶轮4、5通过轴套、键槽固定于泵轴3。首级双吸叶轮4的吸入室与泵轴3之间采用填料密封10。泵体2两侧的轴承座与泵轴之间采用填料密封10。每个轴承座8内放置一枚深沟球轴承9。三个双吸叶轮4、5并列固定在一根泵轴3上，两侧的叶轮同时进水，经过渡流道7后进入中间的次级双吸叶轮后经出水管流出泵体2。
泵进口采用二分结构，流道分叉处设计成流线型尖角，以减弱水力冲击损失。进水管进口直径为首级双吸叶轮进口当量直径的1.4～1.6倍，
进水管路1先是一分为二，变成两个直径相等支路，分别通向两边的双吸叶轮4；然后每个支路再一分为二，通向双吸叶轮4的两侧，每一级支路的横截面积是上一级干路的一半。水流流道要平直圆滑，以免造成额外的水力损失。
多级泵由三个双吸叶轮穿在同一轴3上组合而成，两边的两个首级双吸叶轮4同时进水，水流经过两个首级双吸叶轮4后分别经过过渡流道7进入次级双吸叶轮5。首级双吸叶轮4的入口直径较大，可以有效避免空化，次级双吸叶轮5的叶轮入口直径较小，有利于提高水泵的效率。次级双吸叶轮采用适当减小进口直径的设计方案，首级双吸叶轮进口当量直径约为次级双吸叶轮当量直径的1.1～1.2倍，次级双吸叶轮外径略大于首级双吸叶轮的直径，可以获得更大的扬程。
如图2所示，首级双吸叶轮4入口采用半螺旋形吸水室。流道内靠近叶轮入口处设置有两道导流筋，导流筋长度约为吸入室流道长度的三分之一，导流筋将流道分为过流面积近乎相等的三个部分，导流筋设计成两头细中间粗的流线型，可以有效减少水力损失，同时可以抑制螺旋形吸水室的进口预旋。
如图3所示，首级双吸叶轮4与次级双吸叶轮5之间的过渡流道7在次级双吸叶轮5入口处设置一道导流筋。导流筋长度约为吸入室长度的四分之一。导流筋将流道分为过流面积近乎相等的两个部分，导流筋设计成两头细中间粗的流线型，有利于减少水力损失，增加次级双吸叶轮的扬程。
如图4所示，三个叶轮进口处的采用带锯齿设计的口环11。口环11贴着首级双吸叶轮4、次级双吸叶轮5前盖板13的一侧加工成矩形锯齿与三角形锯齿相间的形式，这种结构能够增大叶轮出口通过口环向叶轮低压入口回流的水力损失，有利于减小容积损失。矩形锯齿与三角形锯齿的间隔约为1～2毫米，锯齿的径向深度2～3毫米。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，包括泵进水管(1)，泵体(2)，泵轴(3)，首级双吸叶轮(4)，次级双吸叶轮(5)，出水管(6)，过渡流道(7)，轴承座(8)，深沟球轴承(9)，填料密封件(10)，口环(11)；
所述泵进水管(1)和出水管(6)分别连接所述泵体(2)的进水端和出水端；
延泵轴(3)的水平面将泵体(2)分为上下两部分，所述上下两部分通过螺栓连接；
所述首级双吸叶轮(4)的数量为2个，首级双吸叶轮(4)通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴(3)上；所述次级双吸叶轮(5)的数量为1个，次级双吸叶轮(5)通过轴套、键槽并列固定在所述泵轴(3)上；所述次级双吸叶轮(5)设于所述2个首级双吸叶轮(4)之间，所述2个首级双吸叶轮(4)完全相同且相对次级双吸叶轮(5)对称布置；
所述过渡流道位于所述首级双吸叶轮(4)与次级双吸叶轮(5)之间；
所述轴承座(8)设于泵体(2)两侧，轴承座(8)内放置一枚深沟球轴承(9)；
所述首级双吸叶轮(4)的吸入室与泵轴(3)之间采用填料密封(10)。泵体(2)两侧的轴承座(8)与泵轴(3)之间采用填料密封(10)；
所述首级双吸叶轮(4)和次级双吸叶轮(5)的进口处均设有带锯齿设计的口环(11)。
2.根据权利1所述的一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，所述首级双吸叶轮(4)的入口采用带有导流筋的半螺旋形吸水室。
3.根据权利1所述的一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，所述泵进口采用二分结构，流道分叉处设计成流线型尖角，泵进水管(1)进口直径为首级双吸叶轮(4)进口当量直径的1.4～1.6倍。
4.根据权利1所述的一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，所述首级双吸叶轮(4)进口当量直径为次级双吸叶轮(5)当量直径的1.1～1.2倍。
5.根据权利1所述的一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，所述过渡流道(7)在次级双吸叶轮(5)入口处设置一道导流筋(12)，导流筋(12)设计成两头细中间粗的流线型。
6.根据权利1所述的一种抗空化双进口双吸多级泵，其特征在于，所述口环(11)贴近首级双吸叶轮(4)和次级双吸叶轮(5)前盖板(13)的一侧加工成矩形锯齿与三角形锯齿相间的形式，所述矩形锯齿与三角形锯齿的间隔为1～2毫米，锯齿的径向深度为2～3毫米。
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