CN112855608A - 一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮。本发明包括诱导轮和围护结构；围护结构主体为中空圆柱结构，诱导轮与围护结构同轴固定连接并且诱导轮安装在围护结构内部，流体在围护结构和诱导轮之间流动，诱导轮的上端面作为流体的入口端，围护结构的下端面作为流体的出口端，围护结构与离心叶轮相连，使得轮毂诱导轮固定安装在离心叶轮上。本发明可增大诱导轮设计流量，配合大流量的离心泵使用，可以节省诱导轮制作所消耗的材料，同时在一定程度上提高离心泵的汽蚀性能；可以节省材料，从而降低成本费用；与相同尺寸规格的诱导轮相比，增大了轴向流道的长度，可更好的压缩诱导轮外缘的空泡，使之到达高压区之后溃灭，因此大大限制空泡发展。

Description

一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮

技术领域

本发明涉及离心泵技术领域的一种诱导轮，具体涉及了一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮。

背景技术

离心泵诱导轮即叶轮前置诱导轮，属于轴流式叶轮，装在离心泵叶轮前部，离心泵可利用诱导轮产生的扬程对后面离心泵叶轮起到增压作用。在离心泵叶轮中，当空泡发展到一定程度，就会影响到外特性使性能下降，这是由于液流在流道中液体是由轴向至径向流动，诱导轮中叶片间流道相对较长，并且是轴向的，不存在促使气泡和液体分离的离心力作用，在叶轮外缘相对流速最大，所以首先在叶轮外缘发生空泡，靠近轮毂中心的液体受离心力作用，压缩外缘的空泡，使它只能靠外缘，气泡和流体一起流动，气泡到达高压区之后溃灭，限制空泡发展。诱导轮的作用可提高离心泵的吸入性能，同时提高离心泵的汽蚀性能。

在实际的工业生产中，传统诱导轮的轮毂多采用圆锥形结构，虽然稳定性可以得到保证，但是材料消耗较大，而且在相同规格尺寸下，诱导轮设计流量受到一定限制，为了解决传统诱导轮设计中存在的问题，设计出更加合理的诱导轮结构是非常有必要的，它能够显著有效的提高离心泵叶轮的性能。

因此，对现有的工艺结构进行改进。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题和需求，本发明提供了一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮。

本发明的技术方案如下：

本发明包括诱导轮和围护结构；围护结构主体为中空圆柱结构，诱导轮与围护结构同轴固定连接并且诱导轮安装在围护结构内部，流体在围护结构和诱导轮之间流动，诱导轮的上端面作为流体的入口端，围护结构的下端面作为流体的出口端，围护结构与离心泵叶轮的入口端相连，使得轮毂诱导轮固定安装在离心泵叶轮的入口处。

所述诱导轮包括多个诱导轮叶片、多个诱导轮支撑柱、内螺纹结构柱和轮毂；

多个诱导轮叶片结构和形状均相同并且均为螺旋上升状的叶片，多个诱导轮叶片平行且同轴地布置在轮毂上部的圆周侧面，轮毂为轴状件，多个诱导轮叶片的内缘与轮毂上部的圆周侧面焊接形成轮毂诱导轮结构，多个诱导轮叶片的顶端均与轮毂的上端固定连接，使得多个诱导轮叶片在旋转时以轮毂为轴中心，多个诱导轮叶片的外缘与围护结构固定相连；

轮毂的下端部与内螺纹结构柱的上端面同轴固定连接，内螺纹结构柱的下端面与围护结构相连，每个诱导轮叶片的下底面与各自对应的至少一根诱导轮支撑柱的上端焊接，内螺纹结构设置在轮毂的正下方，多根诱导轮支撑柱的下端沿圆周方向等间隔地固定焊接在内螺纹结构柱的圆周侧面。

所述围护结构包括诱导轮围护结构、诱导轮叶片槽、围护结构支撑柱和内外螺纹柱；

诱导轮围护结构为中空的圆柱体，诱导轮围护结构的内圆周侧面开设有多条平行间隔布置的螺旋状的诱导轮叶片槽，诱导轮嵌装在诱导轮围护结构的诱导轮叶片槽中；诱导轮围护结构的下端面沿圆周方向等间隔地固定安装有多根围护结构支撑柱，多根围护结构支撑柱的上端与诱导轮围护结构的下端面固定连接，内外螺纹柱设置在诱导轮围护结构的中心的正下方，多根围护结构支撑柱的下端沿圆周等间隔地固定安装在内外螺纹柱的圆周侧面，内外螺纹柱的上端面与诱导轮固定连接，内外螺纹柱的下端面固定安装于离心泵叶轮的入口端。

所述轮毂的直径为轮毂诱导轮结构直径的0.04～0.05。

所述诱导轮和围护结构中以螺纹结构相连接的螺纹旋转方向相同，且螺纹结构的螺纹旋转方向与离心泵叶轮的旋转方向相反。

本发明的有益效果为：

本发明主要通过设计一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，可增大诱导轮设计流量，配合大流量的离心泵使用，可以节省诱导轮制作所消耗的材料，同时在一定程度上提高离心泵的汽蚀性能。

本发明采用的是配合有支撑柱的轮毂三叶片诱导轮，它可以节省材料，从而降低成本费用；与相同尺寸规格的诱导轮相比，增大了轴向流道的长度，可更好的压缩诱导轮外缘的空泡，使之到达高压区之后溃灭，因此大大限制空泡发展；与诱导轮相连接的三根诱导轮支撑柱，以及与诱导轮围护结构相连接的三根围护结构支撑柱，呈对称分布，一方面发挥固定作用，增加结构旋转强度，另一方面对流体流动具有扰流作用，可以减少气泡，提高汽蚀性能。

本发明可以实现对诱导轮及其围护结构的方便拆分，有利于设备结构的检查与维修。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮的正三轴测示意图；

图2为本发明一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮的剖面图；

图3为本发明一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮的主视图；

图4为本发明一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮的俯视图；

图5为本发明一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮的仰视图；

图6为本发明中诱导轮结构的正视图；

图7为本发明中诱导轮结构的仰视图；

图8为本发明中诱导轮围护结构结构的正视图；

图9为本发明中诱导轮围护结构结构的仰视图；

图中：诱导轮1、围护结构2、诱导轮叶片3、诱导轮支撑柱4、内螺纹结构柱5、轮毂6、诱导轮围护结构7、诱导轮叶片槽8、围护结构支撑柱9、内外螺纹柱10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。

如图1-5所示，本发明包括诱导轮1和围护结构2；围护结构2主体为中空圆柱结构，诱导轮1与围护结构2同轴固定连接并且诱导轮1安装在围护结构2内部，流体在围护结构2和诱导轮1之间流动，诱导轮1的上端面作为流体的入口端，围护结构2的下端面作为流体的出口端，围护结构2与离心泵叶轮的入口端相连，使得轮毂诱导轮固定安装在离心泵叶轮的入口处。离心泵叶轮的旋转方向与诱导轮1以及围护结构2中以螺纹结构相连接的螺纹旋转方向相反。目的在于防止离心泵叶轮在旋转过程中解螺旋，使得螺纹连接部位断开，设备无法正常运行，出现安全事故。

如图6和7所示，诱导轮1包括三个诱导轮叶片3、三个诱导轮支撑柱4、内螺纹结构柱5和轮毂6；

三个诱导轮叶片3结构和形状均相同并且均为螺旋上升状的叶片，三个诱导轮叶片3平行且同轴地布置在轮毂6上部的圆周侧面，轮毂6为轴状件，三个诱导轮叶片3的内缘与轮毂6上部的圆周侧面焊接形成轮毂诱导轮结构，三个诱导轮叶片3的顶端均与轮毂6的上端固定连接，使得三个诱导轮叶片3在旋转时以轮毂6为轴中心，沿轮毂6的轴向方向，三个诱导轮叶片3呈螺旋上升状，三个诱导轮叶片3的外缘与围护结构2固定相连；

轮毂6的下端部与内螺纹结构柱5的上端面同轴固定连接，内螺纹结构柱5的上端面设置有边倒圆结构，用来减少局部应力集中，同时圆弧过渡可减缓流体流动阻力，减少不必要的能量损失，从而提高离心泵的水力性能。内螺纹结构柱5的下端面与围护结构2相连，每个诱导轮叶片3的下底面与各自对应的至少一根诱导轮支撑柱4的上端焊接，内螺纹结构设置在轮毂6的正下方，三根诱导轮支撑柱4的下端沿圆周方向等间隔地固定焊接在内螺纹结构柱5的圆周侧面，三根诱导轮支撑柱4用来提高轮毂诱导轮的抗压强度。

如图8和9所示，围护结构2包括诱导轮围护结构7、诱导轮叶片槽8、围护结构支撑柱9和内外螺纹柱10；

诱导轮围护结构7为中空的圆柱体，诱导轮围护结构7的内圆周侧面开设有三条平行间隔布置的螺旋状的诱导轮叶片槽8，诱导轮围护结构7用于提高轮毂诱导轮的安全性与稳定性；诱导轮叶片槽8的宽度略大于诱导轮叶片3外侧面的厚度，每个诱导轮叶片3的外缘嵌装在对应的一条诱导轮叶片槽8中，诱导轮叶片槽8的形状与诱导轮叶片3外侧面的形状相同，诱导轮叶片槽8的上端延伸到诱导轮围护结构7上端面，为开放状态；诱导轮叶片槽8的下端在诱导轮围护结构7圆周侧表面中且不延伸到诱导轮围护结构7下端面，为封闭状态；使得诱导轮1嵌装在诱导轮围护结构7的诱导轮叶片槽8中；诱导轮围护结构7的下端面沿圆周方向等间隔地固定安装有三根围护结构支撑柱9，三根围护结构支撑柱9的上端与诱导轮围护结构7的下端面固定连接，内外螺纹柱10设置在诱导轮围护结构7的中心的正下方，三根围护结构支撑柱9的下端沿圆周等间隔地固定安装在内外螺纹柱10的圆周侧面，三根围护结构支撑柱9增加诱导轮在旋转过程中的安全性与稳定性；诱导轮支撑柱4和围护结构支撑柱9沿圆周方向等间隔交替布置，诱导轮叶片3的下底面与诱导轮叶片槽8的下端相连时，内外螺纹柱10的上端面与诱导轮1的内螺纹结构柱5通过螺纹固定连接，内外螺纹柱10的下端面固定安装于离心泵叶轮的入口端。

轮毂6的直径为轮毂诱导轮结构直径的0.04～0.05，直径过小不利于设备的加工与连接，出现安全事故，直径过大会增加设备材料的使用，增加成本投资，没有达到本专利设计目的。轮毂变小可相应地增加了诱导轮1中流体流动的轴向长度，使得诱导轮1流道体积变大，流过的流体体积相应增加，因此可以增大进入诱导轮1中的流体流量。由于轮毂诱导轮在转动过程中，轮毂6所能承受的强度有限，安全性、稳定性以及强度需要加强，所以采用六根支撑柱来提高整体结构的强度和旋转稳定性。

三根诱导轮支撑柱4与三根围护结构支撑柱9的作用是固定诱导轮和围护结构并且带动诱导轮1和围护结构2进行旋转，三根诱导轮支撑柱4与三根围护结构支撑柱9对进入诱导轮的流体进行扰动，可以使气泡体积变小，从而在一定程度上提高汽蚀性能。三根诱导轮支撑柱4焊接安装在诱导轮的三个叶片的尾缘靠近流体出口端的背压面，安装位置可见图7，安装在靠近出口和外侧的目的是减少对进入诱导轮1的流体流动方向的干扰，同时可以减少诱导轮中流体对诱导轮支撑柱4的冲蚀，诱导轮叶片3中靠近流体出口端的位置的流体流速比诱导轮叶片3其他位置的流速低。

诱导轮1与围护结构2可进行方便的拆卸与重装，因此有利于装置的检查维修，另外通过调整围护结构支撑柱9的长度和内外螺纹柱10上的螺纹柱长度还可以实现调节诱导轮和离心叶轮之间距离。

Claims (5)

1.一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，其特征在于：包括诱导轮(1)和围护结构(2)；围护结构(2)主体为中空圆柱结构，诱导轮(1)与围护结构(2)同轴固定连接并且诱导轮(1)安装在围护结构(2)内部，流体在围护结构(2)和诱导轮(1)之间流动，诱导轮(1)的上端面作为流体的入口端，围护结构(2)的下端面作为流体的出口端，围护结构(2)与离心泵叶轮的入口端相连，使得轮毂诱导轮固定安装在离心泵叶轮的入口处。

2.根据权利要求1所述的一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，其特征在于：所述诱导轮(1)包括多个诱导轮叶片(3)、多个诱导轮支撑柱(4)、内螺纹结构柱(5)和轮毂(6)；

多个诱导轮叶片(3)结构和形状均相同并且均为螺旋上升状的叶片，多个诱导轮叶片(3)平行且同轴地布置在轮毂(6)上部的圆周侧面，轮毂(6)为轴状件，多个诱导轮叶片(3)的内缘与轮毂(6)上部的圆周侧面焊接形成轮毂诱导轮结构，多个诱导轮叶片(3)的顶端均与轮毂(6)的上端固定连接，使得多个诱导轮叶片(3)在旋转时以轮毂(6)为轴中心，多个诱导轮叶片(3)的外缘与围护结构(2)固定相连；

轮毂(6)的下端部与内螺纹结构柱(5)的上端面同轴固定连接，内螺纹结构柱(5)的下端面与围护结构(2)相连，每个诱导轮叶片(3)的下底面与各自对应的至少一根诱导轮支撑柱(4)的上端焊接，内螺纹结构设置在轮毂(6)的正下方，多根诱导轮支撑柱(4)的下端沿圆周方向等间隔地固定焊接在内螺纹结构柱(5)的圆周侧面。

3.根据权利要求1所述的一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，其特征在于：所述围护结构(2)包括诱导轮围护结构(7)、诱导轮叶片槽(8)、围护结构支撑柱(9)和内外螺纹柱(10)；

诱导轮围护结构(7)为中空的圆柱体，诱导轮围护结构(7)的内圆周侧面开设有多条平行间隔布置的螺旋状的诱导轮叶片槽(8)，诱导轮(1)嵌装在诱导轮围护结构(7)的诱导轮叶片槽(8)中；诱导轮围护结构(7)的下端面沿圆周方向等间隔地固定安装有多根围护结构支撑柱(9)，多根围护结构支撑柱(9)的上端与诱导轮围护结构(7)的下端面固定连接，内外螺纹柱(10)设置在诱导轮围护结构(7)的中心的正下方，多根围护结构支撑柱(9)的下端沿圆周等间隔地固定安装在内外螺纹柱(10)的圆周侧面，内外螺纹柱(10)的上端面与诱导轮(1)固定连接，内外螺纹柱(10)的下端面固定安装于离心泵叶轮的入口端。

4.根据权利要求1所述的一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，其特征在于：所述轮毂(6)的直径为轮毂诱导轮结构直径的0.04～0.05。

5.根据权利要求1所述的一种配合有支撑柱的轮毂诱导轮，其特征在于：所述诱导轮(1)和围护结构(2)中以螺纹结构相连接的螺纹旋转方向相同，且螺纹结构的螺纹旋转方向与离心泵叶轮的旋转方向相反。

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