CN114718885A

CN114718885A - 一种新型潜水向心泵装置

Info

Publication number: CN114718885A
Application number: CN202210305973.0A
Authority: CN
Inventors: 徐辰; 柳蓓; 韩承宇; 汤旭晶; 吴莹; 明敬哲; 何泽华; 薄宇泽
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2022-03-25
Filing date: 2022-03-25
Publication date: 2022-07-08

Abstract

一种新型潜水向心泵装置，涉及向心泵领域。该新型潜水向心泵装置包括向心泵体，向心泵体的一端外周壁设有多个沿其周向间隔布置的进口，另一端端面设有出口，向心泵体内设有沿其轴向依次布置的前导叶、可旋转的叶轮和后导叶，向心泵体远离出口的一端端面连接有与叶轮同轴连接的泵轴，前导叶用于引导沿向心泵体径向进入各个进口的流体沿向心泵体轴向流经叶轮，后导叶用于引导沿向心泵体轴向流经叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体轴线移动并从出口排出。本申请提供的新型潜水向心泵装置能够提高出口流体的压力，从而在低流量的情况下达到更高扬程。

Description

一种新型潜水向心泵装置

技术领域

本申请涉及向心泵领域，具体而言，涉及一种新型潜水向心泵装置。

背景技术

离心泵是目前应用最广、用量最大、产值最高的一种泵装置。但是现有的离心泵存在一些缺陷：一是整体工作效率较低，其理论基础存在先天性的缺陷，国产IS单吸离心泵效率一般在60％以下，而多级离心泵的效率则更低；二非线性流场导致其流量、扬程等物理量的计算和叶轮设计都较为困难；三是适用于大流量流体，对于供应小流量、大压头的流体则效率较低并受到限制；四是遇上设计不完备或操作者操作不当时，排出液体易含有空气或泡沫。

向心泵相比离心泵具有效率高、低流量、高扬程的优点。但现有的向心泵存在的缺陷是，在铆接时常出现铆接不牢造成泵体和泵盖贴合不好等问题，从而使泵体和泵盖存在间隙，造成输送能力降低，输送流体产生泡沫、乳化等现象；其次，向心泵输送流体过程中由流体移动方向是从切向转换到垂直轴向方向，导致能量损失较大、效率降低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种新型潜水向心泵装置，其能够提高出口流体的压力，从而在低流量的情况下达到更高扬程。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种新型潜水向心泵装置，其包括向心泵体，向心泵体的一端外周壁设有多个沿其周向间隔布置的进口，另一端端面设有出口，向心泵体内设有沿其轴向依次布置的前导叶、可旋转的叶轮和后导叶，向心泵体远离出口的一端端面连接有与叶轮同轴连接的泵轴，前导叶用于引导沿向心泵体径向进入各个进口的流体沿向心泵体轴向流经叶轮，后导叶用于引导沿向心泵体轴向流经叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体轴线移动并从出口排出。

在一些可选的实施方案中，向心泵体包括依次连接的底板法兰盘、外壳和后导叶外壳，泵轴贯穿底板法兰盘后穿过外壳并伸入至后导叶外壳内，前导叶滑动套设于泵轴上且固定于底板法兰盘内壁，叶轮通过花键套设于泵轴上，泵轴的一端和底板法兰盘之间设有第一轴承，泵轴的另一端套设有第二轴承，叶轮和后导叶相邻的一侧分别滑动抵压第二轴承的两端。

在一些可选的实施方案中，泵轴上还套设有分别与第一轴承和底板法兰盘内壁密封配合的第一密封环。

在一些可选的实施方案中，后导叶外壳的内壁凸起形成多条螺旋形的引导螺旋壁，后导叶的外壁凸设有多条螺旋形的涡状引导壁，引导螺旋壁和涡状引导壁配合形成螺旋通道，螺旋通道用于引导流经叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体轴线移动并从出口排出。

在一些可选的实施方案中，泵轴上还套设有分别与第二轴承、叶轮和后导叶密封配合的第二密封环。

本申请的有益效果是：本申请提供的新型潜水向心泵装置包括向心泵体，向心泵体的一端外周壁设有多个沿其周向间隔布置的进口，另一端端面设有出口，向心泵体内设有沿其轴向依次布置的前导叶、可旋转的叶轮和后导叶，向心泵体远离出口的一端端面连接有与叶轮同轴连接的泵轴，前导叶用于引导沿向心泵体径向进入各个进口的流体沿向心泵体轴向流经叶轮，后导叶用于引导沿向心泵体轴向流经叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体轴线移动并从出口排出。本申请提供的新型潜水向心泵装置能够提高出口流体的压力，从而在低流量的情况下达到更高扬程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置的剖视结构示意图；

图2为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置省略泵轴时的分解结构示意图；

图3为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置中后导叶和后导叶外壳配合时的剖视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置中后导叶的第一视角的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置中后导叶的第二视角的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置中后导叶的剖视结构示意图；

图7为本申请实施例提供的新型潜水向心泵装置中叶轮的结构示意图。

图中：100、向心泵体；110、进口；120、出口；130、前导叶；140、叶轮；150、后导叶；160、泵轴；170、底板法兰盘；180、外壳；190、后导叶外壳；200、花键；210、第一轴承；220、第二轴承；230、第一密封环；240、引导螺旋壁；250、涡状引导壁；260、螺旋通道；270、第二密封环；280、螺钉；290、限位部；300、上腔体；310、下腔体。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的新型潜水向心泵装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本申请实施例提供一种新型潜水向心泵装置，其包括由底板法兰盘170、外壳180和后导叶外壳190通过螺钉280依次连接组成的向心泵体100，向心泵体100连接有与其同轴布置的泵轴160，泵轴160的一端贯穿底板法兰盘170后穿过外壳180并伸入至后导叶外壳190内，外壳180靠近底板法兰盘170的一端外壁内设有24个沿其周向间隔布置的进口110，后导叶外壳190远离外壳180的一端端面设有出口120，向心泵体100内设有沿其轴向依次布置的前导叶130、可旋转的叶轮140和后导叶150，前导叶130滑动套设于泵轴160上且通过螺钉280固定于底板法兰盘170内壁，前导叶130用于引导沿向心泵体100径向进入各个进口110的流体沿向心泵体100轴向流经叶轮140，叶轮140通过花键200套设于泵轴160上，外壳180的中部凸起形成限位部290，限位部290将外壳180内部分隔成上方用于容纳叶轮140的上腔体300和下方用于容纳前导叶130的下腔体310，泵轴160的一端和底板法兰盘170之间设有第一轴承210，泵轴160的另一端套设有第二轴承220，叶轮140和后导叶150相邻的一侧分别滑动抵压第二轴承220的两端，泵轴160的一端套设有分别与第一轴承210和底板法兰盘170内壁密封配合的第一密封环230，泵轴160的另一端套设有分别与第二轴承220、叶轮140和后导叶150密封配合的第二密封环270；后导叶外壳190的内壁凸起形成4条螺旋形的引导螺旋壁240，后导叶150的外壁凸设有4条螺旋形的涡状引导壁250，引导螺旋壁240和涡状引导壁250配合形成螺旋通道260，螺旋通道260用于引导流经叶轮140的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体100轴线移动并从出口120排出。

本申请实施例提供了一种新型潜水向心泵装置，其通过在向心泵体100的一端外壁设置沿其周向布置的进口110，当外部动力驱动向心泵体100内的泵轴160旋转带动叶轮140旋转时，使外部流体经过进口110沿向心泵体100径向进入内部，并通过设置的前导叶130外表面阻挡并引导进入流体沿向心泵体100轴向移动至叶轮140处，并利用叶轮140的推力将流体旋转至向心泵体100内部外侧并推动至后导叶150处，由于后导叶150外部设置的涡状引导壁250和后导叶外壳190的内壁凸起的引导螺旋壁240配合形成螺旋通道260，螺旋通道260引导流经叶轮140推动的流体沿螺旋方向朝靠近向心泵体100轴线移动并最终从出口120排出，从而利用前导叶130将径向进入流体引导至沿轴向移动被叶轮140推动，并通过后导叶150将叶轮140推动流体引导至沿螺旋方向旋转和向心移动至出口120甩出，从而在流体低进入流速的情况下增大输出流体的向心力和出口流体的压力，在低流量的情况下达到更高扬程，有效的提高新型潜水向心泵装置的性能。

其中，外壳180的中部凸起形成限位部290，限位部290将外壳180内部分隔成上方用于容纳叶轮140的上腔体300和下方用于容纳前导叶130的下腔体310，能够利用限位部290的限位作用提高流体流经外壳180中部的流速，以提高出口流体的压力；泵轴160的一端和底板法兰盘170之间设有第一轴承210及分别与第一轴承210和底板法兰盘170内壁密封配合的第一密封环230，泵轴160的另一端套设有分别滑动抵压叶轮140和后导叶150的第二轴承220及分别与第二轴承220、叶轮140和后导叶150密封配合的第二密封环270，能够利用第一密封环230和第二密封环270配合提高新型潜水向心泵装置的水密效果，避免密封性差降低出口流体的压力和扬程。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims

1.一种新型潜水向心泵装置，其包括向心泵体，其特征在于，所述向心泵体的一端外周壁设有多个沿其周向间隔布置的进口，另一端端面设有出口，所述向心泵体内设有沿其轴向依次布置的前导叶、可旋转的叶轮和后导叶，所述向心泵体远离所述出口的一端端面连接有与所述叶轮同轴连接的泵轴，所述前导叶用于引导沿所述向心泵体径向进入各个所述进口的流体沿所述向心泵体轴向流经所述叶轮，所述后导叶用于引导沿所述向心泵体轴向流经所述叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近所述向心泵体轴线移动并从所述出口排出。

2.根据权利要求1所述的新型潜水向心泵装置，其特征在于，所述向心泵体包括依次连接的底板法兰盘、外壳和后导叶外壳，所述泵轴贯穿所述底板法兰盘后穿过所述外壳并伸入至所述后导叶外壳内，所述前导叶滑动套设于所述泵轴上且固定于所述底板法兰盘内壁，所述叶轮通过花键套设于所述泵轴上，所述泵轴的一端和所述底板法兰盘之间设有第一轴承，所述泵轴的另一端套设有第二轴承，所述叶轮和所述后导叶相邻的一侧分别滑动抵压所述第二轴承的两端。

3.根据权利要求2所述的新型潜水向心泵装置，其特征在于，所述泵轴上还套设有分别与所述第一轴承和所述底板法兰盘内壁密封配合的第一密封环。

4.根据权利要求2所述的新型潜水向心泵装置，其特征在于，所述后导叶外壳的内壁凸起形成多条螺旋形的引导螺旋壁，所述后导叶的外壁凸设有多条螺旋形的涡状引导壁，所述引导螺旋壁和所述涡状引导壁配合形成螺旋通道，所述螺旋通道用于引导流经所述叶轮的流体沿螺旋方向朝靠近所述向心泵体轴线移动并从所述出口排出。

5.根据权利要求4所述的新型潜水向心泵装置，其特征在于，所述泵轴上还套设有分别与所述第二轴承、所述叶轮和所述后导叶密封配合的第二密封环。