CN106939904A - 一种组合式导叶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种组合式导叶结构，包括泵壳和泵轴，所述泵轴上安装有第一叶轮和第二叶轮，所述第二叶轮的一侧安装有第一导流体，所述第一导流体位于所述第一叶轮与所述第二叶轮之间，所述第二叶轮的另外一侧安装有第二导流体。本发明为一种新型组合式导叶结构，取消了进口处的径向过渡段，导叶出口过渡采用大斜率流道，使流道几何结构简单，两段导叶采用直叶片降低叶片的复杂程度，达到降低零部件的制造、加工难度和成本。
Description
技术领域
本发明为一种组合式导叶结构，适用于多级长轴泵的结构中，属于泵装置技术领域。
背景技术
长轴泵主要用于空间狭小且液位较低的场合，所以广泛应用于采矿、水力、石油开采等行业。为满足使用空间的约束，设计过程中对结构尺寸控制比较严格，但泵体流道空间几何特性比较复杂，制造出复杂流道并且尺寸较小的零部件难度增加，同时制造成本增加。目前国内外长轴泵结构中最常使用的是空间导叶，其几何特征复杂、制造难度大、生产成本高。到目前为止还未有新的导叶结构提出解决该问题，
经检索，多级离心泵新型空间导叶设计及优化分析(袁丹青等.多级离心泵新型空间导叶设计及优化分析.排灌机械工程学报.2015，33(10):853-858，894．)一文中提出的一种新型导叶适合用于节段式多级离心泵，将传统的正反导叶合成一体，其结构更加统一了，但导叶的扭曲程度增加，零部件的结构紧凑，增加了该部件的制造难度，该类型导叶不适合在流量小的泵中使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合式导叶结构，通过轴向段导叶和径向段导叶相结合的方式，使得长轴泵的导叶几何设计和生产制造都得到极大简化。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种组合式导叶结构，包括泵壳和泵轴，所述泵轴上安装有第一叶轮和第二叶轮，所述第二叶轮的一侧安装有第一导流体，所述第一导流体位于所述第一叶轮与所述第二叶轮之间，所述第二叶轮的另外一侧安装有第二导流体。
上述方案中，所述第一导流体包括第一导流体上盖板、第一导流体下盖板、第一导流体轴向导叶和第一导流体径向导叶，所述第一导流体轴向导叶位于所述第一导流体下盖板和所述泵壳之间，所述第一导流体径向导叶位于所述第一导流体下盖板和所述第一导流体上盖板之间，所述第二叶轮位于所述第一导流体上盖板内部；所述第二导流体包括第二导流体上盖板、第二导流体下盖板、第二导流体轴向导叶和第二导流体径向导叶，所述第二导流体轴向导叶位于所述第二导流体下盖板和所述第一导流体上盖板之间，所述第二导流体径向导叶位于所述第二导流体下盖板和所述第二导流体上盖板之间。
上述方案中，所述第一导流体轴向导叶、所述第二导流体轴向导叶、所述第一导流体径向导叶和所述第二导流体径向导叶均为直导叶，所述第一导流体轴向导叶和所述第二导流体轴向导叶均为开式结构，所述第一导流体径向导叶和所述第二导流体径向导叶均为闭式结构。
上述方案中，所述第一叶轮的轮毂和泵壳之间设置有第一止漏环，所述第一叶轮的轮毂和所述第一导流体下盖板之间设置有第二止漏环，所述第一导流体下盖板与泵轴之间设置有第一滑动轴承。
上述方案中，所述第二叶轮的轮毂和第一导流体上盖板之间设置有第三止漏环，所述第二叶轮的轮毂和第二导流体下盖板之间设置有第四止漏环，所述第二导流体下盖板和所述泵轴之间设置有第二滑动轴承。
上述方案中，所述第一叶轮一端通过固定螺母定位，所述第一叶轮和所述第二叶轮之间通过第二轴套定位，所述第二叶轮的另外一端通过第一轴套定位在泵轴的轴肩上。
上述方案中，所述第二导流体上盖板与出水管连接。
本发明的有益效果：（1）导流体通过轴向导叶和径向导叶之间的的配合，可达到消除了液流在能量转换过程中产生的环量，可根据不同使用场合和生产制造的需要在设计中调整每个导叶承担的环量比重来对性能进行优化。（2）本发明的组合式导叶结构取消了导叶进口处的径向过渡段，出口过渡采用大斜率流道，简化了导叶的几何结构，降低了叶片和流道的几何复杂程度，最终达到简化部件的目的。（3）采用几何特征规则的流道和空间几何简单的直导叶，简化了部件几何特征，同时将第一导流体轴向导叶和第二导流体轴向导叶设计为开式结构，将第一导流体径向导叶和第二导流体径向导叶设计为闭式结构，方便制造过程中的成型、脱模，有利于提高后期的加工精度，解决了小尺寸泵中导叶制造精度低的问题，同时组合式导叶采用简单的几何特征使得泵的结构更加简洁，便于制造装配以及检修。（4）通过改变导叶结构，并通过数值计算对传统空间导结构叶和新型组合式导叶结构的流场进行分析，结果显示在设计工况下可使效率提高4.23%。（5）传统空间导叶内的回流严重，新型组合式导叶可以很好的控制回流现象的发生。
附图说明
图1是本发明装置的装配示意图。
图2是第一导流体结构示意图。
图3是第二导流体结构示意图。
图4是传统空间导叶流线图。
图5是传统空间导叶叶片及各截面流线图。
图6是本发明的组合式导叶的流线图。
图7是本发明的组合式导叶及各截面流线图。
图中，1.泵壳，2.第一止漏环，3.第二止漏环，4.第一滑动轴承，5.轴套，6.第三止漏环，7.第二叶轮，8.第四止漏环，9.第一轴套，10.出水管，11.第二滑动轴承，12.第二导流体上盖板，13.泵轴，15.第二轴套，16.第一叶轮，17.固定螺母。18.第一导流体轴向导叶，19.第一导流体下盖板，20.第一导流体径向导叶，21.第一导流体上盖板，22.第二导流体轴向导叶，23.第二导流体下盖板，24.第二导流体径向导叶。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
请参见附图1、附图2和附图3，本发明的组合式导叶结构，包括泵壳1和泵轴13，所述泵轴13上安装有第一叶轮16和第二叶轮7，所述第二叶轮7的一侧安装有第一导流体，所述第一导流体位于所述第一叶轮16与所述第二叶轮7之间，所述第二叶轮7的另外一侧安装有第二导流体。所述第一导流体包括第一导流体上盖板21、第一导流体下盖板19、第一导流体轴向导叶18和第一导流体径向导叶20，所述第一导流体轴向导叶18位于所述第一导流体下盖板19和所述泵壳1之间，所述第一导流体径向导叶20位于所述第一导流体下盖板19和所述第一导流体上盖板21之间，所述第二叶轮7位于所述第一导流体上盖板21内部；所述第二导流体包括第二导流体上盖板12、第二导流体下盖板23、第二导流体轴向导叶22和第二导流体径向导叶24，所述第二导流体轴向导叶22位于所述第二导流体下盖板23和所述第一导流体上盖板21之间，所述第二导流体径向导叶24位于所述第二导流体下盖板23和所述第二导流体上盖板12之间，所述第二导流体上盖板12与出水管10连接。
为了控制泵腔内的高压流体向叶轮进口低压流体泄露，所述第一叶轮16的轮毂和泵壳1之间设置有第一止漏环2，所述第一叶轮16的轮毂和所述第一导流体下盖板19之间设置有第二止漏环3，所述第二叶轮7的轮毂和第一导流体上盖板21之间设置有第三止漏环6，所述第二叶轮7的轮毂和第二导流体下盖板23之间设置有第四止漏环8。为了平衡运行过程中转子受到的径向力，所述第一导流体下盖板19与泵轴13之间设置有第一滑动轴承4，所述第二导流体下盖板23和所述泵轴13之间设置有第二滑动轴承11。所述第一叶轮16一端通过固定螺母17定位，所述第一叶轮16和所述第二叶轮7之间通过第二轴套15定位，所述第二叶轮7的另外一端通过第一轴套9定位在泵轴13的轴肩上。
优选的，所述第一导流体轴向导叶18、所述第二导流体轴向导叶22、所述第一导流体径向导叶20和所述第二导流体径向导叶24均为直导叶，所述第一导流体轴向导叶18和所述第二导流体轴向导叶22均为开式结构，所述第一导流体径向导叶20和所述第二导流体径向导叶24均为闭式结构。
采用两段导叶消除环量，可根据不同使用场合和生产制造的需要在设计中调整每个导叶承担的环量比重对性能进行优化，采用几何特征规则的流道和空间几何简单的直导叶，简化了部件几何特征，同时将两级导流体的轴向导叶设计成敞开形式，径向导叶设成封闭结构，方便制造过程中成型、脱模，有利于提高后期的加工精度。该形式导叶可解决小尺寸泵中导叶制造精度低的问题，简单的几何特征使泵结构简洁，便于制造装配以及检修。通过图4至图7可以看出，通过改变导叶结构，并通过数值计算对传统空间导结构叶和本发明的组合式导叶结构的流场进行分析，结果显示在设计工况下可使效率提高4.23%。通过数值分析还可以看出，传统空间导叶内的回流严重，本发明的组合式导叶可以很好的控制回流现象的发生。
Claims (7)
1.一种组合式导叶结构，包括泵壳(1)和泵轴(13)，其特征在于，所述泵轴(13)上安装有第一叶轮(16)和第二叶轮(7)，所述第二叶轮(7)的一侧安装有第一导流体，所述第一导流体位于所述第一叶轮(16)与所述第二叶轮(7)之间，所述第二叶轮(7)的另外一侧安装有第二导流体。
2.根据权利要求1所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第一导流体包括第一导流体上盖板(21)、第一导流体下盖板(19)、第一导流体轴向导叶(18)和第一导流体径向导叶(20)，所述第一导流体轴向导叶(18)位于所述第一导流体下盖板(19)和所述泵壳(1)之间，所述第一导流体径向导叶(20)位于所述第一导流体下盖板(19)和所述第一导流体上盖板(21)之间，所述第二叶轮(7)位于所述第一导流体上盖板(21)内部；所述第二导流体包括第二导流体上盖板(12)、第二导流体下盖板(23)、第二导流体轴向导叶(22)和第二导流体径向导叶(24)，所述第二导流体轴向导叶(22)位于所述第二导流体下盖板(23)和所述第一导流体上盖板(21)之间，所述第二导流体径向导叶(24)位于所述第二导流体下盖板(23)和所述第二导流体上盖板(12)之间。
3.根据权利要求2所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第一导流体轴向导叶(18)、所述第二导流体轴向导叶(22)、所述第一导流体径向导叶(20)和所述第二导流体径向导叶(24)均为直导叶，所述第一导流体轴向导叶(18)和所述第二导流体轴向导叶(22)均为开式结构，所述第一导流体径向导叶(20)和所述第二导流体径向导叶(24)均为闭式结构。
4.根据权利要求2或3所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第一叶轮(16)的轮毂和泵壳(1)之间设置有第一止漏环(2)，所述第一叶轮(16)的轮毂和所述第一导流体下盖板(19)之间设置有第二止漏环(3)，所述第一导流体下盖板(19)与泵轴(13)之间设置有第一滑动轴承(4)。
5.根据权利要求2或3所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第二叶轮(7)的轮毂和第一导流体上盖板(21)之间设置有第三止漏环(6)，所述第二叶轮(7)的轮毂和第二导流体下盖板(23)之间设置有第四止漏环(8)，所述第二导流体下盖板(23)和所述泵轴(13)之间设置有第二滑动轴承(11)。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第一叶轮(16)一端通过固定螺母(17)定位，所述第一叶轮(16)和所述第二叶轮(7)之间通过第二轴套(15)定位，所述第二叶轮(7)的另外一端通过第一轴套(9)定位在泵轴(13)的轴肩上。
7.根据权利要求2或3所述的一种组合式导叶结构，其特征在于，所述第二导流体上盖板(12)与出水管(10)连接。
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