CN206071890U - 一种增强自吸的旋涡复合泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增强自吸的旋涡复合泵。本实用新型包括一个旋涡泵和喷射器，喷射器由一个喷嘴和扩散管组成；旋涡泵入口与喷射器的出口密封连接，喷射器的被吸流体入口作为复合泵的入口，旋涡泵压水室设两个出口分流，其中一个压水室出口与喷射器入口密封连接，另一个压水室出口作为复合泵出口，排出最终增压的流体。本实用新型结合喷射器与旋涡泵的新型复合泵结构，提高泵自吸能力的同时改善了旋涡泵的抗汽蚀性能。

Description

一种增强自吸的旋涡复合泵

技术领域

本实用新型涉及水泵技术领域，具体指一种增强自吸的旋涡复合泵。

背景技术

旋涡泵又称为摩擦泵、再生泵，是一种量大面广、能量消耗巨大的通用机械，最早出现在二十世纪20年代，由西门和亨施公司创造并推广，是一种具有放射状叶片或带小倾角叶轮的特殊叶片泵。旋涡泵具有结构简单、能自吸、高扬程等特点，广泛应用于家庭和国民经济的各个领域中。旋涡泵工作时液体从吸入口流入叶轮靠近进口的两个叶片之间的流体区域，随叶轮加速后又流回流道，并把能量传递给流道内的液体，再次从流道流入下游两个叶片之间的流体区域进行多级加速，如此多次重复后由压水室出口流出。旋涡泵流道内液体能量的增加是通过低品质的动能向较高品质的压能转化而实现的，液体在流道和叶轮之间反复冲撞，使得相当一部分动能转化为热能，旋涡泵的这一工作特点决定了它的效率不可能很高；同时，泵体内部的流体流动是一种复杂的三维非定常湍流运动，随着运行工况变化而变化，常伴有流动分离、汽蚀等流动现象。正因如此，旋涡泵内部流动紊乱，导致泵的效率低下。

旋涡泵初始运行的排气自吸原理如下：一般具有自吸能力的旋涡泵都需要配有一定体积的储水室，为气液分离提供工作流体和气液分离空间；自吸排气时，旋涡泵吸水室的液体在叶轮的作用下大部分被加速并输运至压水室，吸水室内的气体体积增大；随叶轮的高速旋转，当叶轮叶片靠近隔舌附近，叶片之间的部分流体（可能是气液混合物）由于惯性来不及甩出叶轮进入压水室，这部分高压流体将以很高的速度重新喷入吸水室，并与吸水室的气体进行混合后被叶轮重新增速、输运至压水室；最后这些气液混合流体相当部分被甩出叶轮，在压水室内由于气泡的自然上浮完成气液分离，从而实现自吸。

目前国内外学者对旋涡泵的设计及内部流动方面做了大量的研究和实验，尤其是对叶轮和叶轮流道部分的研究，占据了绝大部分，而对旋涡泵自吸能力的提升方面关注较少。事实上，旋涡泵的自吸能力相比喷射泵不管是自吸吸程还是自吸能力的稳定性、抗干扰能力都要差，特别是旋涡泵对于装配工艺的要求很高，而这其中相当的程度上是要保证其自吸能力。叶轮与隔舌间隙装配缝隙过大会显著降低自吸能力，而装配缝隙过小则容易发生卡叶轮导致旋涡泵无法正常工作，此外泵体浇铸时可能存在的沙眼也会对自吸泵的自吸能力有很大影响。因此，针对目前旋涡泵自吸能力的不足，本实用新型结合喷射器与旋涡泵的新型复合泵结构，提高泵自吸能力的同时改善旋涡泵的抗汽蚀性能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种新型增强自吸的旋涡复合泵。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

本实用新型包括一个旋涡泵和喷射器，喷射器由一个喷嘴和扩散管组成；旋涡泵入口与喷射器的出口密封连接，喷射器的被吸流体入口作为复合泵的入口，旋涡泵压水室设两个出口分流，其中一个压水室出口与喷射器入口密封连接，另一个压水室出口作为复合泵出口，排出最终增压的流体。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型结合旋涡泵与喷射器，利用喷射器的稳定自吸能力和增压功能，提升旋涡泵的自吸能力和抗汽蚀性能；与传统旋涡泵的排气自吸原理相比，本实用新型的自吸排气发生在于两个关键流体区域：其中一个是在喷嘴出口处，由于旋涡泵压水室回流至喷嘴的高压流体在喷嘴出口附近区域形成接近音速的高速射流，因此在这个区域产生很强的负压，被吸流体经复合泵进口被吸入喷嘴下游的扩散管，又因为在自吸阶段，被吸流体为气体，所以在喷嘴出口附近区域及下游的扩散管实际上将发生强烈的气液混合过程。另一个则是在旋涡泵吸水室和压水室发生的传统旋涡泵的排气自吸过程；从传统旋涡泵的气液混合过程和实际应用中发现的较不稳定的自吸能力不难看出，旋涡泵的气液混合性能相对有限，本实用新型中结合喷射器的方法将大大改善自吸过程中气液混合性能，提高复合泵整体的自吸性能。

附图说明

图1为本实用新型增强自吸的旋涡复合泵的结构剖面示意图。

附图标记：1、复合泵入口 2、喷嘴 3、扩散管 4、旋涡泵入口 5、吸水室 6、隔舌 7、叶轮 8、压水室 9、复合泵出口 10、喷射回流管入口 11、回流管路 12、旋涡泵泵体。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例的增强自吸的旋涡复合泵，包括一个旋涡泵泵体12、叶轮7和喷射器，喷射器由一个喷嘴2和扩散管3组成；旋涡泵入口4与喷射器的出口密封连接，喷射器的被吸流体入口作为复合泵入口1，旋涡泵压水室8分流出两个出口，其中一个压水室出口与喷射器入口密封连接，即喷射回流管入口10，另一个压水室出口作为复合泵出口9，排出最终增压的流体。本实用新型结合旋涡泵与喷射器，利用喷射器的稳定自吸能力和增压功能，提升旋涡泵的自吸能力和抗汽蚀性能。

所述的两个压水室出口直径尺寸可以相同也可以不同，可以三通形式进行分流，也可以在压水室上相同水平面或不相同水平面分离布置。

所述的喷射器可以任意相对姿态与旋涡泵泵体相连。

所述的旋涡泵入口直径为0.1D～10.0D，喷嘴入口口径为0.01D～5.0D，扩散管口径为0.1D～10.0D，复合泵入口直径为0.1D～10.0D，回流管路直径为0.1D～5.0D，可为等直径或变直径，D为复合泵出口直径。

相比传统旋涡泵的排气自吸原理，本实用新型的自吸排气发生在于两个关键流动区域：其中一个是在喷嘴2出口处，由于旋涡泵压水室8经回流管路11回流至喷嘴2的高压流体在喷嘴2出口附近区域形成接近音速的高速射流，根据流体能量守恒，在这个区域产生极强的负压，被吸流体经复合泵入口1被带入喷嘴2下游的扩散管3，又因为在自吸阶段，被吸流体为气体，所以在喷嘴出口附近区域及下游的扩散管3实际上将发生强烈的气液混合过程。另一个则是在旋涡泵吸水室5和压水室8发生的旋涡泵排气自吸过程。旋涡泵的排气自吸原理如下：一般具有自吸能力的旋涡泵都需要配有一定体积的储水室，即本实施例的压水室8，为气液分离提供工作流体和气液分离空间；自吸排气时，旋涡泵吸水室的液体在叶轮7的作用下大部分被加速并输运至压水室8，吸水室5内的气体因此体积增大；随叶轮7的高速旋转，当叶轮叶片靠近隔舌6附近，叶片之间的部分流体由于惯性来不及甩出叶轮7进入压水室8，这部分高压流体将以很高的速度重新喷入吸水室5，并与吸水室5的气体进行混合后被叶轮7重新增速、输运至压水室8；最后这些气液混合流体相当部分被甩出叶轮7，在压水室8内由于气泡的自然上浮完成气液分离，从而完成自吸，剩下的少部分流体由于惯性重新喷入吸水室5，如此反复。可见，在本实用新型复合泵的自吸过程中，喷射器的作用主要是增强气液混合和强迫自吸。

当自吸过程结束，由于压水室8经喷射回流管入口10分流出一部分相对高压流体进入喷嘴2产生高速射流，并与由复合泵入口1流入的被吸流体一起在扩散管3完成混合、减速、增压，最后从旋涡泵入口4进入吸水室5。因为这个增压过程，旋涡泵入口的流体压力得以提高，加大了旋涡泵的必须汽蚀余量，增强了旋涡泵的抗汽蚀性能。

以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本实用新型的范围，本实用新型的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本实用新型权利要求基础上的改动都是本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种增强自吸的旋涡复合泵，其特征在于：包括一个旋涡泵和喷射器，喷射器由一个喷嘴和扩散管组成；旋涡泵入口与喷射器的出口密封连接，喷射器的被吸流体入口作为复合泵的入口，旋涡泵压水室设两个出口分流，其中一个压水室出口与喷射器入口密封连接，另一个压水室出口作为复合泵出口，排出最终增压的流体。