CN109519392A - 一种喷泉能效导流器 - Google Patents

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洪祺
洪育才
洪军
柴明
甘菊
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Xiamen Bailong Fountain Technology Development Co Ltd
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    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提出喷泉能效导流器，涉及喷泉设备技术领域，设置于潜水泵与喷头之间，导流器包括异径管，异径管内部均匀设置若干导流片，导流片由垂直边、斜边、圆弧边及平行边构成，平行边位于异径管顶面，斜边与异径管内壁接触，平行边与垂直边及斜边一端衔接，圆弧边与垂直边及斜边的另一端衔接。本发明的导流片采用圆弧边设计，使流体质点在潜水泵产生的螺旋漩涡中以半径缩小为次序依次减少单位截面流体的水平力，减少了流体质点间因水平力与水平速度突然降低造成的碰撞及混乱漩涡，故直至出水口没有管壁向心力的作用下，依旧能保持较高的垂直压力，减少水柱分散。在同等功率潜水泵的工况下，增加了扬程，提升了反应速度，增进了潜水泵效率。

Description

一种喷泉能效导流器
技术领域
本发明涉及喷泉设备技术领域，尤其是一种喷泉能效导流器。
背景技术
在水(流体)供给和加压的时候，大部分首先是采用循环泵或水泵的机械叶轮中心线高速旋转，然后把水(流体)快速旋转，或通过管道将推出一定的前进速度和一定的数量，形成了垂直高度的扬程和运动的流量，而泵的机械叶轮通常是由电机功率大小所决定的，即扬程和流量的大小通常是由泵的电机功率大小所决定的，因此，同样功率泵的扬程和流量发挥它们最大的作用将是一种节能技术。如何合理处理好扬程和流量的关系，以及如何合理引导水(流体)的走向，尤其在水景观高喷喷泉和音乐喷泉中的急需、快速、准确提供大流量和大扬程的应用显得很重要。喷泉一般要求在一定流量下瞬间得到大扬程，故喷泉潜水泵需要频繁的启停，导致流体运动方式至出水口段的管道内变化很大，产生多重阻力降低潜水泵效率、降低喷泉水柱美观性。所以，水(流体)快速旋转通过管道的节点，积极和有效的导流将是提高水泵能效一个重要的措施，也很值得研究和分析。
发明内容
本发明旨在提供一种喷泉能效导流器，将管道流体重新分布，增加扬程，提升反应速度，提高潜水泵效率。为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种喷泉能效导流器，设置于潜水泵与喷头之间，所述导流器包括异径管，所述异径管内部均匀设置若干导流片，所述导流片由垂直边、斜边、圆弧边及平行边构成，所述平行边位于所述异径管顶面，所述斜边与所述异径管内壁接触，所述平行边与所述垂直边及斜边一端衔接，所述圆弧边与所述垂直边及斜边的另一端衔接。
作为优选，所述异径管呈圆锥状，圆锥状所述异径管的顶端直径小于底端直径。
作为优选，所述导流片设有5～7片。
作为优选，所述导流片设有5片或6片。
作为优选，所述潜水泵由泵体电机和泵壳扩散室构成，所述泵体电机与泵壳扩散室通过第一法兰组件固定。
作为优选，所述异径管的顶端通第二法兰组件与所述喷头固定，所述异径管的底端通第三法兰组件与所述泵壳扩散室固定。
作为优选，所述泵壳扩散室、所述异径管及所述喷头同轴布置。
作为优选，所述异径管顶端直径是底端直径的1/2～3/4。
作为优选，所述异径管顶端直径是底端直径的2/3。
本发明提供的一种喷泉能效导流器，其有益效果在于：导流片采用圆弧边设计，使流体质点在潜水泵产生的螺旋漩涡中以半径缩小为次序依次减少单位截面流体的水平力，减少了流体质点间因水平力与水平速度突然降低造成的碰撞及混乱漩涡，故直至出水口没有管壁向心力的作用下，依旧能保持较高的垂直压力，减少水柱分散。在同等功率潜水泵的工况下，增加了扬程，提升了反应速度，增进了潜水泵效率。
附图说明
图1是本发明喷泉能效导流器应用状态示意图；
图2是本发明喷泉能效导流器的俯视图；
图3是本发明喷泉能效导流器的主视图；
图4是未使用本申请的能效导流器的流体质点受力分析图；
图5是使用本申请的能效导流器的流体质点受力分析图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-3所示，本实施例提供的喷泉能效导流器1，设置于潜水泵2与喷头3之间，导流器1包括异径管11，异径管11呈圆锥状，圆锥状异径管11的顶端直径d小于底端直径D，一般顶端直径d是底端直径D的1/2～3/4，以2/3为最佳。异径管11内部均匀设置若干导流片12，一般设置5～7片，设置太少，起不到导流作用，设置太多则会产生对角阻力，以5片或6片为最佳。
其中，导流片12由垂直边121、斜边122、圆弧边123及平行边124构成，平行边124位于异径管11顶面，斜边122与异径管11内壁接触，平行边124与垂直边121及斜边122一端衔接，圆弧边123与垂直边121及斜边122的另一端衔接。
潜水泵2由泵体电机21和泵壳扩散室22构成，泵体电机21与泵壳扩散室22通过第一法兰组件4固定。异径管11的顶端通第二法兰组件5与喷头3固定，异径管11的底端通第三法兰组件6与泵壳扩散室22固定，使泵壳扩散室22、异径管11及喷头3同轴布置。
景观喷泉用潜水泵工作原理为：潜水泵中叶轮高速旋转，其中的液体随着叶片一起旋转，在离心力的作用下，飞离叶轮向外射出，射出的液体在泵壳扩散室内速度逐渐变慢，压力逐渐增加，然后从泵出口，排出管流出。此时，在叶片中心处由于液体被甩向周围而形成既没有空气又没有液体的真空低压区，液池中的液体在池面大气压的作用下，经吸入管流入泵内，液体就是这样连续不断地从液池中被抽吸上来又连续不断地从排出管流出。
由此可得知从泵出口排出的液体沿着叶轮中心线快速旋转，当在喷泉喷头处不设置本申请的能效导流器时，出水口处流体质点简易受力分析如4所示，由于喷泉需要得到大扬程的特点，根据流体力学中流量与流速的计算公式：
体积流量(Q)＝平均流速(v)×管道截面积(A)
故需要通过收窄出水口径使流过的单位流体质点获得更大的流速。在t1位置，流体质点受到螺旋漩涡推力及管道截面积变小引起的加速度力F1、重力G及来自管壁的向心力，到达t2位置时流体质点具有垂直向上速度v1及水平方向速度v2。因到达t2位置时流体经过变截面管产生的流速重新分布产生了局部阻力，水平速度v2不再与原有漩涡的切线方向重合，流体质点与质点及与连通喷头管道之间发生碰撞、产生混乱涡流，使流体的流动受到阻碍，大大降低了v1的垂直出水速度。
当在喷泉喷头处设置本申请的能效导流器时，出水口处流体质点简易受力分析如5所示。在t1位置，流体质点在能效导流片的作用下，阻止了通过变截面管产生的局部阻力及潜水泵产生的螺旋漩涡推力中产生的水平力，进而减少了水平方向流速，此外因能效导流片为弧边设计，使流体质点在潜水泵产生的螺旋漩涡中以半径缩小为次序依次减少单位截面流体的水平力，减少了流体质点间因水平力与水平速度突然降低造成的碰撞及混乱漩涡。到达t2位置时，流体质点受到垂直重力G及出水截面缩小产生的垂直加速度压力，因减少了水平速度，变截面管产生的局部阻力大大降低，至t3位置流体质点已具备较未安装能效导流器更高的垂直速度。因能效导流器整流减少流体螺旋漩涡及水平速度，故直至出水口没有管壁向心力的作用下，依旧能保持较高的垂直压力，减少水柱分散。在同等功率潜水泵的工况下，增加了扬程，提升了反应速度，增进了潜水泵效率。
本申请的能效导流器，已应用在多地的喷泉中，例如：
1、吉林珲春龙源公园音乐喷泉百米高喷泉，技术设计喷高100米，4台125Kw，扬程H＝140米，流量Q＝200m3/h的潜水泵，以钝角均等分散安装方式为同一个喷头供水，中心高喷泉在未增加能效导流器的实际应用中测试得喷泉喷高约为100米，加装能效导流器后喷高约为120米，运行三台实现喷高约100米。
2、大连西山湖百米高喷泉中，技术设计喷高100米，3台125Kw，扬程H＝140米，流量Q＝200m3/h的潜水泵，以钝角均等分散安装方式为同一个喷头供水，中心高喷泉增设能效导流器的实际应用中测试得喷泉喷高约为100米。
3、厦门白鹭洲音乐喷泉的中心高喷和副高喷设计和安装采用了增加了能效导流器的音乐喷泉，其中中心高喷正常使用技术喷高40米，1台22Kw，扬程H＝65米，流量Q＝80m3/h的潜水泵，加装能效导流器后的设计和安装喷高40米，1台18.5Kw，扬程H＝55米，流量Q＝80m3/h的潜水泵，运行实现喷高约40米。
通过实际应用，充分证明使用本申请的喷泉能效导流器，在同等功率潜水泵的工况下，有效增加扬程，提升反应速度，增进潜水泵效率。
优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种喷泉能效导流器，设置于潜水泵与喷头之间，其特征在于，所述导流器包括异径管，所述异径管内部均匀设置若干导流片，所述导流片由垂直边、斜边、圆弧边及平行边构成，所述平行边位于所述异径管顶面，所述斜边与所述异径管内壁接触，所述平行边与所述垂直边及斜边一端衔接，所述圆弧边与所述垂直边及斜边的另一端衔接。
2.如权利要求1所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述异径管呈圆锥状，圆锥状所述异径管的顶端直径小于底端直径。
3.如权利要求1所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述导流片设有5～7片。
4.如权利要求3所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述导流片设有5片或6片。
5.如权利要求1-4任一所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述潜水泵由泵体电机和泵壳扩散室构成，所述泵体电机与泵壳扩散室通过第一法兰组件固定。
6.如权利要求5所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述异径管的顶端通第二法兰组件与所述喷头固定，所述异径管的底端通第三法兰组件与所述泵壳扩散室固定。
7.如权利要求6所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述泵壳扩散室、所述异径管及所述喷头同轴布置。
8.如权利要求7所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述异径管顶端直径是底端直径的1/2～3/4。
9.如权利要求8所述的一种喷泉能效导流器，其特征在于，所述异径管顶端直径是底端直径的2/3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111649003A (zh) * 2020-06-09 2020-09-11 长沙佳能通用泵业有限公司 自平衡多级泵复合管

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