CN106895024B - 螺旋流恒压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及泵技术领域,公开了一种螺旋流恒压泵,包括泵后盖、泵壳、泵轴和叶轮,泵壳与泵后盖的前端连接形成螺旋泵室;叶轮通过泵轴安装于螺旋泵室中,叶轮包括具有轮毂的轮盘和位于轮盘前侧面的多个前叶片,相邻前叶片构造出叶轮流道;泵壳具有进水口和出水口;每个前叶片包括主叶段和折弯段,主叶段沿与叶轮的转动方向相反的方向倾斜延伸且与轮毂的径向方向形成第一夹角,折弯段沿叶轮的转动方向相同的方向倾斜延伸且与主叶段形成第二夹角,折弯段迎向流体的一面具有扭曲螺旋斜面,扭曲螺旋斜面从靠近主叶段到靠近轮盘边缘逐渐由迎向流体的一面向背向流体的一面扭曲螺旋倾斜。本发明的泵增大恒压泵的出口压力,提高扬程和效率。

Description

螺旋流恒压泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域,特别是涉及一种螺旋流恒压泵。
背景技术
现有的一些消防、工业工程、农业工程使用的泵为了增加出口压力、提高扬程,有的泵设计多级离心组合结构的多级离心组合泵,多级离心组合泵存在不能平衡轴向力与径向力,震动大噪音大,对机械密封磨损大,密封性能差、易漏水、易泄压的缺点;有的泵设计有变频调速装置或齿轮增速箱的变频调速泵来增加转速提高压力,变频调速泵存在着压力不稳定,体积大,故障率高的缺点。
中国专利公开号CN101294580A公开了一种螺旋流恒压泵,该螺旋流恒压泵相对于多级离心组合和变频调速泵,具有流量较大且扬程较高的优点。但是随着技术发展需求,现有技术的螺旋流恒压泵的流量难以达到核工业、高层建筑消防的使用要求,扬程不够、效率偏低。特别是随着我国城市化进程的加快,建筑物越来越密集、越来越高大,火场情况越来越复杂,而高层消防技术远远跟不上高楼上升的速度。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种增大恒压泵的出口压力,提高扬程和效率的螺旋流恒压泵。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提供一种螺旋流恒压泵,包括泵后盖、泵壳、泵轴和叶轮,所述泵壳与所述泵后盖的前端连接形成螺旋泵室;所述叶轮通过所述泵轴安装于所述螺旋泵室中,所述叶轮包括具有轮毂的轮盘和位于所述轮盘前侧面的多个前叶片,相邻所述前叶片构造出叶轮流道;所述泵壳具有进水口和出水口;每个所述前叶片包括主叶段和折弯段,所述主叶段沿与叶轮的转动方向相反的方向倾斜延伸且与所述轮毂的径向方向形成第一夹角,所述折弯段沿与所述叶轮的转动方向相同的方向倾斜延伸且与主叶段形成第二夹角,所述折弯段迎向流体的一面具有扭曲螺旋斜面,所述扭曲螺旋斜面从靠近所述主叶段到靠近所述轮盘边缘逐渐由迎向流体的一面向背向流体的一面扭曲螺旋倾斜。
进一步的,所述折弯段靠近所述轮盘边缘的端面从顶端到底端向远离所述轮盘方向倾斜,形成端面倾斜角,所述端面倾斜角的角度为1~2.5°。
进一步的,所述第一夹角为20~45°,所述第二夹角为20~45°。
进一步的,所述螺旋泵室和所述叶轮流道的表面粗糙度小于12.5μm。
进一步的,所述进水口的轴心与所述轮毂的轴心相重合;所述出水口的轴心与所述进水口的轴心相垂直。
进一步的,所述进水口设有诱导轮。
进一步的,所述出水口构造有锥形扩散管,所述锥形扩散管结构的单边扩散角为6~8°。
进一步的,所述泵壳包括与所述泵后盖连接的连接部、与所述连接部连接的锥筒段、与所述锥筒段连接的直筒段以及与所述直筒段连接的端盖板;所述锥筒段远离所述连接部的部分的内径大于靠近所述连接部的部分的内径;所述进水口设于所述端盖板的中心,所述端盖板内壁形成环绕所述进水口的环形凹槽,所述环形凹槽的断面为圆弧面。
进一步的,所述锥筒段与所述直筒段的连接部的内侧面具有第一过渡弧面,所述端盖板与所述直筒段的连接部的内侧面具有第二过渡弧面;所述环形凹槽的圆弧面的半径记为R1;所述第二过渡弧面的半径记为R2;所述第一过渡弧面的半径记为R3;R1>R2=R3。
进一步的,所述轮盘的后侧面设有背叶片。
(三)有益效果
本发明提供的螺旋流恒压泵,主叶段与轮毂径向方向形成第一夹角,折弯段与主叶段形成第二夹角,且在折弯段设置迎向流体的一面设置扭曲螺旋斜面,能过第一夹角、第二夹角以及扭曲螺旋面的作用,使流体产生比现有技术更强的螺旋流,增大恒压泵的出口压力,提高扬程和效率。
附图说明
图1为本发明实施例的螺旋流恒压泵的一个实施例的剖视图;
图2为本发明实施例的螺旋流恒压泵的一个实施例的图1中沿A-A方向的剖视图;
图3为本发明实施例的螺旋流恒压泵的泵壳的剖视图;
图4为本发明实施例的螺旋流恒压泵的叶轮的主视图;
图5为本发明实施例的螺旋流恒压泵的叶轮的剖视图;
图6为本发明实施例的螺旋流恒压泵的另一个实施例的图1中沿A-A方向的剖视图;
图中,100:泵壳;101:连接部;102:锥筒段;103:直筒段;104:端盖板;105:环形凹槽;106:第一过渡弧面;107:第二过渡弧面;110:出水口;120:进水口;200:叶轮;210:前叶片;211:主叶段;212:折弯段;220:背叶片;230:轮盘;240:轮毂;300:泵后盖;310:轴密封结构;400:泵轴;410:泵叶轮键;420:泵联轴器键;430:泵联轴器;440:叶轮锁螺母;500:轴承体;600:电机;700:螺旋泵室。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1至5所示,本发明的螺旋流恒压泵包括轴承体500、泵壳100、泵轴400、叶轮200、泵后盖300和电动机600。
轴承体500安装于泵后盖300的后端,泵壳100具有进水口120和出水口110,泵壳100和泵后盖300的前端连接共同形成一螺旋泵室700。电动机600固定安装在轴承体500的后侧。电动机600通过电机联轴器610和泵联轴器430与泵轴400连接。泵轴400通过轴承510转动安装于轴承体500,泵轴400穿过泵后盖300,且通过轴密封结构310密封,泵轴400前端伸入螺旋泵室700内,叶轮200通过泵轴安装于螺旋泵室700中,即叶轮200固定安装在泵轴400的前端。泵后盖300与轴承体500之间设有端面密封或机械密封。泵壳100的前侧设有进水口120,泵壳100的周向侧设有垂直于进水口120的出水口110。叶轮200包括具有轮毂240的轮盘230、位于轮盘230前侧面的多个前叶片210以及位于轮盘230后侧面的多个背叶片220,其中,前叶片210在轮盘230面上的高度大于背叶片220的高度,相邻前叶片210构造出叶轮流道。前叶片210从轮毂240向轮盘230的边缘延伸,背叶片220从轮毂240向轮盘230的边缘延伸。前叶片210和背叶片220的数量为6~16个,前叶片210和背叶片220沿轮盘230中心环形排列。例如可以采用6个、8个、12个和16个,前叶片210和背叶片220的数量可以不相同。
其中,泵轴400通过泵叶轮键410与叶轮200连接,且通过叶轮锁螺母440锁紧叶轮200。泵联轴器430通过泵联轴器键420与泵轴400连接。
如图4和5所示,每个前叶片210包括主叶段211和折弯段212,其中,主叶段211靠近轮毂240,折变段212靠近轮盘230边缘,主叶段211从轮毂240向轮盘230的边缘方向延伸,折弯段212连接于主叶段211的末端。主叶段211沿与叶轮200的转动方向相反的方向倾斜延伸且与轮毂240的径向方向形成第一夹角,折弯段212沿与叶轮200的转动方向相同的方向倾斜延伸且与主叶段211形成第二夹角,所述折弯段212迎向流体的一面具有扭曲螺旋斜面,所述扭曲螺旋斜面从靠近所述主叶段211到靠近所述轮盘230边缘逐渐由迎向流体的一面向背向流体的一面扭曲倾斜。将折弯段212迎向流体的一面设置为扭曲螺旋斜面的优点在于流体从靠近轮毂240的内侧向靠近轮盘边缘的外侧流动时产生较大的压力差,且流体产生更强的螺旋流,能够使螺旋流恒压泵的压力提高,提高扬程和效率,达到恒压,而且具有汽蚀性能更好的优点。需要说明的是,扭曲螺旋斜面可以仅在折弯段朝向流体的一面扭曲螺旋倾斜,也可以是整个折弯段扭曲螺旋倾斜。本发明定义的迎向流体的一面是指叶轮转动时,前叶片朝向叶轮转动方向靠前侧的一面。
本发明提供的螺旋流恒压泵,主叶段与轮毂径向方向形成第一夹角,折弯段与主叶段形成第二夹角,且在折弯段设置迎向流体的一面设置扭曲螺旋斜面,能过第一夹角、第二夹角以及扭曲螺旋面的作用,使流体产生比现有技术更强的螺旋流,增大恒压泵的出口压力,提高扬程和效率。
进一步的,折弯段212靠近所述轮盘230边缘的端面从顶端到底端向远离所述轮盘230方向倾斜,形成端面倾斜角。端面倾斜角的角度为1~2.5°,优选为1.5°。
优选的,第一夹角为20~45°,优选为30°(如图4所示),第二夹角为20~45°,优选为30°(如图4所示)。优选的,螺旋泵室的表面粗糙度小于12.5μm,减少流体的流动摩擦损失,提高效率。
进一步的,所述进水口120设有诱导轮,增加进水压力,提高气蚀性能。
进一步的,出水口110构造有锥形扩散管。所述锥形扩散管结构的单边扩散角为6~8°,减少扩散损失,提高效率。
进一步的,泵壳100包括与所述泵后盖300连接的连接部101、与所述连接部101连接的锥筒段102、与所述锥筒段102连接的直筒段103以及与所述直筒段103连接的端盖板104。所述锥筒段102远离所述连接部101的部分的内径大于靠近所述连接部101的部分的内径;所述进水口120设于所述端盖板104的中心,所述端盖板104内壁形成环绕所述进水口120的环形凹槽105,所述环形凹槽105的断面为圆弧面。泵壳100构造出螺旋腔,泵后盖300与泵壳100连接后,螺旋腔形成螺旋泵室,流体从进水口102进入后,由于该螺旋腔的布置方式,能够较好地与叶轮共同作用形成螺旋流,达到恒压,且效率高。
进一步的优选方案,所述锥筒段102与所述直筒段103的连接部的内侧面具有第一过渡弧面106,所述端盖板104与所述直筒段103的连接部的内侧面具有第二过渡弧面107;所述环形凹槽105的圆弧面的半径记为R1;所述第二过渡弧面107的半径记为R2;所述第一过渡弧面106的半径记为R3;其中,R1>R2=R3。第一弧形段、第二弧形段和环形凹槽的半径依次减小,使流体从进水口进来后,依次沿环形凹槽、第二弧形段和第一弧形段形成旋流。
本发明的螺旋流恒压泵可以为卧式螺旋流恒压泵、潜水式螺旋流恒压泵、自吸式螺旋流恒压泵、立式螺旋流恒压泵、多级螺旋流恒压泵。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于,如图6所示,本实施例中,所述进水口120的轴心与所述轮毂240的轴心相重合,即进水口120的轴心位于轮毂240轴心的延长线上。所述出水口110的轴心与所述进水口120的轴心相垂直,即出水口的轴心位于轮毂240的轴心的垂直线上。进水口的进水方向与叶轮的表面相垂直,出水口的出水方向与叶轮的表面相平行,提高恒压泵的效率和扬程,汽蚀性能更好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种螺旋流恒压泵,包括泵后盖、泵壳、泵轴和叶轮,所述泵壳与所述泵后盖的前端连接形成螺旋泵室;所述叶轮通过所述泵轴安装于所述螺旋泵室中,所述叶轮包括具有轮毂的轮盘和位于所述轮盘前侧面的多个前叶片,相邻所述前叶片构造出叶轮流道;所述泵壳具有进水口和出水口;其特征在于:每个所述前叶片包括主叶段和折弯段,所述主叶段沿与叶轮的转动方向相反的方向倾斜延伸且与所述轮毂的径向方向形成第一夹角,所述折弯段沿与所述叶轮的转动方向相同的方向倾斜延伸且与主叶段形成第二夹角,所述折弯段迎向流体的一面具有扭曲螺旋斜面,所述扭曲螺旋斜面从靠近所述主叶段到靠近所述轮盘边缘逐渐由迎向流体的一面向背向流体的一面扭曲螺旋倾斜;所述螺旋泵室和所述叶轮流道的表面粗糙度小于12.5μm。
2.如权利要求1所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述折弯段靠近所述轮盘边缘的端面从顶端到底端向远离所述轮盘方向倾斜,形成端面倾斜角。
3.如权利要求2所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述端面倾斜角的角度为1~2.5°,所述第一夹角为20~45°,所述第二夹角为20~45°。
4.如权利要求1所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述进水口的轴心与所述轮毂的轴心相重合;所述出水口的轴心与所述进水口的轴心相垂直。
5.如权利要求1所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述进水口设有诱导轮。
6.如权利要求1所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述出水口构造有锥形扩散管,所述锥形扩散管结构的单边扩散角为6~8°。
7.如权利要求4所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述泵壳包括与所述泵后盖连接的连接部、与所述连接部连接的锥筒段、与所述锥筒段连接的直筒段以及与所述直筒段连接的端盖板;所述锥筒段远离所述连接部的部分的内径大于靠近所述连接部的部分的内径;所述进水口设于所述端盖板的中心,所述端盖板内壁形成环绕所述进水口的环形凹槽,所述环形凹槽的断面为圆弧面。
8.如权利要求7所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述锥筒段与所述直筒段的连接部的内侧面具有第一过渡弧面,所述端盖板与所述直筒段的连接部的内侧面具有第二过渡弧面;所述环形凹槽的圆弧面的半径记为R1;所述第二过渡弧面的半径记为R2;所述第一过渡弧面的半径记为R3;R1>R2=R3。
9.如权利要求1至8任一项所述的螺旋流恒压泵,其特征在于:所述轮盘的后侧面设有背叶片。
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