CN1122137C

CN1122137C - 内置式对旋轴流泵

Info

Publication number: CN1122137C
Application number: CN 01109652
Authority: CN
Inventors: 吴玉林; 王德军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2003-09-24
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: CN1319727A

Abstract

本发明涉及一种内置式对旋轴流泵，该轴流泵包括两台潜水电机、前置叶轮和后置叶轮；潜水电机与轴流泵的泵体相对固定；前置叶轮与一台潜水电机同轴安装在靠进水段壳体一侧，后置叶轮与另一台潜水电机同轴安装在靠出水段壳体一侧；前置叶轮叶片与后置叶轮叶片之间存在轴向间隙。本发明的内置式对旋轴流泵具有扬程高、效率高、体积小等特点；因此，它大大拓宽了普通轴流泵的使用范围，是一种应用更为广泛、更富社会价值与经济价值的新型泵。

Description

内置式对旋轴流泵

本发明涉及一种内置式对旋轴流泵，属于泵送液体的机械设备技术领域。

已经有的轴流泵的工作原理可参见图1，轴流泵通过其吸入室1、叶轮2、导叶体3、出水弯管4将能量传递给被抽送的液体，使其能量增加，从而实现抽送液体的目的。

其吸入室的主要作用和要求为：1)将水引入叶轮进口；2)吸入室中水力损失要小；3)液体自吸入室流入叶轮吸入口时，速度分布要均匀。

其叶轮的工作原理是：轴流泵的叶轮主要由几个叶片组成环列叶栅，叶栅中的一个翼型如图2所示，翼型的圆周速度为U，进口前液流的绝对速度为V，则液流相对于翼型的相对速度为W，且W＝V-U，液流以相对速度W绕流翼型时，作用在翼型上的力为P，则翼型作用在液流上的力为R，且R＝-P，R对液流作功，其功率为R·U；正因如此，液体流过叶轮时，其动能和压能皆得到了增加。

其导叶体的主要作用为：几乎全部消除液体的旋转环量，同时将部分旋转动能转化为压能。

其出水弯管的主要作用是将液体引出，并部分回收液流能量。

上述普通轴流泵是一种高比转数的叶片泵，其比转数范围一般在500～1600之间；它的特点就是流量大、扬程低；因此，它经常充当为一种“大流量、低扬程”泵，其最大流量可达70m²/s左右，而扬程一般低于25m。也正因这些特点；因此，其转速低，体积大。

本发明的目的是设计一种内置式对旋轴流泵，使其区别于普通轴流泵，其原动机为潜水电机，并且内置于流道之中，同时互为反向驱动前置叶轮与后置叶轮，共同将能量传递给被抽送的液体，使其能量增加，从而实现抽送液体的机器。

本发明设计的内置式对旋轴流泵，包括两台潜水电机、前置叶轮和后置叶轮；潜水电机与轴流泵的壳体相对固定；前置叶轮与一台潜水电机同轴安装在靠进水段壳体一侧，后置叶轮与另一台潜水电机同轴安装在靠出水段壳体一侧；前置叶轮叶片与后置叶轮叶片之间的轴向间隙S为前置叶轮叶片中弦长L的35％～65％，前置叶轮与后置叶轮的转速比为1∶0.65～1.75；前置叶轮与后置叶轮的外径D为100mm～5000mm，轮毂比D_h∶D＝1∶0.3～0.7，叶片数Z为3～7枚。

由于内置式对旋轴流泵与普通轴流泵相比具有扬程高、效率高、体积小等特点；因此，它大大拓宽了普通轴流泵的使用范围，并且可以部分替代混流泵，是一种应用更为广泛、更富社会价值与经济价值的新型泵。在工业、农业、民用、军用、尖端科学等领域都要应用内置式对旋轴流泵。其具体应用在以下行业：农业灌溉、排涝、城市供水、电力工业、循环系统、化学工业、石油工业、煤矿工业、造船工业、轻纺食品工业、军事工业、水利建设、航空工业、尖端科学等各行各业。

本发明还可以产生以下几方面的效果：

1、内置式对旋式轴流泵可以看成是两级轴流泵，它与普通轴流泵相比具有较高的扬程；因此，其使用范围更广。

2、在同样的设计参数要求下，与普通轴流泵相比，内置式对旋式轴流泵转速较低；因此，其体积小，结构紧凑。

3、内置式对旋式轴流泵其潜水电机与泵本身公用主轴，属于直联式驱动，可以省略联轴器。

4、与普通轴流泵相比，内置式对旋式轴流泵的比转数较大，效率要提高3％～8％；特别是其有更宽广地稳定运行范围，从而大大提高了变工况运行的适应性和机组运行效率。

5、原轴流泵的叶轮与固定导叶组合流道的流场是“动静”耦合关系；内置式对旋式轴流泵的前、后叶轮组合流道的流场是“动动”耦合关系。由于后置叶轮有进口预旋，因此，可以大大提高该泵的汽蚀性能。同时，在设计前置叶轮时，可以对前置叶轮应用高汽蚀性能的设计方法，而后置叶轮应用低汽蚀性能的设计方法；从而改善整台泵的汽蚀性能和使用寿命。

附图说明：

图1是普通轴流泵的结构示意图。

图2a和图2b分别是已有轴流泵叶轮工作原理图。

图3是本发明设计的内置式对旋轴流泵结构示意图。

图4是前置叶轮、后置叶轮尺寸参数及间隙示意图。

图5是前置叶轮叶片(D+D_h)/2处弦长L示意图。

图1～图5：1是吸入室，2是叶轮，3是导叶体，4是出水弯管，5是进水段，6是潜水电机，7是变频调速器，8是前置叶轮，9是前段壳体，10是后置叶轮，11是后段壳体，12是出水段。

如图3所示，本发明设计的内置式对旋轴流泵，包括两台潜水电机6、前置叶轮8和后置叶轮10；潜水电机6与轴流泵的壳体9相对固定；前置叶轮8与一台潜水电机6同轴安装在靠进水段壳体9一侧，后置叶轮与另一台潜水电机同轴安装在靠出水段壳体11一侧。

如图4和图5所示，上述内置式对旋轴流泵中，前置叶轮叶片与后置叶轮叶片之间的轴向间隙S为前置叶轮叶片中弦长L的35％～65％，前置叶轮与后置叶轮的转速比为1∶0.65～1.75；前置叶轮与后置叶轮的外径D为100mm～5000mm，轮毂比D_h∶D＝1∶0.3～0.7，叶片数Z为3～7枚。

上述内置式对旋轴流泵中，前置叶轮8，后置叶轮10分别由两台潜水电机6在两侧直接互为反向驱动；而且泵的进、出口在同一轴线，当要求反向输送介质时，只需将泵反向安装即可，即具有双向性；潜水电机外形成流线形，其肋板具有支撑与导流双重作用；当去除其底脚(图3中的虚线)时，可作为管道式潜水对旋轴流泵；因此，整机安装方便快捷，结构简捷紧凑。其进、出口之间的相对位置也可以成垂直等多种角度关系。

附1：设计示例：设计参数：流量Q＝270m³/h，扬程H＝4m，转速n＝1440r/min，轴功率P_a＝3.4kW，电机功率P＝5.5Kw，效率η＝86.6％。

设计结果：叶轮外径D＝180mm，轮毂直径D_h＝80mm，轮毂比D_h/D＝0.444，叶片数Z＝4枚，前置叶轮叶片与后置叶轮叶片之间的轴向间隙S＝40.8mm，前置叶轮叶片中弦长L＝84.15mm，S/L＝48.5％。

Claims

1、一种内置式对旋轴流泵，其特征在于该轴流泵包括两台潜水电机、前置叶轮和后置叶轮；潜水电机与轴流泵的泵壳相对固定；前置叶轮与一台潜水电机同轴安装在靠进水段壳体一侧，后置叶轮与另一台潜水电机同轴安装在靠出水段壳体一侧；前置叶轮叶片与后置叶轮叶片之间的轴向间隙S为前置叶轮叶片中弦长L的35％～65％，前置叶轮与后置叶轮的转速比为1∶0.65～1.75；前置叶轮与后置叶轮的外径D为100mm～5000mm，轮毂比D_h∶D＝1∶0.3～0.7，叶片数Z为3～7枚。