CN112628193B - 一种泵及其带轮箍可调速的诱导轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泵及其带轮箍可调速的诱导轮，属于流体机械领域。本发明的诱导轮包括同轴设置的叶轮和诱导轮，叶轮的进口直口环与诱导轮轮箍之间安装有调速装置，调速装置为两组啮合的齿轮组，通过设置齿轮之间的传动比，使得诱导轮在与叶轮同轴旋转的同时，根据齿轮组的不同传动比，实现诱导轮与叶轮的转速不同，有效地改善因进口流速变化而产生的空化现象；本发明的诱导轮带有轮箍，用于解决诱导轮运行过程中存在的叶顶间隙空化和叶顶间隙泄漏流的问题；本发明还可以实现诱导轮与叶轮的转向相反，进一步的提高泵的抗空化性能。

Description

一种泵及其带轮箍可调速的诱导轮

技术领域

本发明涉及流体机械领域，特别涉及到一种泵用带轮箍可调速的诱导轮。

背景技术

泵在实际运行时，极易发生空化，产生空化的主要原因有以下几方面：倒灌高度不够，造成有效气蚀余量下降；空气进入泵内；密封间隙大，造成间隙空化；长期偏离设计工况运行，造成叶片内流速过快；泵超负荷运行；压力和流量分布不均，产生汽泡；运行方式不当等。其中，当泵的水量大大超过设计值时，由于大流量引起叶轮进口速度增加，从而引起泵进口至叶轮的压力以及进口管路中的压力降增加，超过空化界限，产生严重空化。为了防止或者减轻空化现象的方法有很多，如改变叶片进口结构、改变入口流道结构或者加装辅助装置。

目前，进口处加诱导轮是提高离心泵空化性能的最为有效的方法之一，是较为常用的方法。诱导轮用于提高离心泵的吸入性能，其进口冲角小、叶片数较少、叶片载荷低、叶栅稠密度高，不仅自身空化性能良好，而且可增加离心轮的进口流体能量；此外，在装置空化余量不足时，可以延长叶轮、泵体和盖板等过流部件的使用寿命。

现有技术公开了一种带对旋式诱导轮的离心泵，通过齿轮组的带动下实现诱导轮相反旋向的旋转，且其转速可以根据齿轮组的不同传动比来实现不同转速，使得诱导轮的设计可以得到进一步的优化，同时提高离心泵的空化性能。但是该装置没有考虑叶顶间隙产生空化的情况，不能满足某些场合的要求。

现有技术公开了一种无叶顶间隙空化的短距诱导轮，通过在诱导轮轮毂体的周向均匀设有一圈轴流式叶片，且轴流式叶片的外缘同轴设有轮缘环套，轴流式叶片与轮缘环套的内表面固接为一体，解决了诱导轮运行过程中存在的叶顶间隙空化和叶顶间隙泄漏流的问题。但该技术不能有效的解决因大流量引起叶轮进口速度增加而引起泵产生的严重气蚀的问题。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种泵用带轮箍可调速的诱导轮，有效地改善因为进口流速变化而产生的空化现象，同时解决诱导轮运行过程中存在的叶顶间隙空化和叶顶间隙泄漏流的问题，本发明还可以进一步的提高泵的抗空化性能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种泵用带轮箍可调速的诱导轮，包括同轴设置在泵轴上的叶轮和诱导轮；

所述叶轮的前盖板一体成型有进口直口环，诱导轮的叶片外侧设置诱导轮轮箍，诱导轮轮箍与进口直口环之间安装有调速装置；

所述调速装置包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，第一齿轮设置在诱导轮轮箍出口外缘1/3段处，第三齿轮设置在进口直口环出口处内缘，第二齿轮安装在进口管上；所述第二齿轮分别与第一齿轮、第三齿轮啮合。

上述技术方案中，所述泵轴加工为阶梯轴，泵轴靠近进口管的一端直径小于远离进口管的一端直径，直径大的一段泵轴上固定叶轮，直径小的一段泵轴上固定诱导轮。

上述技术方案中，所述直径小的一段泵轴两端分别安装有轮毂轴承A和轮毂轴承B。

上述技术方案中，所述泵轴前端设有圆锥形或者半球形导水锥。

上述技术方案中，所述诱导轮叶片内侧为诱导轮轮毂，所述诱导轮轮毂两端分别固定有与泵轴间隙配合的压盖A、压盖B，所述压盖A、压盖B内部均设有油封；所述诱导轮轮毂内壁还与轮毂轴承A和轮毂轴承B外圈配合。

上述技术方案中，所述第一齿轮和第二齿轮均为外齿轮，第三齿轮为内齿轮。

上述技术方案中，所述第三齿轮与第一齿轮的长度相同。

上述技术方案中，所述第二齿轮的个数至少为3个。

上述技术方案中，所述进口直口环的直径大于等于叶轮进口直径。

一种泵，包括上述带轮箍可调速的诱导轮。

本发明的有益效果在于：

本发明中的调速装置安装在叶轮的进口直口环和诱导轮轮箍之间，调速装置为两组啮合的齿轮组，通过设置齿轮之间的传动比，使得诱导轮在与叶轮同轴旋转的同时，根据齿轮组的不同传动比，实现诱导轮与叶轮的转速不同，有效地改善因进口流速变化而产生的空化现象；同时，带有轮箍的诱导轮，可以解决诱导轮运行过程中存在的叶顶间隙空化和叶顶间隙泄漏流的问题。

此外，本发明通过诱导轮轮箍的齿轮为外齿轮、进口直口环的齿轮为内齿轮，同时与诱导轮轮箍的齿轮、进口直口环的齿轮啮合的齿轮为外齿轮，从而实现诱导轮与叶轮的相对旋转，进一步的提高泵的抗空化性能。本发明所述的泵用带轮箍可调速的诱导轮，结构简单、安装方便，为叶轮稳定、安全的运行提供了保障。

附图说明

图1为本发明所述泵用带轮箍可调速的诱导轮原理图；

图2为带轮箍诱导轮的结构示意图；

图3为图1中A局部放大图；

图中：1-进口管；2-泵壳；3-调速装置；301-第二齿轮；4-叶轮；401-进口直口环；401a-第三齿轮；5-叶轮螺母；6-泵轴；7-导水锥；8-诱导轮；801-诱导轮轮箍；802-诱导轮轮毂；801a-第一齿轮；9a-轮毂轴承A；9b-轮毂轴承B；10a-压盖A；10b-压盖B；11-齿轮轴承；12-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1、图2，本发明所述的泵用带轮箍可调速的诱导轮，包括进口管1、泵壳2、调速装置3、第二齿轮301、叶轮4、进口直口环401、第三齿轮401a、叶轮螺母5、泵轴6、导水锥7、诱导轮8、诱导轮轮箍801、第一齿轮801a、诱导轮轮毂802、轮毂轴承A9a、轮毂轴承B9b、压盖A10a、压盖B10b、齿轮轴承11和螺栓12。

进口管1通过螺栓12固定在泵壳2前端，叶轮4、泵轴6和诱导轮8均位于泵壳2内部，叶轮4与诱导轮8同轴设置；泵轴6加工为阶梯轴，泵轴6靠近进口管1的一端直径小、远离进口管1的一端直径大，泵轴6直径大的一段通过叶轮螺母5固定连接叶轮4，进口直口环401位于叶轮4前端，进口直口环401与叶轮4的前盖板一体成型，且进口直口环401的直径大于等于叶轮4进口直径；泵轴6直径小的一段两端分别安装有轮毂轴承A9a和轮毂轴承B9b，且泵轴6最前端设有导水锥7，导水锥7为圆锥形或者半球形。

诱导轮8为完全轮箍式诱导轮，诱导轮8的叶片外侧设置诱导轮轮箍801，诱导轮轮箍801与进口直口环401之间安装调速装置3。诱导轮8叶片内侧为诱导轮轮毂802，诱导轮轮毂802内壁设置为阶梯式，具体为：诱导轮轮毂802内壁加工成中间粗、两边细的形状，且诱导轮轮毂802内壁两端分别与轮毂轴承A9a和轮毂轴承B9b外圈配合，诱导轮轮毂802两端分别安装压盖A10a、压盖B10b，压盖A10a和压盖B10b均与泵轴6间隙配合，且压盖A10a、压盖B10b内部均设有油封，用于密封轮毂轴承A9a和轮毂轴承B9b。

诱导轮轮箍801在出口处外缘1/3段加工有第一齿轮801a，第一齿轮801a为外齿轮；进口直口环401沿进口方向延长至与诱导轮轮箍801并齐处，且进口直口环401的出口处内缘加工有第三齿轮401a，第三齿轮401a为内齿轮，第三齿轮401a与第一齿轮801a长度相同。

调速装置3包括第一齿轮801a、第二齿轮301和第三齿轮401a，第二齿轮301为外齿轮，通过轴承11固定安装在进口管1上，且不影响传动，第二齿轮301分别与第一齿轮801a、第三齿轮401a啮合；根据实际工况需要，分别设置第二齿轮301与第一齿轮801a、第三齿轮401a之间的传动比，实现诱导轮8与叶轮4的速度调整。

如图3所示第二齿轮301沿周向分布，个数至少为3个；其工作原理为：叶轮4随着泵轴6转动，进口直口环401随叶轮4旋转，进口直口环401前端的第三齿轮401a也随之旋转，进而带动第二齿轮301转动，第二齿轮301与第一齿轮801a啮合，从而带动诱导轮8旋转；此时，诱导轮8与叶轮4相对旋转，且通过设置齿轮之间的传动比，实现诱导轮8与叶轮4的速度调整。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，包括同轴设置在泵轴（6）上的叶轮（4）和诱导轮（8）；

所述叶轮（4）的前盖板一体成型有进口直口环（401），诱导轮（8）的叶片外侧设置诱导轮轮箍（801），诱导轮轮箍（801）与进口直口环（401）之间安装有调速装置（3）；

所述调速装置（3）包括第一齿轮（801a）、第二齿轮（301）和第三齿轮（401a），第一齿轮（801a）设置在诱导轮轮箍（801）出口外缘1/3段处，第三齿轮（401a）设置在进口直口环（401）出口处内缘，第二齿轮（301）安装在进口管（1）上；所述第二齿轮（301）分别与第一齿轮（801a）、第三齿轮（401a）啮合。

2.根据权利要求1所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述泵轴（6）加工为阶梯轴，泵轴（6）靠近进口管（1）的一端直径小、远离进口管（1）的一端直径大，直径大的一段泵轴（6）上固定叶轮（4），直径小的一段泵轴（6）上固定诱导轮（8）。

3.根据权利要求2所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述直径小的一段泵轴（6）两端分别安装有轮毂轴承A（9a）和轮毂轴承B（9b）。

4.根据权利要求2所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述泵轴（6）前端设有圆锥形或者半球形的导水锥（7）。

5.根据权利要求3所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述诱导轮（8）叶片内侧为诱导轮轮毂（802），所述诱导轮轮毂（802）两端分别固定有与泵轴（6）间隙配合的压盖A（10a）、压盖B（10b），所述压盖A（10a）、压盖B（10b）内部均设有油封；所述诱导轮轮毂（802）内壁还与轮毂轴承A（9a）和轮毂轴承B（9b）外圈配合。

6.根据权利要求1所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述第一齿轮（801a）和第二齿轮（301）均为外齿轮，第三齿轮（401a）为内齿轮。

7.根据权利要求6所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述第三齿轮（401a）与第一齿轮（801a）的长度相同。

8.根据权利要求6所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述第二齿轮（301）的个数至少为3个。

9.根据权利要求1所述的带轮箍可调速的诱导轮，其特征在于，所述进口直口环（401）的直径大于等于叶轮（4）进口直径。

10.一种泵，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的带轮箍可调速的诱导轮。

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