CN111852898A - 潜水轴流泵流道扩散处的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种潜水轴流泵流道扩散处的结构；该潜水轴流泵流道扩散结构包括：进水喇叭口、叶轮、导叶体、出水扩散管和电机；进水喇叭口和叶轮外部是通过法兰连接；叶轮和导叶体内部是通过电机轴和电机连接，叶轮和导叶体外部是通过法兰连接；导叶体和出水扩散管外部是通过法兰连接；出水扩散管和导叶体的流道处均设置有扩散锥度。本发明提供的出水扩散管和导叶体处流道是通过一定的扩散锥度设计得到。这种设计使得从叶轮处出来的流体流动有序，大大显著降低了流动分离现象和旋涡的产生，有效地减小了叶轮之后的流动损失，大大提高了泵运行效率。

Description

潜水轴流泵流道扩散处的结构
技术领域
本发明涉及一种泵的流道扩散处的结构，具体涉及一种使得从叶轮处出来的流体流动有序，显著降低了流动分离现象和旋涡的产生，有效地减小了叶轮之后的流动损失，大大提高了泵运行效率的潜水轴流泵流道扩散处的结构。
背景技术
现有潜水轴流泵，其出水管道为井筒式出水流道，且导叶体部分流道是等距的(如图1所示，任意取流道内两个截面，LA＝LB)。虽然这种出水流道在生产上较为简便和经济，但这种出水流道不利于流体有序流动，容易发生流动分离现象，增大流动损失，从而降低泵运行效率。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种使得从叶轮处出来的流体流动有序，显著降低了流动分离现象和旋涡的产生，有效地减小了叶轮之后的流动损失，大大提高了泵运行效率的潜水轴流泵流道扩散处的结构。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种潜水轴流泵流道扩散处的结构；所述潜水轴流泵流道扩散处的结构包括：
进水喇叭口、叶轮、导叶体、出水扩散管和电机；
所述进水喇叭口和叶轮外部是通过法兰连接；所述叶轮和导叶体内部是通过电机轴和电机连接，所述叶轮和导叶体外部是通过法兰连接；所述导叶体和出水扩散管外部是通过法兰连接。
出水扩散管和导叶体的流道处设置有扩散锥度。
所述扩散锥度的范围为：8°-12°。
所述出水扩散管为一个外宽内窄的喇叭口。
在本发明的具体实施例子中；所述扩散锥度为导叶体处的流道与出水扩散管的流道在等效成圆面积之后，流道两边的夹角。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管分为六段，从接近导叶体到远离导叶体依次为出水扩散管第一段、出水扩散管第二段、出水扩散管第三段、出水扩散管第四段、出水扩散管第五段、出水扩散管第六段。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管第一段和出水扩散管第二段之间的夹角范围为：10°-20°。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管第二段和出水扩散管第三段之间的夹角范围为：5°-15°。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管第三段和出水扩散管第四段之间的夹角范围为：5°-10°。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管第四段和出水扩散管第五段之间的夹角范围为：10°-30°。
在本发明的具体实施例子中；所述出水扩散管第五段和出水扩散管第六段之间的夹角范围为：10°-20°。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的潜水轴流泵流道扩散处的结构具有如下优点：本发明提供的出水扩散管和导叶体处流道是通过一定的扩散锥度设计得到。这种设计使得从叶轮处出来的流体流动有序，显著降低了流动分离现象和旋涡的产生，有效地减小了叶轮之后的流动损失，大大提高了泵运行效率。
附图说明
图1是现有产品结构示意图。
图2是本发明的结构示意图。
图3-1为本发明中设计计算示意图之一。
图3-2为图3-1的右视图。
图3-3为本发明中设计计算示意图之二。
图3-4为图3-3的右视图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
由图1可知：现有潜水轴流泵包括：进水喇叭口1、叶轮2、导叶体3、井筒式出水流道4和电机5。所述进水喇叭口1和叶轮2外部是通过法兰连接；所述叶轮2和导叶体3内部是通过电机轴和电机5连接，外部是通过法兰连接。
由图2可知：本发明包括：进水喇叭口1、叶轮2、导叶体3、出水扩散管4和电机5。进水喇叭口1和叶轮2外部是通过法兰连接；叶轮2和导叶体3内部是通过电机轴和电机5连接，外部是通过法兰连接；导叶体3和出水扩散管4外部是通过法兰连接。其中出水扩散管和导叶体处流道的锥度均通过一定的扩散锥度进行设计，通常范围为8°～12°。
在具体的实施过程中，出水扩散管4为一个外宽内窄的喇叭口；出水扩散管4分为六段，从接近导叶体3到远离导叶体3依次为出水扩散管第一段401、出水扩散管第二段402、出水扩散管第三段403、出水扩散管第四段404、出水扩散管第五段405、出水扩散管第六段406。
出水扩散管第一段401和出水扩散管第二段402之间的夹角范围为：10°-20°；出水扩散管第二段402和出水扩散管第三段403之间的夹角范围为：5°-15°；出水扩散管第三段403和出水扩散管第四段404之间的夹角范围为：5°-10°；出水扩散管第四段404和出水扩散管第五段405之间的夹角范围为：10°-30°；出水扩散管第五段405和出水扩散管第六段406之间的夹角范围为：10°-20°。以上参数可以根据具体的制作要求选择，在具体的运用中，也可以选择其他参数。
其中出水扩散管和导叶体处流道的锥度均通过一定的扩散锥度进行设计，通常范围为8°-12°。这里的扩散锥度为导叶体3处的流道与出水扩散管的流道在等效成圆面积之后，流道两边的夹角。
本发明具体设计步骤如下：
1、选择初始计算截面，计算流道面积。
2、将流道面积等效成圆面积，计算出等效圆半径。
3、选择第二个计算截面位置，测量两者之间的距离。
4、根据选择的扩散锥度，计算该处等效圆半径以及等效圆面积。
5、将等效圆面积换算成流道面积，通过测量流道内半径，计算流道外半径。
6、以此类推，直至限定的流道半径。
7、连接计算的各流道外半径，完成出水扩散管结构设计；导叶体处流道设计重复上述步骤。
本发明的出水扩散管和导叶体处流道设计可以使从叶轮处出来的流体缓慢扩散到出水流道中，避免因管径突变而产生的流动分离现象和旋涡，有效地降低叶轮之后的流动损失，从而提高泵运行效率。
本发明的导叶体处流道和出水扩散管设计充分考虑了中间电机和轮毂占据的过流面积，并通过新的设计方法和选择合适的扩散锥度设计导叶体处流道和出水扩散管，使过流面积逐渐增大至设计的出口管道截面积。这有利于从叶轮处出来的流体缓慢扩散到出水流道中，避免因管径突变造成过流面积变化较快，引发流体速度突降，并由此产生流动分离现象和旋涡。因此用该方法设计的流道可以有效地降低叶轮之后因流动分离和旋涡产生的流动损失，从而提高泵整体运行效率。
下面是一个具体的计算推导过程。图3-1为本发明中设计计算示意图之一。图3-2为图3-1的右视图。图3-3为本发明中设计计算示意图之二。图3-4为图3-3的右视图。如上述图所示，为设计计算示意图，具体步骤如下：
1、选择扩散起始计算位置(如图3-3和3-4中a2)，计算圆环流道面积Sa2。
2、等效成圆面积Sa1，即保证Sa1＝Sa2，再计算出等效圆a1的半径Ra1。
3、选定第二个计算截面位置b2，测量a2和b2两者之间的距离L2。
4、保证L1＝L2，并根据选择的扩散锥度(如图中所示，本发明中扩散锥度指等效成圆面积之后，流道两边的夹角。此处计算选择的扩散锥度为10°)计算该处等效圆半径Rb1以及等效圆面积Sb1。
5、根据Sb1＝Sb2和b2处的圆环流道内半径，计算b2处的圆环流道外半径。
6、以此类推，计算c2处的圆环流道外半径。
7、连接由计算得到的圆环流道外半径确定的各点，即形成扩散流道a2→b2→c2。
8、根据上述计算方法，确定本发明中导叶体处流道和出水扩散管结构设计。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种潜水轴流泵流道扩散处的结构；其特征在于：所述潜水轴流泵流道扩散处的结构包括：
进水喇叭口、叶轮、导叶体、出水扩散管和电机；
所述进水喇叭口和叶轮外部是通过法兰连接；所述叶轮和导叶体内部是通过电机轴和电机连接，所述叶轮和导叶体外部是通过法兰连接；所述导叶体和出水扩散管外部是通过法兰连接；
出水扩散管和导叶体的流道处设置有扩散锥度；
所述扩散锥度的范围为：8°-12°；
所述出水扩散管为一个外宽内窄的喇叭口。
2.根据权利要求1所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述扩散锥度为导叶体处的流道与出水扩散管的流道在等效成圆面积之后，流道两边的夹角。
3.根据权利要求1所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管分为六段，从接近导叶体到远离导叶体依次为出水扩散管第一段、出水扩散管第二段、出水扩散管第三段、出水扩散管第四段、出水扩散管第五段、出水扩散管第六段。
4.根据权利要求3所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管第一段和出水扩散管第二段之间的夹角范围为：10°-20°。
5.根据权利要求3所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管第二段和出水扩散管第三段之间的夹角范围为：5°-15°。
6.根据权利要求3所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管第三段和出水扩散管第四段之间的夹角范围为：5°-10°。
7.根据权利要求3所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管第四段和出水扩散管第五段之间的夹角范围为：10°-30°。
8.根据权利要求3所述的潜水轴流泵流道扩散处的结构，其特征在于：所述出水扩散管第五段和出水扩散管第六段之间的夹角范围为：10°-20°。
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