CN108386388B - 一种相同流量扬程可选的超低比转速泵及设计方法 - Google Patents

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

一种相同流量扬程可选的超低比转速泵及设计方法

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，H_i_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H_i关系式为：

H_i—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 (4)

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)与进口孔(3)之间的流道包角为

所述开式叶轮(6)为侧流道泵叶轮；

所述第一出口孔(4)、第二出口孔(5)可用塞子封堵；

所述塞子直径与第一出口孔(4)、第二出口孔(5)直径相等；

所述第二出口孔(5)与进口孔(3)之间的流道包角

大于2枚叶片的间距。

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，所述进口侧流道(1)、出口侧流道(2)结构为半圆形。

3.一种根据权利要求1至2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。

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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