CN114033699A - 一种往复循环的离心式水泵 - Google Patents

Abstract

本发明属于水泵技术领域：具体涉及一种往复循环的离心式水泵；包括泵体和控制器；所述泵体中转动安装有诱导轮；水泵为适配不同的运行工况，需要变频调节其运行功率，以使水泵设备实现调速而达到精确控制和节能的目的，其引起的流体参数变化，而水泵中安装固定造型的诱导轮，降低了其对于流体参数参数调节的适配性，限制了水泵效率的提升；因此，本发明通过设置成硅胶材质的诱导轮，并在其壳腔结构的叶片和轮轴内部安装导条和导杆，通过改变诱导轮轮轴中导杆的位置，使肋条带动诱导轮叶片中的导条产生相应位移，来改变诱导轮上叶片的倾角状态，适配泵体对不同运行功率下流体的调节作用，从而提升了诱导轮对泵体内变化流量的调节效果。

Description

一种往复循环的离心式水泵

技术领域

本发明属于水泵技术领域：具体涉及一种往复循环的离心式水泵。

背景技术

水泵是输送液体或使液体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，水泵为适配不同的运行工况需求，常通过控制器变频调节其运行功率，以使水泵设备实现调速而达到精确控制和节能的目的，其引起的流体参数变化，而水泵中安装固定造型的诱导轮，降低了其对于流体参数参数调节的适配性，限制了水泵效率的提升。

如申请号为CN201210155062.0的一项专利提供本发明提供了一种基于离心泵的诱导轮设计方法，属于泵技术领域。其特征是在给定离心泵装置的情况下进行诱导轮设计。该方案提出的基于离心泵的诱导轮设计方法，根据现有的水泵装置条件，基于外特性实验，确定离心泵最高效率点处的流量、扬程及必需汽蚀余量等实验数据，进行诱导轮的设计。使诱导轮在轮缘外径、入口轮毂比及最佳进口流量系数条件下，取得较高汽蚀比转数。不但可以保证诱导轮具有良好的汽蚀性能，且与泵叶轮之间具有良好的能量匹配关系，提高了诱导轮的性能，增强了系统的运行稳定性，而且可以避免因原有设计方法造成的泵与诱导轮的尺寸差异，而引起的装配困难，提高了设计诱导轮的效率；但是该技术方案中，诱导轮的设计依据于离心式水泵的参数，使诱导轮的最佳应用环境被限定在单一工况下，使得对变频状态下离心式水泵的适用性不佳。

鉴于此，本发明提出了一种往复循环的离心式水泵，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种往复循环的离心式水泵，通过设置成硅胶材质的诱导轮，并在其壳腔结构的叶片和轮轴内部安装导条和导杆，通过改变诱导轮轮轴中导杆的位置，使肋条带动诱导轮叶片中的导条产生相应位移，来改变诱导轮上叶片的倾角状态，适配泵体对不同运行功率下流体的调节作用，从而提升了诱导轮对泵体内变化流量的调节效果。

本发明所述的一种往复循环的离心式水泵，包括泵体和控制器；所述泵体中转动安装有诱导轮；

所述诱导轮为硅胶材质的壳腔结构；所述诱导轮的壳腔中设有螺旋状的导条，导条固定在诱导轮叶片的叶缘处；所述诱导轮的壳腔中还设有螺旋状的筒条，筒条固定在诱导轮叶片在轮轴上的连接处；

所述导条与筒条间还设有肋条，肋条的一端与导条相固连，肋条的另一端与筒条铰接相连，肋条的铰接端沿筒条伸入至诱导轮的轮轴内部；肋条的侧面固定在诱导轮叶片的壳腔内壁上；

所述诱导轮的轮轴内部还设有同轴心的导杆，导杆与诱导轮的轮轴末端间转动连接有电动推杆，导杆的柱面上转动连接有套环，套环与肋条的铰接端相固定；所述控制器用于调节泵体的运行。

优选的，所述诱导轮的轮轴在其与叶片的连接处开设有螺旋的通口，通口处固定包裹有挠性胶套；所述挠性胶套的外壁固定着诱导轮的叶片，挠性胶套的内壁固定着筒条；所述筒条与诱导轮轮轴末端间固连有电磁推杆；所述导条和筒条为弹性材质。

优选的，所述诱导轮的轮轴和叶片的直径沿泵体的进水口到出水口方向逐渐增大；所述诱导轮的叶片为朝向进水口的斜螺旋面，诱导轮叶片中的肋条上还固连有垫板条，垫板条与诱导轮叶片朝向进水口侧的壳腔内壁相固连。

优选的，所述诱导轮叶片上设置有凸腔，凸腔呈楔条状凸起于诱导轮叶片的叶缘处，凸腔位于诱导轮叶片朝向泵体进水口的表面。

优选的，所述凸腔在所述诱导轮叶片处的外壁为平面，所述诱导轮叶片在所述凸腔处的内壁为凹弧型。

优选的，所述泵体内壁在所述诱导轮叶片的最大直径段开设有环槽，所述环槽的造型与诱导轮叶片的叶缘相匹配。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置成硅胶材质的诱导轮，并在其壳腔结构的叶片和轮轴内部安装导条和导杆，通过改变诱导轮轮轴中导杆的位置，使肋条带动诱导轮叶片中的导条产生相应位移，来改变诱导轮上叶片的倾角状态，适配泵体对不同运行功率下流体的调节作用，从而提升了诱导轮对泵体内变化流量的调节效果。

2.本发明通过设置在诱导轮轮轴上的挠性胶套，为壳腔结构的诱导轮产生轴向形变提供了余量，同时位于诱导轮叶片与轮轴处变形的挠性胶套，减低了对诱导轮通道中流体的影响，使诱导轮叶片的姿态随泵体内的流体参数变化进行适应性调整，维持泵体输送流体的效率。

3.本发明通过设置在诱导轮叶片中的垫板条，在诱导轮叶片接触的流体参数产生剧烈变化，因水锤效应可能对诱导轮的叶片造成破坏时，继而通过垫板条增加对硅胶材质的诱导轮叶片的支撑，以配合诱导轮叶片中的肋条保持其叶片姿态的稳定，从而维持诱导轮对流体参数的调节效果。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明中水泵的立体图；

图2是本发明中诱导轮的立体图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是图2中B处的局部放大图；

图中：1、泵体；11、环槽；2、诱导轮；21、导杆；211、套环；22、挠性胶套；23、凸腔；3、导条；31、筒条；32、肋条；321、垫板条。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种往复循环的离心式水泵，包括泵体1和控制器；所述泵体1中转动安装有诱导轮2；

所述诱导轮2为硅胶材质的壳腔结构；所述诱导轮2的壳腔中设有螺旋状的导条3，导条3固定在诱导轮2叶片的叶缘处；所述诱导轮2的壳腔中还设有螺旋状的筒条31，筒条31固定在诱导轮2叶片在轮轴上的连接处；

所述导条3与筒条31间还设有肋条32，肋条32的一端与导条3相固连，肋条32的另一端与筒条31铰接相连，肋条32的铰接端沿筒条31伸入至诱导轮2的轮轴内部；肋条32的侧面固定在诱导轮2叶片的壳腔内壁上；

所述诱导轮2的轮轴内部还设有同轴心的导杆21，导杆21与诱导轮2的轮轴末端间转动连接有电动推杆，导杆21的柱面上转动连接有套环211，套环211与肋条32的铰接端相固定；所述控制器用于调节泵体1的运行；

现有技术中，水泵为适配不同的运行工况需求，常通过控制器变频调节其运行功率，以使水泵设备实现调速而达到精确控制和节能的目的，其引起的流体参数变化，而水泵中安装固定造型的诱导轮2，降低了其对于流体参数调节的适配性，限制了水泵效率的提升；

泵体1在控制器变频调节其运行功率时，驱动电动推杆产生相应伸缩，继而使导杆21在诱导轮2的轮轴内部产生相对位移，使导杆21上的套环211带动相固定的肋条32产生移动，使得肋条32以铰接的筒条31为支点产生偏转，进而带动肋条32末端的导条3改变了在诱导轮2轴向上的位置，利用诱导轮2的硅胶材质产生微量形变，使得诱导轮2的叶片倾角产生偏移，以便于诱导轮2叶片改变倾角状态，适应泵体1内不同的流量参数；泵体1内的诱导轮2在运行时，壳腔结构的诱导轮2内部，导条3、肋条32和筒条31稳定了硅胶材质诱导轮2的强度，并使得诱导轮2的旋转；

本发明通过设置成硅胶材质的诱导轮2，并在其壳腔结构的叶片和轮轴内部安装导条3和导杆21，通过改变诱导轮2轮轴中导杆21的位置，使肋条32带动诱导轮2叶片中的导条3产生相应位移，来改变诱导轮2上叶片的倾角状态，适配泵体1对不同运行功率下流体的调节作用，从而提升了诱导轮2对泵体1内变化流量的调节效果。

作为本发明的一种实施方式，所述诱导轮2的轮轴在其与叶片的连接处开设有螺旋的通口，通口处固定包裹有挠性胶套22；所述挠性胶套22的外壁固定着诱导轮2的叶片，挠性胶套22的内壁固定着筒条31；所述筒条31与诱导轮2的轮轴末端间固连有电磁推杆；所述导条3和筒条31为弹性材质；泵体1在控制器变频调节运行功率时，通过电磁推杆调节筒条31在诱导轮2轮轴上的轴向位置，配合挠性胶套22的形变和筒条31的弹性伸缩，继而改变螺旋状筒条31的螺距，进而通过筒条31和肋条32带动导条3牵引诱导轮2的叶片距产生相应变化，设置在诱导轮2轮轴上的挠性胶套22，为壳腔结构的诱导轮2产生轴向形变提供了余量，同时位于诱导轮2叶片与轮轴处变形的挠性胶套22，减低了对诱导轮2通道中流体的影响，使诱导轮2叶片的姿态随泵体1内的流体参数变化进行适应性调整，维持泵体1输送流体的效率。

作为本发明的一种实施方式，所述诱导轮2的轮轴和叶片的直径沿泵体1的进水口到出水口方向逐渐增大；所述诱导轮2的叶片为朝向进水口的斜螺旋面，诱导轮2叶片中的肋条32上还固连有垫板条321，垫板条321与诱导轮2叶片朝向进水口侧的壳腔内壁相固连；泵体1中的流体在流经诱导轮2时，流体一方面受诱导轮2的导向，便于流体推动泵体1内的水轮，同时诱导轮2也作为流体的沿程阻力，与流体间产生相互作用力；通过设置增大的诱导轮2轮轴和叶片直径，降低流体初始接触诱导轮2叶片时的阻力，并增加了进水口的截面积，设置在诱导轮2叶片中的垫板条321，在诱导轮2叶片接触的流体参数产生剧烈变化，因水锤效应可能对诱导轮2的叶片造成破坏时，继而通过垫板条321增加对硅胶材质的诱导轮2叶片的支撑，以配合诱导轮2叶片中的肋条32保持其叶片姿态的稳定，从而维持诱导轮2对流体参数的调节效果。

作为本发明的一种实施方式，所述诱导轮2叶片上设置有凸腔23，凸腔23呈楔条状凸起于诱导轮2叶片的叶缘处，凸腔23位于诱导轮2叶片朝向泵体1进水口的表面；泵体1内输送的流体在诱导轮2叶片的两侧会产生压力差，使诱导轮2叶片迎水侧的压力大于背水侧，继而在诱导轮2叶片的边缘处形成涡流，增加了运行时的诱导阻力；通过设置在诱导轮2叶片上凸起的楔条，使其在诱导轮2叶片的表面形成折起的叶尖，在诱导轮2叶片两侧的流体仍会因压差在叶缘处产生相对流动，而楔条形成的叶尖对涡流具备抑制作用，减小诱导轮2运行中受到的诱导阻力，进而提升诱导轮2的运行效率，维持离心式水泵内的流体输送效果。

作为本发明的一种实施方式，所述凸腔23在所述诱导轮2叶片处的外壁为平面，所述诱导轮2叶片在所述凸腔23处的内壁为凹弧型；泵体1在变频运行的过程中，流体的剧烈工况变化对诱导轮2叶片处的作用力较大，使凸腔23在诱导轮2叶片上形成的叶尖更易受到冲击破坏，凸腔23外壁的平面用于削弱流体在叶缘处产生的涡流，凸腔23内壁的凹弧形使得叶尖在诱导轮2叶片的叶缘处形成了拱形结构，增强了叶尖处的强度，同时在诱导轮2壳腔结构叶缘处的凹弧形，贴合于安装在其中螺旋状的导条3，使导条3的圆形截面提升了对诱导轮2叶片叶缘处的支撑作用，从而保持了诱导轮2对泵体1中流量的调节效果。

作为本发明的一种实施方式，所述泵体1内壁在所述诱导轮2叶片的最大直径段开设有环槽11，所述环槽11的造型与诱导轮2叶片的叶缘相匹配；泵体1中流体参数的剧烈变化，通过导条3调节诱导轮2叶片参数，特别是在水锤效应下，会使得诱导轮2叶片由朝向进水口方向的倾斜偏转向出水口的一侧；设置在泵体1内壁上的环槽11，在倾斜向进水口的诱导轮2叶片承受水锤效应的冲击发生偏转时，其在偏转至垂直于诱导轮2的轮轴时，使诱导轮2的叶片卡入至环槽11中，通过环槽11作为诱导轮2叶片的支撑，克服水锤效应的冲击，并随着诱导轮2的旋转，使得诱导轮2的叶片受接触的环槽11保持其朝向泵体1进水口的偏转姿态，避免诱导轮2功能的削弱，维持对泵体1内流量参数的调节作用。

具体工作流程如下：

泵体1在控制器变频调节其运行功率时，驱动电动推杆产生相应伸缩，继而使导杆21在诱导轮2的轮轴内部产生相对位移，使导杆21上的套环211带动相固定的肋条32产生移动，使得肋条32以铰接的筒条31为支点产生偏转，进而带动肋条32末端的导条3改变了在诱导轮2轴向上的位置，利用诱导轮2的硅胶材质产生微量形变，使得诱导轮2的叶片倾角产生偏移，以便于诱导轮2叶片改变倾角状态，适应泵体1内不同的流量参数；泵体1内的诱导轮2在运行时，壳腔结构的诱导轮2内部，导条3、肋条32和筒条31稳定了硅胶材质诱导轮2的强度，并使得诱导轮2的旋转；通过设置成硅胶材质的诱导轮2，并在其壳腔结构的叶片和轮轴内部安装导条3和导杆21，通过改变诱导轮2轮轴中导杆21的位置，使肋条32带动诱导轮2叶片中的导条3产生相应位移，来改变诱导轮2上叶片的倾角状态，适配泵体1对不同运行功率下流体的调节作用，通过电磁推杆调节筒条31在诱导轮2轮轴上的轴向位置，配合挠性胶套22的形变和筒条31的弹性伸缩，继而改变螺旋状筒条31的螺距，进而通过筒条31和肋条32带动导条3牵引诱导轮2的叶片距产生相应变化，设置在诱导轮2轮轴上的挠性胶套22，为壳腔结构的诱导轮2产生轴向形变提供了余量，同时位于诱导轮2叶片与轮轴处变形的挠性胶套22，减低了对诱导轮2通道中流体的影响，使诱导轮2叶片的姿态随泵体1内的流体参数变化进行适应性调整；设置增大的诱导轮2轮轴和叶片直径，降低流体初始接触诱导轮2叶片时的阻力，并增加了进水口的截面积，设置在诱导轮2叶片中的垫板条321，在诱导轮2叶片接触的流体参数产生剧烈变化，因水锤效应可能对诱导轮2的叶片造成破坏时，继而通过垫板条321增加对硅胶材质的诱导轮2叶片的支撑，以配合诱导轮2叶片中的肋条32保持其叶片姿态的稳定；设置在诱导轮2叶片上凸起的楔条，使其在诱导轮2叶片的表面形成折起的叶尖，在诱导轮2叶片两侧的流体仍会因压差在叶缘处产生相对流动，而楔条形成的叶尖对涡流具备抑制作用，减小诱导轮2运行中受到的诱导阻力；设置在泵体1内壁上的环槽11，在倾斜向进水口的诱导轮2叶片承受水锤效应的冲击发生偏转时，其在偏转至垂直于诱导轮2的轮轴时，使诱导轮2的叶片卡入至环槽11中，通过环槽11作为诱导轮2叶片的支撑，克服水锤效应的冲击，并随着诱导轮2的旋转，使得诱导轮2的叶片受接触的环槽11保持其朝向泵体1进水口的偏转姿态。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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 (6)

1.一种往复循环的离心式水泵，包括泵体(1)和控制器；所述泵体(1)中转动安装有诱导轮(2)；其特征在于：

所述诱导轮(2)为硅胶材质的壳腔结构；所述诱导轮(2)的壳腔中设有螺旋状的导条(3)，导条(3)固定在诱导轮(2)叶片的叶缘处；所述诱导轮(2)的壳腔中还设有螺旋状的筒条(31)，筒条(31)固定在诱导轮(2)叶片在轮轴上的连接处；

所述导条(3)与筒条(31)间还设有肋条(32)，肋条(32)的一端与导条(3)相固连，肋条(32)的另一端与筒条(31)铰接相连，肋条(32)的铰接端沿筒条(31)伸入至诱导轮(2)的轮轴内部；肋条(32)的侧面固定在诱导轮(2)叶片的壳腔内壁上；

所述诱导轮(2)的轮轴内部还设有同轴心的导杆(21)，导杆(21)与诱导轮(2)的轮轴末端间转动连接有电动推杆，导杆(21)的柱面上转动连接有套环(211)，套环(211)与肋条(32)的铰接端相固定；所述控制器用于调节泵体(1)的运行。

2.根据权利要求1所述的一种往复循环的离心式水泵，其特征在于：所述诱导轮(2)的轮轴在其与叶片的连接处开设有螺旋的通口，通口处固定包裹有挠性胶套(22)；所述挠性胶套(22)的外壁固定着诱导轮(2)的叶片，挠性胶套(22)的内壁固定着筒条(31)；所述筒条(31)与诱导轮(2)轮轴末端间固连有电磁推杆；所述导条(3)和筒条(31)为弹性材质。

3.根据权利要求2所述的一种往复循环的离心式水泵，其特征在于：所述诱导轮(2)的轮轴和叶片的直径沿泵体(1)的进水口到出水口方向逐渐增大；所述诱导轮(2)的叶片为朝向进水口的斜螺旋面，诱导轮(2)叶片中的肋条(32)上还固连有垫板条(321)，垫板条(321)与诱导轮(2)叶片朝向进水口侧的壳腔内壁相固连。

4.根据权利要求3所述的一种往复循环的离心式水泵，其特征在于：所述诱导轮(2)叶片上设置有凸腔(23)，凸腔(23)呈楔条状凸起于诱导轮(2)叶片的叶缘处，凸腔(23)位于诱导轮(2)叶片朝向泵体(1)进水口的表面。

5.根据权利要求4所述的一种往复循环的离心式水泵，其特征在于：所述凸腔(23)在所述诱导轮(2)叶片处的外壁为平面，所述诱导轮(2)叶片在所述凸腔(23)处的内壁为凹弧型。

6.根据权利要求1所述的一种往复循环的离心式水泵，其特征在于：所述泵体(1)内壁在所述诱导轮(2)叶片的最大直径段开设有环槽(11)，所述环槽(11)的造型与诱导轮(2)叶片的叶缘相匹配。

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