CN111503001A - 一种叶轮直径可调的离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于离心泵技术领域，涉及一种叶轮直径可调的离心泵，包括泵壳，设置于泵壳内的叶轮，以及能够驱动叶轮转动的电机，所述泵壳内还设有可上下移动的涨紧组件，所述叶轮上设有与涨紧组件相匹配的涨紧槽，通过所述涨紧组件的上下移动能够实现对叶轮的挤压或放松，从而能够实现对叶轮直径的调节，泵壳上下两侧分别设有电机和液压缸，电机的输出轴贯穿至泵壳内部依次与上涨紧塞和叶轮固定连接，液压缸的活塞杆贯穿至泵壳内部与下涨紧塞可转动连接。本发明通过改变叶轮直径大小改变离心泵的流量，能够增加离心泵的规格，匹配不同系统；同时加装前置导叶进行预旋调节，能够减少流动损失和离心泵叶轮进口冲击损失，提高离心泵的水力性能。

Description

一种叶轮直径可调的离心泵

技术领域

本发明属于离心泵技术领域，具体涉及一种叶轮直径可调的离心泵。

背景技术

泵是一种把原动机的机械能转换为所抽送液体能量的机械，种类繁多，应用范围广，在国民经济各部门中占有重要的地位。在泵的各种类型中，离心泵的数量占75％以上，广泛应用于电力、石化、水利、航天等领域。为了节约能源、提高经济性，人们对泵的性能要求越来越高，用户为了确保泵能够满足所有的工况条件而在泵的选项过程中过于保守，所选泵对于系统而言容量过大。为了保证泵能够充分满足系统的需求，通常忽略选取过大的泵所增加的成本，只考虑增大泵的容量来保证系统运行的安全性要求。这种方式导致了更高的系统运行及维护保养成本。此外，在低效率的运行操作条件下，泵选型过大通常情况下比流量和扬程与系统匹配的泵需要更频繁的维护保养。过大的流动能量提高了磨损并且损害系统部件，导致阀门损害、管道系统承压增加及噪音问题出现。为了更好匹配不同系统的要求，需要离心泵改变流量，调节工况。离心泵流量常用的调节方法为变速调节(改变水泵转速)、变径调节(切削叶轮)、变角调节(改变叶片安装角度)等，这些调节方式都需要对离心泵进行拆解并更换相应零部件。离心泵的拆卸、检验、安装步骤较为复杂，在实际的生产应用中会耗费大量资源。

发明内容

本发明的目的是针对目前现有的离心泵流量调节方式较复杂的问题，设计的一种叶轮直径可调的离心泵，通过叶轮直径的调节能够实现离心泵流量的调节。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种叶轮直径可调的离心泵，包括泵壳，设置于泵壳内的叶轮，以及能够驱动叶轮转动的电机，所述泵壳内还设有可上下移动的涨紧组件，所述叶轮上设有与涨紧组件相匹配的涨紧槽，通过所述涨紧组件的上下移动能够实现对叶轮的挤压或放松，从而能够实现对叶轮直径的调节。

优选的，所述泵壳上下两侧分别设有电机和液压缸，所述电机的输出轴贯穿至泵壳内部依次与上涨紧塞和叶轮固定连接，所述液压缸的活塞杆贯穿至泵壳内部与下涨紧塞可转动连接。

优选的，所述叶轮包括依次连接的前盖板、叶片和后盖板，所述前盖板上设有与下涨紧塞相匹配的下涨紧槽，所述后盖板上设有与上涨紧塞相匹配的上涨紧槽。

优选的，所述上涨紧塞固定连接在上涨紧槽内，所述下涨紧塞活动连接在下涨紧槽内，所述上涨紧塞和下涨紧塞均为梯形圆台结构，且彼此对称设置。

优选的，所述下涨紧塞中部设有与活塞杆相匹配的安装孔，所述安装孔与活塞杆之间通过滚动轴承可转动连接。

优选的，所述下涨紧塞上贯穿有与叶轮进水口直径一致的环形进水道，所述进水道的底部设有前置导叶，所述前置导叶上设有支撑钢条。

优选的，所述电机通过连接件安装在泵壳上方，所述液压缸通过端盖安装在泵壳底部，所述泵壳左右两侧分别设有进水口法兰和出水口法兰。

优选的，所述叶轮选用封闭式叶轮，所述叶轮材料选用可拉伸的高分子材料。

采用上述技术方案后，本发明提供的一种叶轮直径可调的离心泵具有以下有益效果：

(1)本发明利用高分子材料制作的叶轮的拉伸性，通过可上下移动的涨紧组件对叶轮的挤压或放松，实现对叶轮直径的改变，叶轮直径的改变进而改变了叶轮的端速，由此改变传输到系统流体当中的能量，从而改变离心泵所产生的流量和压力。

(2)本发明通过改变叶轮直径使离心泵的流量和扬程与系统匹配，保证系统运行安全的同时提高效率，避免过大的流动能量造成的磨损及噪声问题。

(3)本发明在叶轮进水口装入下涨紧塞，下涨紧塞进水道底部加装前置导叶进行预旋调节，通过前置导叶的预旋调节能够改变离心泵特性曲线的形状和提高离心泵的水力性能。

附图说明

图1为本发明一种叶轮直径可调的离心泵的结构示意图；

图2为本发明一种叶轮直径可调的离心泵的剖视图；

图3为本发明中下涨紧塞与活塞杆连接局部放大图；

图4为本发明中叶轮和上、下涨紧塞的立体图；

图5为本发明中叶轮的结构示意图；

图6为本发明中叶轮的叶片结构示意图；

图7为本发明中下涨紧塞的结构示意图。

其中：泵壳1、叶轮2、电机3、液压缸4、输出轴5、上涨紧塞6、活塞杆7、下涨紧塞8、前盖板9、叶片10、后盖板11、安装孔12、滚动轴承13、进水口14、进水道15、前置导叶16、支撑钢条17、连接件18、端盖19、进水口法兰20、出水口法兰21。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明一种叶轮直径可调的离心泵，如图1-7所示，包括泵壳1，设置于泵壳1内的叶轮2，以及能够驱动叶轮2转动的电机3，所述泵壳1内还设有可上下移动的涨紧组件，所述叶轮2上设有与涨紧组件相匹配的涨紧槽，通过所述涨紧组件的上下移动能够实现对叶轮2的挤压或放松，从而能够实现对叶轮2直径的调节。

所述泵壳1左右两侧分别设有进水口法兰20和出水口法兰21，液体由进水口法兰20进入泵壳1内部，经叶轮2离心后由出水口法兰21排出。

所述叶轮2选用封闭式叶轮，所述叶轮2材料选用可拉伸的高分子材料，具体包括由下至上依次连接的前盖板9、叶片10和后盖板11，利用叶轮2的拉伸性，通过对叶轮2的挤压可实现对叶轮2直径的改变。

所述电机3通过连接件18安装在泵壳1上方，所述电机3的输出轴5贯穿至泵壳1内部依次与上涨紧塞6和叶轮2的后盖板11固定连接，所述后盖板11上设有与上涨紧塞6相匹配的上涨紧槽，所述上涨紧塞6固定连接在上涨紧槽内，所述上涨紧塞6和后盖板11上设有与输出轴5相匹配的固定孔。

所述液压缸4通过端盖19安装在泵壳1底部，所述液压缸4的活塞杆7贯穿至泵壳1内部与下涨紧塞8可转动连接，通过活塞杆7的伸缩能够带动下涨紧塞8的上升或下降，所述前盖板9上设有与下涨紧塞8相匹配的下涨紧槽，所述下涨紧塞8活动连接在下涨紧槽内，通过下涨紧塞8的上升或下降能够实现压紧在下涨紧槽内或离开下涨紧槽，具体的，所述下涨紧塞8中部设有与活塞杆7相匹配的安装孔12，所述安装孔12与活塞杆7之间通过滚动轴承13可转动连接，所述下涨紧塞8上贯穿有与叶轮2进水口14直径一致的环形进水道15，所述进水口14设置在叶轮2的前盖板9上，所述进水道15的底部设有前置导叶16，能够对液体进行预旋调节用以提高离心泵的水力性能，所述前置导叶16上设有支撑钢条17，用来支撑前置导叶16并传递来自活塞杆7的力矩使下涨紧塞8上升或下降。

进一步的，上述上涨紧塞6和下涨紧塞8均为梯形圆台结构，且彼此对称设置，靠近叶轮2的一端为直径小的一端。

本发明一种叶轮直径可调的离心泵工作时，根据系统匹配所需要的流量和扬程，液压缸4进行上升或下降使下涨紧塞8对叶轮2进行挤压、放松从而改变叶轮2的直径，改变离心泵的流量和压力。

初始状态下，上涨紧塞6嵌入叶轮2后盖板11外表面与上涨紧塞6弧度相同的上涨紧槽内，且与输出轴5固定连接，保持位置固定，当需要增加流量时，液压缸4增加油压，活塞杆7上升，下涨紧塞8在活塞杆7的作用下，并且下涨紧塞8上的支撑钢条17传递活塞杆7的力矩，带动下涨紧塞8上升嵌入叶轮2的前盖板9外表面与下涨紧塞8相同弧度的下涨紧槽内(由于下涨紧塞8嵌入叶轮2凹槽，且下涨紧塞8与活塞杆7通过滚动轴承13连接，叶轮2转动将带动下涨紧塞8与滚动轴承13转动，活塞杆7不转动)，由于叶轮2后盖板11位置固定，下涨紧塞8继续上升则对叶轮2进行挤压，利用高分子材料较好的拉伸性，扩大叶轮2直径，进而提升叶轮2的端速，提高了传递到系统流体介质上的能量，增加离心泵所产生的流量和压力；同时，下涨紧塞8处安装有前置导叶16进行预旋调节，可以减小流动损失和水泵叶轮2进口冲击损失，提高离心泵水力性能。

当需要减小流量时，液压缸4的活塞杆7下降，带动下涨紧塞8向下移动，下涨紧塞8给叶轮2的压力减小，叶轮2慢慢回弹收缩，叶轮2直径减小，从而降低叶轮2的端速，降低了离心泵所产生的流量和压力。

综上所述，本发明提供的一种叶轮直径可调的离心泵，结构简单，实用性强，通过改变叶轮直径大小改变离心泵的流量，能够增加离心泵的规格，匹配不同系统；同时加装前置导叶进行预旋调节，能够减少流动损失和离心泵叶轮进口冲击损失，提高离心泵的水力性能，具有很大的市场价值，值得广泛推广应用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种叶轮直径可调的离心泵，包括泵壳(1)，设置于泵壳(1)内的叶轮(2)，以及能够驱动叶轮(2)转动的电机(3)，其特征在于：所述泵壳(1)内还设有可上下移动的涨紧组件，所述叶轮(2)上设有与涨紧组件相匹配的涨紧槽，通过所述涨紧组件的上下移动能够实现对叶轮(2)的挤压或放松，从而能够实现对叶轮(2)直径的调节。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述泵壳(1)上下两侧分别设有电机(3)和液压缸(4)，所述电机(3)的输出轴(5)贯穿至泵壳(1)内部依次与上涨紧塞(6)和叶轮(2)固定连接，所述液压缸(4)的活塞杆(7)贯穿至泵壳(1)内部与下涨紧塞(8)可转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述叶轮(2)包括依次连接的前盖板(9)、叶片(10)和后盖板(11)，所述前盖板(9)上设有与下涨紧塞(8)相匹配的下涨紧槽，所述后盖板(11)上设有与上涨紧塞(6)相匹配的上涨紧槽。

4.根据权利要求3所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述上涨紧塞(6)固定连接在上涨紧槽内，所述下涨紧塞(8)活动连接在下涨紧槽内，所述上涨紧塞(6)和下涨紧塞(8)均为梯形圆台结构，且彼此对称设置。

5.根据权利要求2所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述下涨紧塞(8)中部设有与活塞杆(7)相匹配的安装孔(12)，所述安装孔(12)与活塞杆(7)之间通过滚动轴承(13)可转动连接。

6.根据权利要求2所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述下涨紧塞(8)上贯穿有与叶轮(2)进水口(14)直径一致的环形进水道(15)，所述进水道(15)的底部设有前置导叶(16)，所述前置导叶(16)上设有支撑钢条(17)。

7.根据权利要求2所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述电机(3)通过连接件(18)安装在泵壳(1)上方，所述液压缸(4)通过端盖(19)安装在泵壳(1)底部，所述泵壳(1)左右两侧分别设有进水口法兰(20)和出水口法兰(21)。

8.根据权利要求1所述的一种叶轮直径可调的离心泵，其特征在于：所述叶轮(2)选用封闭式叶轮，所述叶轮(2)材料选用可拉伸的高分子材料。

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