CN107605916A - 一种提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种用于提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母，属于流体机械领域。内循环冷却液经空心轴(4)流至叶轮螺母(2)的中心孔(23)，由螺帽出口(221)流出，从而将内循环冷却液引流至泵进口(11)附近，远离叶轮吸入口(31)处，有效避免了对叶轮吸入口(31)处流体流动的直接冲击；内循环冷却液从螺帽出口(221)流出，在泵进口(11)附近与泵来流交汇，交汇的流体充分混合再流入叶轮，由此明显降低了内循环冷却液对叶轮吸入口(31)流动的扰动，显著提高叶轮吸入口(31)流动均匀性，改善了入流条件，进而提高了泵的汽蚀性能。

Description

一种提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母

技术领域

本发明涉及的是一种用于提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母，属于流体机械领域。

背景技术

近年来，随着人们在环保、安全方面的意识增强以及化学工业的高速发展，对泵的运行要求不断提高，在某些应用场合对泵提出了无泄漏的要求，屏蔽泵也因此产生。屏蔽泵没有轴密封，可以做到无泄漏，在化工领域、医药食品等领域得到广泛应用。

由于屏蔽泵结构特殊性，其冷却方式多为内循环冷却，即在叶轮出口处引出部分高压流体，经过前轴承、屏蔽套间隙、后轴承，送入电机尾部带走热量，最后经空心泵轴返回叶轮进口处，完成一个循环。常规冷却内循环冷却系统，内循环冷却液流出对叶轮吸入口流体流动造成直接冲击，破坏了叶轮入流速度的均匀性，在叶轮吸入口处产生汽蚀现象。随着汽蚀现象的进一步发展，影响泵扬程下降，效率降低。如果多次发生严重汽蚀，短时间的使用就会发生屏蔽套损坏、电机绕组烧坏、前后侧轴瓦破碎、轴套推力盘严重磨损等情况，甚至对整个运行系统产生严重的危害。

目前，提高屏蔽泵的汽蚀性能主要体现在加装诱导轮、优化水力设计、采用逆向循环和外循环以及降低介质的温度。张晓刚(《屏蔽泵汽蚀的防护措施及评价》)提出加装诱导轮，从(1)减少诱导轮叶片数；(2)适当增加诱导轮叶片稠密度；(3)改变诱导轮安放角度等方面降低泵的汽蚀余量。任晓峰(《低汽蚀屏蔽泵的研究与展望》)认为可以从改进叶型设计、合理确定叶轮的几何参数以及增大叶轮吸入口直径等方面提高汽蚀性能。陈岗(《屏蔽泵汽蚀原因的分析及对策》)分析了介质的温度接近其沸点温度及内循环冷却液回流至泵吸入口压力的突然降低使得汽蚀的发生，提出降低介质的吸入温度和采用外循环的方式进行冷却的理念；由上可知，屏蔽泵的汽蚀问题受到了学者们的广泛关注，但提出的方法及解决措施，成本较高，普适性不强，对企业的生产有不小的挑战。本文所提出的叶轮螺母，简单高效，具有很强的经济性和普适性。

发明内容

本发明基于常规屏蔽泵内循环冷却回路系统，设计出这种用于提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母。

叶轮螺母由螺柱与螺帽组成，螺柱、螺帽中心穿孔，中心孔内孔径D与电机的空心轴孔径一致；螺帽长L，以使得螺帽出口一直延伸至泵进口位置附近；螺帽尾缘外轮廓呈流面，依据叶轮后盖板流面定，安装后与后盖板形成同一流面；螺帽前缘呈流线型设计，以减小对进口来流的扰动；螺帽上开有安装口槽，便于旋紧叶轮螺母。

叶轮螺母螺柱与螺帽精确加工成一体，安装于泵吸入室内；螺柱外螺纹旋向与叶轮旋转方向相反，螺柱与空心轴螺纹紧固联接从而压紧叶轮，联接后与空心轴同步旋转。

本发明优点：基于常规屏蔽泵内循环冷却回路，在不更换泵其他零部件条件下，采用本发明设计的叶轮螺母，将内循环冷却液引流至泵进口附近，降低了对叶轮吸入口处来流的扰动，有效改善了入流条件，提高了屏蔽泵的汽蚀性能。设计的叶轮螺母，加工方便，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明

图1是本发明叶轮螺母三维外轮廓图。

图2是本发明叶轮螺母二维结构图。

图3是本发明叶轮螺母于泵内安装位置图。

泵吸入室1 泵进口11 叶轮螺母2 螺柱21 螺帽22 中心孔23螺帽出口221 螺帽前缘222 螺帽尾缘223 安装口槽224 叶轮3 叶轮吸入口31 空心轴4 电机5

具体实施方式

为了避免常规内循环冷却液出流位置位于叶轮吸入口31，本发明设计如图1所示的叶轮螺母，包含螺柱21与螺帽22，螺柱21与电机5的空心轴4螺纹紧固联接，安装于泵吸入室内1。

内循环冷却液由空心轴4流进叶轮螺母2的中心孔23，由螺帽出口221流出，从而将内循环冷却液引流至泵进口11附近，远离了叶轮吸入口31，避免了对叶轮吸入口31处流体流动的直接冲击。内循环冷却液在泵进口11附近与泵来流进行充分混合，混合后再流入叶轮3。整个流动过程明显减小了对叶轮吸入口31流动的扰动，增强了泵来流的稳定性，从而提高了泵的汽蚀性能，也提高了泵的整体运行效率。

以一台典型屏蔽泵为例，设计流量33m³/h，扬程105m，转速2900r/min。在使用普通叶轮螺母时，经过汽蚀性能试验泵在设计工况下必需汽蚀余量为5.0m，而更换了本发明叶轮螺母，泵在相同工况下必需汽蚀余量达到了1.0m,提升效果显著。

Claims (3)

1.一种提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母，其特征在于：所述叶轮螺母(2)安装于泵吸入室内(1)，由螺柱(21)与螺帽(22)组成；螺柱(21)、螺帽(22)中心穿孔，中心孔(23)内孔径D与电机(5)的空心轴(4)孔径一致；螺帽(22)长L，以使得螺帽出口(221)一直延伸至泵进口(11)位置附近；螺帽尾缘(223)外轮廓呈流面，依据叶轮(3)后盖板流面定，安装后与后盖板形成同一流面；螺帽前缘(222)呈流线型设计，以减小对进口来流的扰动；螺帽(22)上开有安装口槽，便于旋紧叶轮螺母(2)；螺柱(21)外螺纹旋向与叶轮(3)旋转方向相反，螺柱(21)与空心轴(4)螺纹紧固联接从而压紧叶轮(3)，联接后与空心轴(4)同步旋转。

2.如权利要求1所述的一种提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母，其特征在于：叶轮螺母螺柱(21)与螺帽(22)精确加工成一体，安装于泵吸入室(1)内。

3.如权利要求1所述的一种提高屏蔽泵汽蚀性能的叶轮螺母，其特征在于：内循环冷却液由空心轴(4)流进叶轮螺母(2)的中心孔(23)，由螺帽出口(221)流出，从而将内循环冷却液引流至泵进口(11)附近，远离了叶轮吸入口(31)，避免了对叶轮吸入口(31)处流体流动的直接冲击。内循环冷却液在泵进口(11)附近与泵来流进行充分混合，混合后再流入叶轮(3)。整个流动过程明显减小了对叶轮吸入口(31)流动的扰动，增强了泵来流的稳定性，从而提高了泵的汽蚀性能，也提高了泵的整体运行效率。