CN108386388A - 一种相同流量扬程可选的超低比转速泵及设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相同流量扬程可选的超低比转速泵及设计方法,涉及流体机械领域,该超低比转速泵包括进口侧流道、出口侧流道、进口孔、第一出口孔、第二出口孔和开式叶轮;该设计方法基于双侧流道泵的结构形式,包括如下步骤:步骤一,根据已有双侧流道泵,在进口侧流道开第一出口孔,第一出口孔与出口侧流道上的第二出口孔出流方向相反;步骤二,根据扬程要求,更改进口侧流道的流道包角使进口侧流道的流道包角和出口侧流道包角为不同的值;步骤三,实际工作时,选择封堵一侧出口孔,开放另一出口孔,可以实现在相同流量下,有两种扬程可供选择。本发明实现了超低比转速泵相同流量,扬程可选的目的,同时扬程更改简捷方便,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及到流体机械设备中超低比转速叶片泵设计技术领域,适用于小流量高扬程的工况条件下,根据双侧流道泵的结构形式进行改进,具体涉及到一种相同流量扬程可选的超低比转速泵及设计方法。
背景技术
本发明结构基于双侧流道泵,双侧流道泵属于超低比转速类型,由于叶轮两侧各有一个空间流道而得名,它是一种介于容积式泵和离心泵之间径向式叶片泵,属于旋涡泵的一种,运行流量很小但扬程相对较高。与相同尺寸和相同转数的离心泵或轴流泵相比,虽然也是一种叶片式泵,双侧流道泵的扬程要高出它们3~9倍。
此外,因为双侧流道泵特殊的工作原理,出口孔设置在泵盖板侧面,流道的长短可以影响泵的扬程,所以两侧出流时不同的流道长度可以达到更改扬程的目的,因此,相同流量情况下,扬程可实现双选。
经检索,未发现有关一种相同流量扬程可选的超低比转速泵的文献和专利。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是在小流量高扬程的运行工况下,通过特殊的流道结构,不更改叶轮,设计一种流量相同时,可以有两种扬程选择的超低比转速泵;同时在更改扬程时,不需要拆卸机组,即可更换扬程,简捷方便。
本发明解决其技术问题的技术方案为:
一种相同流量扬程可选的超低比转速泵,该转速泵包括进口侧流道、出口侧流道、进口孔、第一出口孔、第二出口孔和开式叶轮;
所述进口孔、第一出口孔均设置在进口侧流道上,进口孔、第一出口孔两者之间流道包角为所述第二出口孔设置在出口侧流道上,第二出口孔与出口侧流道两者之间流道包角为
进一步的,所述开式叶轮为侧流道泵叶轮。
进一步的,所述第一出口孔、第二出口孔可用塞子封堵。
进一步的,所述塞子直径与第一出口孔、第二出口孔直径相等。
进一步的,所述第二出口孔与进口孔流道包角大于2枚叶片的间距。
进一步的,所述进口侧流道、出口侧流道结构为半圆形。
相同流量扬程可选的超低比转速泵的设计方法,包括如下步骤:
步骤一)根据已有双侧流道泵,在进口侧流道开第一出口孔;第一出口孔与出口侧流道上的第二出口孔出流方向相反;
步骤二)根据扬程要求,更改进口侧流道的流道包角使进口侧流道的流道包角和出口侧流道包角为不同的值;
步骤三)实际工作时,选择封堵一侧第一出口孔或者第二出口孔;开放第二出口孔或者第一出口孔,可实现在相同流量下,有两种扬程可供选择。
进一步的,流道包角与理论扬程H的关系式为:
其中,Hi_封堵第一出口孔4或者第二出口孔5时,该泵理论扬程,i=1或2
ξ_水力损失系数,一般取0.4~0.8
H_流体流经全部叶片时,该泵的理论扬程。
本发明有益效果:
提供了一种相同流量下扬程可选择的超比转速泵,增大了这种泵型的适用范围;同时扬程改变只需要通过选择封堵出口孔,不需要拆卸机组,简捷方便,降低成本。
附图说明
图1为本发明一种相同流量下扬程可选择的超比转速泵主要结构示意图;
图2为本发明图1的A-A剖视图;
图3为本发明出口侧流道视图;
图4为本发明进口侧流道视图。
附图标记如下:
1-进口侧流道;2-出口侧流道;3-进口孔;4-第一出水口孔;5-第二出水口孔;6-开式叶轮。
具体实施方式
为对本发明做进一步的了解,现结合附图做进一步的说明:
基于双侧流道泵的结构形式,进行对流道的修改,包括如下步骤:
步骤一,根据已有双侧流道泵,在进口侧流道1开第一出口孔4;第一出口孔1与出口侧流道2上的第二出口孔5出流方向相反;
步骤二,根据扬程要求,更改进口侧流道1流道包角使进口侧流道2流道包角和出口侧流道包角为不同的值;
步骤三,实际工作时,选择封堵一侧出口孔,开放另一出口孔,可以实现在相同流量下,有两种扬程可供选择。
结合图3、图4分别为该超低比转速泵出口侧流道、进口侧流道视图,下面根据封堵出口孔的不同分别介绍两种扬程方案。
第一种扬程方案
封堵进口侧流道1处的第一出口孔4,流体由进口孔3流入,根据侧流道泵工作原理,流体在泵内部螺旋运动,因为进口孔3与第二出口孔5之间包角为实际流经流道长度与出口侧流道2流道长度相等,流体流经全部叶轮叶片,流体从第二出口孔5流出,扬程为第一种选择。其中,Z为叶轮叶片数。
第二种扬程方案
封堵出口侧流道2上的第二出口孔5,流体由进口孔3流入,内部运动与方案一相似,在泵内部做螺旋运动,此时进口孔3与第一出口孔4之间流道包角为流道包角根据扬程要求由通过公式计算,并结合模拟实验得出。实际流体流经的流道长度与进口侧流道1流道长度相等,流体经过部分叶片便通过第一出口孔4流出,扬程为第二种选择。
两种方案下流道包角与理论扬程Hi关系式为:
Hi—封堵进口或出口侧流道上的任一出口孔时,该泵理论扬程,i=1或2
ξ—水力损失系数,一般取0.4~0.8
H—流体流经全部叶片时,该泵的理论扬程
工作原理:
流体从进口孔3流入,在叶轮旋转作用下,流体获得圆周速度,同时又受离心力的驱动作径向运动,由于在侧流道中的平均速度小于叶轮中的圆周速度,在侧流道和叶轮中形成了离心力差,这个离心力差会促使流体在叶轮外缘处切向运动至侧流道,然后又从侧流道内径处进入叶轮中,如此重复运动多次,每经过一次叶轮,扬程被增加一次,一直到出口孔处流出,整个运动轨迹呈螺旋形,因此双侧流道泵扬程与流体实际流经叶轮的次数有关。
当封堵第一出口孔4,开放第二出口孔5时,第二出口孔5与进口孔3之间流道长度不变,实际经过叶片次数不变,扬程为第一种情况;保留原有出口侧流道2及第二出口孔5不变,根据扬程要求在进口侧流道1终端开第一出口孔4,并增大第一出口孔4与进口孔3流道包角当封堵第二出口孔5时,开放第一出口孔4时,因为第一出口孔4与进口孔3流道缩短,流体经过叶片数减小,扬程为第二种情况。塞子可以紧密配合第一出口孔4、第二出口孔5,因此同一流量下,可以有两种扬程选择,且扬程更改方式简捷方便。
所述实施例为本发明的优选的实施方式,但本发明并不限于上述实施方式,在不背离本发明的实质内容的情况下,本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,该超低比转速泵包括进口侧流道(1)、出口侧流道(2)、进口孔(3)、第一出口孔(4)、第二出口孔(5)和开式叶轮(6);
所述进口孔(3)、第一出口孔(4)均设置在进口侧流道(1)上,进口孔(3)、第一出口孔(4)两者之间流道包角为所述第二出口孔(5)设置在出口侧流道(2)上,第二出口孔(5)与出口侧流道(2)两者之间流道包角为
2.根据权利要求1所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,所述开式叶轮(6)为侧流道泵叶轮。
3.根据权利要求1所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,所述第一出口孔(4)、第二出口孔(5)可用塞子封堵。
4.根据权利要求3所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,所述塞子直径与第一出口孔(4)、第二出口孔(5)直径相等。
5.根据权利要求1所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,所述第二出口孔(5)与进口孔流道(1)包角大于2枚叶片的间距。
6.根据权利要求1所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵,其特征在于,所述进口侧流道(1)、出口侧流道(2)结构为半圆形。
7.一种根据权利要求1至6任一项所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵的设计方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一)根据已有双侧流道泵,在进口侧流道(1)开第一出口孔(4);第一出口孔(1)与出口侧流道(2)上的第二出口孔(5)出流方向相反;
步骤二)根据扬程要求,改变进口侧流道(1)流道包角使进口侧流道(2)的流道包角和出口侧流道(2)的流道包角为不同的值;
步骤三)工作时,根据工作要求,封堵第一出口孔(4)或者第二出口孔(5);开放第二出口孔(5)或者第一出口孔(4),得到在相同流量下,有两种扬程选择。
8.根据权利要求7所述的相同流量扬程可选的超低比转速泵的设计方法,其特征在于,流道包角与理论扬程H的关系式为:
其中,Hi_封堵第一出口孔(4)或者第二出口孔(5)时,该泵理论扬程,i=1或2ξ_水力损失系数,一般取0.4~0.8
H_流体流经全部叶片时,该泵的理论扬程。
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