CN207539041U - 一种加速自吸的多级离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加速自吸的多级离心泵，属于流体机械技术领域。它解决了现有离心泵稳定性差、速度慢等问题。本加速自吸的多级离心泵，包括电机以及泵壳，泵壳上设置有多级离心泵入口与多级离心泵出口，且泵壳内部具有连接入口与出口的泵壳腔体，泵壳腔体内设置有离心导叶外壳，泵壳腔体内设置有多级离心泵入口腔体，其前端设置有挡水板，其后端具有叶轮入口，叶轮入口与挡水板之间开设有回流孔，回流孔底端设置有止回阀芯，止回阀芯上具有弹簧，离心导叶外壳上设置有环形分离网及环形网架，分离网与环形网架紧贴在一起安装于离心泵出口与回流孔之间，分离网底端开有扇口。本实用新型具有性能稳定、自吸速度快等优点。

Description

一种加速自吸的多级离心泵

技术领域

本实用新型属于流体机械技术领域，涉及一种离心泵，特别涉及一种加速自吸的多级离心泵。

背景技术

泵是一种量大面广、能量消耗巨大的通用机械，凡是有液体流动的地方几乎都有泵在工作。在所有泵类产品中，小型多级离心泵具有结构简单、使用维修方便、流量大、扬程高、能效优等优点，在城市输水、工业、采矿等多个行业应用广泛。相对于喷射泵、旋涡泵等主流小型陆上泵，小型多级离心泵，特别是不锈钢制的多级离心泵，因其能效具有明显优势，抗汽蚀能力也很强，加上多级离心泵本身的工作噪音也相对较低，所以若结合流动机理与水力优化设计出一款能够实现快速自吸的多级离心泵，则这样的新型多级离心泵将具有巨大的市场潜力。

近来有些国际泵业巨头和国内泵商都积极开发小型自吸式不锈钢多级离心泵，如格兰富、力坚泵业等。与单级的自吸式离心泵（也称管道泵）类似，近来由力坚泵业自主开发和制造，并已发明公开的的自吸式多级离心泵，也是通过提供一个气液混合的入口腔体，使得自吸阶段，泵腔内预灌的水在经过叶轮增压加速获得能量后，经过回流孔返回入口腔体，最终由回流流体带动气液界面的波动、进而融合气体进入进口腔体内的流体，实现气液混合；所形成的气液两相流体在叶轮入口的吸引下进入叶轮、导叶进行加速、增压，最后排入开有出口的泵壳腔体，由于气泡的浮力来实现气液分离；泵壳腔体内的水在叶轮入口与泵壳腔体之间存在的压差的驱动下，经由回流孔涌入进口腔体。当自吸阶段结束，回流孔阀芯在泵壳腔体剧增的水压作用下，被挤向回流孔，从而关闭回流孔。

尽管如此，这种类似于传统自吸式离心泵的自吸能力比较有限，一般吸程不会超过8m，甚至于有些厂家的吸程只有4-5m，自吸的稳定性和速度也存在较大缺陷，一般自吸8m的时间在6分钟以上，自吸7m的时间也在5分钟左右。因此如何在保证小型多级离心泵的吸程和自吸的稳定性，实现自吸速度的大幅提升是一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前自吸式多级离心泵自吸速度过慢、自吸稳定性差的不足，提供了一种加速自吸的多级离心泵。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种加速自吸的多级离心泵，包括电机以及与电机相连接的泵壳，所述的泵壳上设置有多级离心泵入口与多级离心泵出口，且泵壳内部具有连接入口与出口的泵壳腔体，所述的泵壳腔体内设置有离心导叶外壳，其特征在于，所述的泵壳腔体内设置有与多级离心泵入口相连通的多级离心泵入口腔体，所述的多级离心泵入口腔体的前端设置有挡水板，其后端具有与离心导叶外壳相对应的叶轮入口，所述的叶轮入口与挡水板之间开设有回流孔，所述的回流孔底端设置有止回阀芯，所述的止回阀芯上具有抵靠于回流孔边沿处的弹簧，所述的离心导叶外壳上设置有用于加速泵壳腔体内气液分离，同时增强泵腔内流动均匀性的环形分离网及环形网架，所述的分离网与环形网架紧贴在一起安装于离心泵出口与回流孔之间，靠近离心泵出口，所述的分离网底端开有扇口。

本加速自吸的多级离心泵的技术效果为：自吸阶段，入口腔体内的气液两相流体经过多级叶轮与导叶的增压、提速与导流以后喷射进入泵壳腔体，由于泵壳腔体内此时预灌的流体往往在叶轮高速旋转的作用下难以灌满整个泵壳腔体，加上对气液两相流体进行最后做功的最后一级叶轮和导叶的作用，流入泵壳腔体的气液两相流体是沿类似于螺旋轨迹的运动流向泵入口方向；这个流动特性直接造成处于入口腔体底端的回流孔附近的流动极不稳定，并且不可避免地有气泡随回流流体进入入口腔体，从而大大影响多级离心泵自吸的稳定性，延长了自吸时间，吸程也会因此受到影响。本发明利用环形分离网有效将泵壳腔体内的气泡集中阻隔在分离网与最后一级离心叶轮出口之间，大大降低回流至回流孔流体的含气率，增强回流流体的动量，以加快入口腔体内的气液混合；同时对泵壳腔体内强非定常不稳定的流动进行充分整流，使泵壳腔体内的有能高速流体在经过环形分离网后流动均匀性显著增强，流体速度减弱，压力提升，即流体的动能转化成压力势能，提升入口腔体与叶轮入口之间的压差，同样有利于减小回流流体的动量损失，加速入口腔体内的气液混合，最终提高自吸速度。分离网底端的扇环形口可以进一步降低穿过分离网经回流孔进入入口腔体这部分回流流体的流动阻力，增强回流流动循环的流畅性，由此缩短自吸时间。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的环形分离网布满多级离心泵导叶外壳与泵壳之间的圆环形空间。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的环形分离网安装于泵出口与回流孔之间，距离泵出口为0.01D-3.0D，D为多级离心泵出口直径。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的环形分离网单个网孔最小特征尺度小于0.5D1，D1为环形分离网内外边缘之间的最小距离。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的分离网扇环形口沿环形分离网的圆心角为1°~90°，沿分离网竖直中心面对称分布。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述环形分离网的孔为同等大小、同等形状。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述环形分离网的孔可以为扇形、梯形、矩形、圆形、多边形及其它形状。

与现有技术相比，本加速自吸的多级离心泵具有以下的优点：

1.环形分离网使得泵壳腔体的气液两相流体在轴向上有效分离，降低回流流体的含气率，显著提升回流流体的动量和动量稳定性。

2.环形分离网使得泵腔内的流动在进入回流孔前得到充分的整流，流动的稳定性大大提升。

3.环形分离网将泵壳腔体分隔成两个部分，靠近回流孔一侧的腔体不仅流动的均匀性得到提高，并且在分离网的作用下该腔体内的流体能够减速增压，提升回流流体的压力，使得入口腔体与叶轮入口之间的压差更大，更有利于入口腔体内气液混合的进行。

4.分离网底端的扇环形口可以进一步降低回流流体的流动阻力，保存回流流体携带的动能与压力势能的同时，增强回流流动循环的流畅性，由此缩短自吸时间。

5.环形分离网和网架不会对多级离心泵的工作性能有影响，因为正常泵水工作时，止回阀芯将关闭。

6.本发明的环形分离网结构简单、安装方便、加工难度小、质量轻，产业化与市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明所述加速自吸的多级离心泵结构示意图。

图2为环形分离网与网架结构细节图。

图中，1、环形网架；2、环形分离网；3、分离网扇环形口；4、止回阀芯；5、回流孔；6、弹簧；7、多级离心泵入口；8、泵壳；9、水位挡板；10、多级离心泵入口腔体；11、叶轮入口；12、多级离心泵出口；13、泵壳腔体；14、电机；15、离心导叶外壳。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，本一种加速自吸的多级离心泵，包括一个用于增强泵壳腔体内气液分离和流动均匀性的环形分离网2，支撑环形分离网的环形网架1，分离网2与网架1紧贴在一起安装于离心泵出口12与回流孔5之间，靠近离心泵出口12；分离网底端开有扇环形口3。

自吸阶段，入口腔体内的气液两相流体经过多级叶轮与导叶的做功，增压、提速与导流以后自由射进入泵壳腔体，由于泵壳腔体13内此时预灌的流体往往在叶轮高速旋转的作用下难以灌满整个泵壳腔体13，加上对气液两相流体进行最后做功的最后一级叶轮和导叶的作用，流入泵壳腔体13的气液两相流体是沿类似于螺旋轨迹的运动流向泵入口7方向；这个流动特性直接导致处于入口腔体10底端的回流孔5附近的流动极不稳定，并且不可避免地有气泡跟随回流流体进入入口腔体10，大大影响多级离心泵自吸的稳定性，延长了自吸时间，吸程也会因此受到影响。本发明利用环形分离网2有效将泵壳腔体内的气泡集中阻隔在分离网2与最后一级离心叶轮出口之间，大大降低回流至回流孔的流体的含气率，增强回流流体的动量，以加快入口腔体内的气液混合，另一方面气泡被分离网2有效阻隔在离泵出口12更近的一侧，更有利于气泡的上浮并最终排出泵壳腔体13；同时对泵壳腔体13内强非定常不稳定的流动进行充分整流，使泵壳腔体13内的有能高速流体在经过环形分离网2后流动均匀性显著增强，流体速度减弱，压力提升，即流体的动能转化成压力势能，提升入口腔体10与叶轮入口11之间的压差，同样有利于减小回流流体的动量损失，加速入口腔体内的气液混合，最终提高自吸速度。分离网底端的扇环形口3可以进一步降低穿过分离网2经回流孔进入入口腔体这部分回流流体的流动阻力，增强回流流动循环的流畅性，由此缩短自吸时间。当自吸阶段结束，泵壳腔体13内的压力急剧增大，使得入口腔体10与泵壳腔体13之间的压差增大到一定程度后，推动止回阀芯4贴紧入口腔体的外壳，最终多级离心泵进入正常的泵水工作状态。

进一步细说，环形分离网2布满多级离心泵导叶外壳15与泵壳8之间的圆环形空间。

进一步细说，所述的环形分离网2安装于泵出口与回流孔5之间，距离泵出口为0.01D-3.0D，D为多级离心泵出口12直径。

进一步细说，所述的环形分离网2单个网孔最小特征尺度小于0.5D1，D1为环形分离网2内外边缘之间的最小距离。

进一步细说，所述的分离网扇环形口3沿环形分离网2的圆心角为1°~90°，沿分离网竖直中心面对称分布。

进一步细说，所述环形分离网2的孔为同等大小、同等形状。

进一步细说，环形分离网2的孔可以为扇形、梯形、矩形、圆形、多边形及其它形状。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了环形网架1、环形分离网2、分离网扇环形口3、止回阀芯4、回流孔5、弹簧6、多级离心泵入口7、泵壳8、水位挡板9、多级离心泵入口腔体10、叶轮入口11、多级离心泵出口12、泵壳腔体13、电机14、离心导叶外壳15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种加速自吸的多级离心泵，包括电机（14）以及与电机（14）相连接的泵壳（8），所述的泵壳（8）上设置有多级离心泵入口（7）与多级离心泵出口（12），且泵壳（8）内部具有连接入口与出口的泵壳腔体（13），所述的泵壳腔体（13）内设置有离心导叶外壳（15），其特征在于，所述的泵壳腔体（13）内设置有与多级离心泵入口（7）相连通的多级离心泵入口腔体（10），所述的多级离心泵入口腔体（10）的前端设置有挡水板，其后端具有与离心导叶外壳（15）相对应的叶轮入口（11），所述的叶轮入口（11）与挡水板之间开设有回流孔（5），所述的回流孔（5）底端设置有止回阀芯（4），所述的止回阀芯（4）上具有抵靠于回流孔（5）边沿处的弹簧（6），所述的离心导叶外壳（15）上设置有用于加速泵壳腔体（13）内气液分离，同时增强泵腔内流动均匀性的环形分离网（2）及环形网架（1），所述的分离网与环形网架（1）紧贴在一起安装于离心泵出口与回流孔（5）之间，靠近离心泵出口，所述的分离网底端开有扇口。

2.根据权利要求1所述的一种加速自吸的多级离心泵，其特征在于，所述的环形分离网（2）布满多级离心泵导叶外壳与泵壳（8）之间的圆环形空间。

3.根据权利要求1所述的一种加速自吸的多级离心泵，其特征在于，所述的环形分离网（2）安装于泵出口与回流孔（5）之间，距离泵出口为0.01D-3.0D，D为多级离心泵出口（12）直径。

4.根据权利要求1所述的一种加速自吸的多级离心泵，其特征在于，所述的环形分离网（2）单个网孔最小特征尺度小于0.5D1，D1为环形分离网（2）内外边缘之间的最小距离。

5.根据权利要求1所述的一种加速自吸的多级离心泵，其特征在于，所述的分离网扇环形口（3）沿环形分离网（2）的圆心角为1°~90°，沿分离网竖直中心面对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种加速自吸的多级离心泵，其特征在于，所述环形分离网（2）的孔为同等大小、同等形状。