CN110242620A - 一种适用于旋流泵进口段的消旋装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，包括筒壁，在筒壁内侧等间距设置若干组导轨叶片，从所述筒壁的进口至出口，每组中的导轨叶片沿周向均匀布置，相邻组导轨叶片之间相互错开；且所有导轨叶片的进口安放角相同，筒壁两端设有法兰用于与旋流泵配合安装，本发明所设计的消旋装置能够引导因受预旋流影响而滞留在进口段中的介质顺利进入泵内，减少进口管中固体过量堆积带来的堵塞风险，增强旋流泵的输送能力。

Description

一种适用于旋流泵进口段的消旋装置
技术领域
本发明属于流体机械技术领域，尤其涉及一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，特别是安装于蜗壳之前的带螺旋型导轨叶片的进口段消旋装置。
背景技术
因为旋流泵的半开式叶轮设计以及叶轮的特殊布置方式，所以与一般离心泵相比，旋流泵具有几个较为突出的优势：结构简单，制造容易；叶轮与泵体间无配合间隙，不会因叶轮磨损而导致流场剧烈变化；抗堵塞性能好，对物料破坏较小。旋流泵早期多应用在工业浆料的输送中，随着结构的改进和应用范围的不断扩大，逐渐应用到农业生产养殖、城市排污等环保领域。虽然旋流泵的抗堵塞性能优于一般泵种，但在恶劣的污水工作环境中，仍然会遇到半堵塞、过劳磨损等问题，因此优化其在两相流工况中的在役表现成为工农业中旋流泵高速化发展的关键。
结合各领域旋流泵的应用场合，旋流泵主要输送的固相介质分两种：颗粒物(木块、砂砾、农作物)，纤维物(纸浆、布类杂物)。开放式旋流泵而设计，由于无叶腔的存在，旋流泵自身就有较好的输送性和通过性，较为适合输送复杂介质。也因为无叶腔的存在，叶轮对流体的约束低于传统离心泵，在进口管易形成较强的预旋流，预旋流区域会随着工况不同略微发生改变，主要集中在距泵腔进口D～4D距离内。在旋流泵运行中，有部分固体介质受进口段预旋流影响在进口管中做周向旋转运动，滞留在进口段中并未及时进入泵腔；当输送的纤维物浓度到达一定比例，纤维物容易在泵腔中缠绕打结，引起部分流道或者全流道堵塞，严重时还会造成轴功率增加以致损坏电机。因此有必要解决旋流泵进口段的预旋流对旋流泵工作的影响。
发明内容
本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，能够引导因受预旋流影响而滞留在进口段中的介质顺利进入泵内，减少进口管中固体过量堆积带来的堵塞风险，增强旋流泵的输送能力。
本发明所采用的技术方案如下：
一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，包括筒壁，在筒壁内侧等间距设置若干组导轨叶片，从所述筒壁的进口至出口，每组中的导轨叶片沿周向均匀布置，相邻组导轨叶片之间相互错开；且所有导轨叶片的进口安放角相同，取20°～40°。
进一步，所述筒壁为圆柱形；且筒壁的长度L＝n*D，n是D的整数倍数，取值范围是2～4,其中，D为旋流泵进口管内径；
进一步，所述导轨叶片设有3组，每一组分别设置在筒壁的1/n、2/n、......、n-1/n位置处；
进一步，每组所述导轨叶片沿筒壁内侧周向等角度布置3片；
进一步，所述导轨叶片的厚度均匀，且导轨叶片的宽度是0.1D，导轨叶片的长度为0.5D；
进一步，所述导轨叶片来流方向的端面设有倒角，倒角范围为30°～45°，端面能够对进入的固体介质进行切割。
进一步，所述导轨叶片采用硬度较高的不锈钢材质，从而获得更好的硬度切割性能。
本发明的有益效果：
本发明所设计的进口段消旋装置，除了能够减小泵腔前的预旋，避免不必要的水力损失；还能提升泵的通过性和无过载性，该发明在进口段壁面上的导轨能够在旋流泵输送两相流介质时，引导受预旋流影响的固体及时进入泵腔，避免在进口段造成半堵塞现象影响整泵通过率，此外，预旋流的圆周运动和导轨端面的锋利倒角形成了动静干涉，能够切碎纤维类杂质，避免其进入泵腔缠绕叶轮，减少电机因轴功率升高而产生的损坏风险。
此发明相较于在泵腔内部设置消旋装置的发明更容易制造加工，长期工作磨损后，只需要更换进口段，而不需要更换旋流泵；如遇到复杂工况需根据输送的介质不同相应的调整消旋装置时，只需改进进口段即可。
附图说明
图1为该进口段消旋装置半剖示意图；
图2为该进口段消旋装置内部结构展开图；
图3为该进口段消旋装置结构侧视图；
图4为导轨叶片结构示意图；
图中，1、进口法兰，2、筒壁，3、导轨叶片，4、出口法兰。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明所设计的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，包括筒壁2，筒壁2为呈圆柱筒装，且两端分别是进口法兰1和出口法兰4，出口法兰4用于与旋流泵进口段的法兰连接。筒壁2的内径与旋流泵进口管内径D一样，筒壁2的长度L是2-4倍的旋流泵进口管内径D，筒壁2长度L的设定是为了更好的吸入旋流泵进口2D～4D位置处的预旋流。
在本实施例中，如图1、2和3，筒壁2的长度L＝4*D，在筒壁2的内侧，等间距焊接有3组导轨叶片3，每一组设有3片相同的导轨叶片3，且所有的导轨叶片3的进口安放角选择40°，每一组的导轨叶片3在筒壁2内同一高度沿周向均匀布置。第一组中的导轨叶片3焊接在筒壁2距离进口来流端的1/4长度处；第二组中的导轨叶片3焊接在筒壁2距离进口来流端的2/4长度处，且放置方向与第一组相同，但是第二组中的导轨叶片3的安装位置与第一组交错开来；第三组中的导轨叶片3焊接在筒壁2距离进口来流端的3/4长度处，且放置方向与第一组放置位置相同，与第二组交错开来，可以在保证导流性的基础上最大限度减少导轨叶片3的布置数量，不影响其原有的过流能力，同时减小了生产制造成本。本发明消旋装置的导轨叶片3安装时将导轨叶片3的凹面正对来流方向，凹面型线对来流的扰动较小，能够利于介质的疏导。
如图4所示，每一片导轨叶片3的厚度均匀，在本实施例中导轨叶片3的厚度h＝1～2mm，且导轨叶片3的宽度a＝0.1D，对过流面积影响较小。且为了有利于切碎入口端的介质，将每一片导轨叶片3的入流端的端面铣成30°～45°倒角，该角度已较为锋利，能够有效体现剪切作用，且具备一定强度，不易被硬质颗粒撞断，能够延长装置的使用寿命。
在旋流泵的工作中，将本发明所设计的消旋装置与旋流泵的入口端相连接，进口管处的预旋流易裹挟部分固相介质在进口管中做周向圆周运动，在不同工况下预旋流集中区域略有不同，主要分布在消旋装置的几处导轨叶片3安装的位置，通过安装导轨叶片3能够对预旋流起到引导作用，改变受预旋流影响的介质的流动方向，使其脱离预旋区域更快进入泵腔
同时，由于导轨叶片3的入流端端面锋利，可以将吸入固体介质的进行切割，输送时遇到较大硬质颗粒能够击碎颗粒，防止大颗粒堵塞叶轮流道或蜗壳隔舌处；输送纤维状介质时，锋利端面能够切断长纤维介质，防止过长纤维进入泵腔后缠绕住叶轮，引发电机过载。
综上所述，本发明根据旋流泵输送固体介质时的特点，通过改进旋流泵进口段的基本结构，即加入螺旋形导轨叶片3结构，通过加强流道内对介质的约束作用，来引导因受预旋流影响而滞留在进口段中的介质顺利进入泵内，有助于减少进口管中固体过量堆积带来的堵塞风险，增强旋流泵的输送能力；固定在进水管中的导轨叶片3还起到了切割作用，在输送含有长纤维的复杂介质时，来流速度一般在2～3m/s且伴随着预旋流做圆周运动，能与锋利的导轨前端充分接触，导轨叶片3能有效的切碎部分介质，防止进入泵腔后缠绕叶轮，提高了旋流泵的抗堵塞性和无过载性。
本发明所设计的消旋装置，不局限于旋流泵，其他进口存在较强预旋流现象的两相流泵种也可使用该装置。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，包括筒壁(2)，在筒壁(2)内侧等间距设置若干组导轨叶片(3)，从所述筒壁(2)的进口至出口，每组中的导轨叶片(3)沿周向均匀布置，相邻组导轨叶片(3)之间相互错开；且所有导轨叶片(3)的进口安放角相同。
2.根据权利要求1所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，所述筒壁(2)为圆柱形；且筒壁(2)的长度L＝n*D，n＝2-4,其中，D为旋流泵进口管内径。
3.根据权利要求1或2所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，所述导轨叶片(3)设有3组，每一组分别设置在筒壁(2)的1/n、2/n、......、n-1/n位置处。
4.根据权利要求3所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，每组所述导轨叶片(3)沿筒壁(2)内侧周向等角度布置3片。
5.根据权利要求3所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，所述导轨叶片(3)的厚度均匀，且导轨叶片(3)的宽度是0.1D，导轨叶片(3)的长度为0.5D。
6.根据权利要求5所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，所述导轨叶片(3)来流方向的端面设有倒角，倒角范围为30°～45°，端面能够对进入的固体介质进行切割。
7.根据权利要求6所述的一种适用于旋流泵进口段的消旋装置，其特征在于，所述导轨叶片(3)采用硬度较高的不锈钢材质。
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