CN107489625A - 平面l形轴伸式泵装置 - Google Patents

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刘超
严天序
周济人
叶鹏
宋希杰
查智力
黄佳卫
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D3/00—Axial-flow 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
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
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    • F04D29/548—Specially adapted for liquid pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

平面L形轴伸式泵装置，属于水利工程技术领域，是一种结构简单、损失更小的轴伸泵装置，用于轴流泵。平面L形轴伸式泵装置依次由进水流道、泵体和出水流道弯管、直管扩散段组成，泵轴由泵体的导叶体出口，经出水流道弯管段穿出，其特征是，进、出水流道只有一个水平方向的弯管，使泵装置整体形成平面L形，弯管在水平方向弯曲角度（15°‑30°），此弯管处于出水流道的前部；泵装置出口中心线与出水池中线之间有一定偏移，水流在泵装置出口处用圆弧顺接，调整流向，出口处流速低，水力损失很小。本发明适用于高效低扬程泵站，其较以往形式的轴伸泵装置减少了1个弯道水力损失，提高了泵装置效率，保证了高效节能，有较好的应用前景。

Description

平面L形轴伸式泵装置
技术领域
本发明涉及一种平面L形轴伸式泵装置，属于水利工程技术领域，尤其是水力机械技术领域。
背景技术
水泵装置是包括水泵和进出水的管路系统。轴流泵装置按泵轴布置形式分为立式泵装置、卧式泵装置和斜式泵装置；按动力机布置形式可将轴流泵装置分为轴伸泵装置、贯流泵装置。
卧式轴伸泵装置是轴伸泵装置的一种，一般由进水流道、泵体和出水流道三部分组成。卧式轴伸泵装置的泵轴穿过流道，电机、轴承及传动设备等均设在流道外面，其进、出水流道由于需要空间安放电动机而弯曲，装置按电动机安装的位置分为前置轴伸和后置轴伸。
卧式轴伸泵装置的特点是结构简单、管理方便、装置效率不低，且在造价、工程投资上具有较强的竞争力，是适于低扬程泵站使用的一种较好的结构和安装形式。
现阶段，卧式轴伸泵装置有S形轴伸、竖井式轴伸和双向轴伸等形式。研究表明，低扬程泵装置进、出水流道损失对泵装置效率的影响比较大，而其中的弯道损失所占的比例最大。上述三种形式均有2个弯道，泵装置的水流在进、出水流道中必须转弯两次，增加了管道水力损失，影响泵装置效率的提升。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，探求结构简单、损失更小的轴伸泵装置，提供一种卧式轴伸泵装置的新形式，即一种平面L形轴伸式泵装置，适用于轴流泵。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：平面L形轴伸式泵装置，依次包括进水流道、泵体和出水流道，其特征是，所述出水流道由靠近泵体的出水流道弯管段、与出水流道弯管段相连的出水流道直扩散段组成，所述出水流道弯管段向水平方向一侧弯曲，使该泵装置整体形成平面L形。
进一步地，所述进水流道为收缩直管，长度为3.4D，D为叶轮直径；进水流道断面按照相关规范设计，进水流道断面形状连续变化，由矩形渐变为圆形。
进一步地，所述进水流道出口断面与泵体联结处设有导水锥。
进一步地，所述出水流道弯管段向水平方向一侧（向左或向右）弯曲α角度，α角度在15°至30°以内，出水流道弯管段断面由圆形渐变为椭圆形。
进一步地，所述出水流道直扩散段型线变化均匀，单边扩散角小于8°，长度为6.6D，D为叶轮直径；其断面形状在平面方向和立面方向逐渐扩大，且由椭圆形渐变为矩形。
进一步地，所述泵装置的进口、出口，宽度为2.1D，高度按照断面流速小于1m/s确定，D为叶轮直径。
进一步地，所述出水流道直扩散段的出口处用圆弧顺接，调整流向，该圆弧半径与出口宽度相同。
进一步地，所述进、出水流道均采用钢筋混凝土材料制作，连接泵体的部分也可以用钢板焊接。
本发明泵装置依次由进水流道、泵体和出水流道弯管段、直扩散段组成，泵轴由泵体的导叶体出口，经出水流道弯管段穿出，进、出水流道只有一个水平方向的弯管，使泵装置整体形成平面L形，此弯管处于出水流道的前部。
本发明泵装置出口中心线与出水池中线之间有一定偏移（15°-30°），即出水流道弯管在水平方向弯曲角度（15°-30°），水流在泵装置出口处用圆弧顺接，调整流向，出口处流速低，水力损失很小；水流在泵装置出口处在重力作用下自动调整流向，由于出口处流速较慢，因此水力损失较小；进水流道为收缩直管，其出口流速均匀度可达99%；出水流道弯管段的横断面为等直径圆形，或者逐渐扩大的圆形断面，其扩散角与出水流道直管一致；直扩散段单边扩散角8°，其断面从圆形逐渐扩大至矩形，减少断面扩散带来的水力损失；泵房布置应考虑平面L形轴伸式泵装置的角度偏移，使泵房布置科学合理。
轴伸泵装置近几十年来发展较快，在国内外均有巨大市场。轴伸泵装置在跨流域调水、供水工程和排灌工程中发挥了巨大的作用。本发明适用于高效低扬程泵站，其较以往形式的卧式轴伸泵装置减少了1个弯道的水力损失，提高了泵装置效率，保证了高效节能，有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的立面图；
图2为本发明的平面剖视图；
图3为本发明的三维线框图；
图4为本发明的泵房布置图；
图5为水泵出水流道三维透视图；
图中：1出口、2出水流道直扩散段、3出水流道弯管段、4导叶体、5叶轮部件、6进水流道、7 进口、8 泵轴、9 出水流道、10 泵体、11 叶轮中心。
具体实施方式
本发明适用于低扬程泵站，按照本设计要求设计绘图。
平面L形轴伸式泵装置依次由进水流道6、泵体10和出水流道9组成，进水流道进口7至出口流道出口1长约10D（D为叶轮直径），进水流道长为3.4D，出水流道长为6.6D，进出水流道可以根据实际情况适当加长。
进水流道6为收缩直管，进水流道断面按照相关规范设计，断面形状连续变化，由矩形渐变为圆形。
出水流道弯管段弯曲α角度在15°至30°以内，为圆形渐扩管；进口7、出口1的面积按照断面平均流速小于1m/s确定，进、出水流道6、9的进7、出口1尺寸、各断面尺寸和底边下降角可在一定范围内进行调整（进出水流道进口7、出口1的宽度为2.1D，高度按照断面流速小于1m/s确定）。
出水流道直段2，型线变化均匀，扩散角8°以内，断面形状在平面方向和立面方向逐渐扩大，且由圆形渐变为矩形，在出口处用圆弧顺接，圆弧半径于出口宽度相同。
平面L形轴伸式泵装置的角度偏移导致进、出水池平面中心线不在一条直线上（进、出水池平面之间有交错），可灵活地设计检修间的位置和形状，使泵房布置合理、美观。
进、出水流道6、9均采用钢筋混凝土材料制作，连接泵体的部分也可以用钢板焊接，金属过流部件需做防锈处理。轴流泵体10和弯管由供应商提供。

Claims (8)

1.一种平面L形轴伸式泵装置，依次包括进水流道（6）、泵体（10）和出水流道（9），其特征是，所述出水流道（9）由靠近泵体的出水流道弯管段（3）、与出水流道弯管段相连的出水流道直扩散段（2）组成，所述出水流道弯管段向水平方向一侧弯曲，使该泵装置整体形成平面L形。
2.根据权利要求1所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述进水流道为收缩直管，长度为3.4D，D为叶轮直径；进水流道断面形状连续变化，由矩形渐变为圆形。
3.根据权利要求2所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述进水流道出口断面与泵体联结处设有导水锥。
4.根据权利要求2所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述出水流道弯管段向水平方向一侧弯曲α角度，α角度在15°至30°以内，出水流道弯管段断面由圆形渐变为椭圆形。
5.根据权利要求4所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述出水流道直扩散段型线变化均匀，单边扩散角小于8°，长度为6.6D，D为叶轮直径；其断面形状在平面方向和立面方向逐渐扩大，且由椭圆形渐变为矩形。
6.根据权利要求1所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述泵装置的进口（7）、出口（1）宽度为2.1D，高度按照断面流速小于1m/s确定，D为叶轮直径。
7.根据权利要求1或6所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述出水流道直扩散段的出口处用圆弧顺接，调整流向，该圆弧半径与出口宽度相同。
8.根据权利要求1所述的平面L形轴伸式泵装置，其特征是，所述进、出水流道均采用钢筋混凝土材料制作，连接泵体的部分也可以用钢板焊接。
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