CN207715378U - 一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵。本实用新型包括一个喷射式离心泵和分离网，分离网布置在气液分离室，介于回流流道入口和离心蜗室出口之间，以一定的相对空间姿态和截流面积对气液分离室内回流至回流流道入口的气液两相流进行有效的气液分离，同时利用分离网对气液分离室内原本离心出口喷射出的具有很强动能的流体进行整流，减速增压，提高回流流体的压力势能和分离室内流动的整体均匀性，显著降低经回流流道流回喷射器喷嘴的回流流体的含气率，气液混合和气液分离的速度同时加快，则喷射式自吸离心泵的自吸能力显著提升。

Description

一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵

技术领域

本实用新型涉及一种喷射式离心泵，尤其涉及一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，属于流体机械领域。

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。据中国通用机械协会统计，近年来全国泵行业年均总产值1000亿元以上，水泵耗电量约占全国耗电量的20%。目前，在种类繁多的小型陆上泵产品中已经公开的低噪音自吸复合泵（申请号：201610813048.3；申请公布号CN 106224249 A）是一种新型、低噪音、高效、节能的泵类产品，即新型的喷射式离心泵。这种泵自吸能力强，与现有小型陆上泵市场主导的旋涡泵和喷射泵相比吸程高、噪音低、流量大、效率高，在供水供暖、自来水增压、矿山机械、船舶制造、石油化工等诸多工业领域具有广阔的应用前景，其市场潜力巨大，节能降噪效果显著。

尽管如此，已公开的低噪音自吸复合泵在自吸阶段由于离心出口的气液两相流动类似于带有倾角的圆管射流，射流的主流区域且多为势流区正对着回流通道入口，离心出口与回流通道入口两者之间的距离出于泵体体积、效率与成本的综合考虑一般不可能过大，则被叶轮甩出进入气液分离室内的气泡往往跟随主流难于逃逸、分离而受迫重新流入回流入口而再次被带进叶轮，再次受到离心叶轮剪切为尺度更小的气泡。随自吸过程的深入，泵入口的压力越来越低，汽蚀余量越来越小，加上气液分离室内的气泡不能及时被分离、排出水体，导致回流的工作流体带有大量的气泡，进一步加剧了泵内汽蚀的产生，使泵入口的气体不能顺畅地被吸入喷射器与回流流体进行混合，这两方面不利机制的影响下最终造成自吸速度和自吸高度的降低，严重时甚至发生“气缚”现象，完全失去自吸功能。

发明内容

本实用新型针对低噪音自吸复合泵自吸能力不稳定、自吸速度一致性差的不足，提出一种具有分离网增强自吸速度和自吸高度、提升自吸稳定性的喷射式离心泵。

本实用新型的目的在于通过选择适当几何外形与尺度的分离网，合理分布分离网在气液分离室内的空间相对位置，对气液分离室内的流动均匀性、流动方向进行全局优化，控制与加速气液两相的分离，从而提升该类喷射式离心泵的自吸能力。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型包括喷射式离心泵本体和分离网，其特在于：所述的分离网布置在气液分离室，介于回流流道入口和离心蜗室出口之间，以一定的相对空间姿态和截流面积对气液分离室内回流至回流流道入口的气液两相流进行有效的气液分离，同时对气液分离室内离心出口喷射出的具有很强动能的流体进行整流。

所述的分离网截流面积S为20%～100%的气液分离室沿分离网所在流向位置上垂直于流动方向的横截面面积。

所述分离网的边界形状可以为气液分离室沿分离网所在位置的横截面边界，也可以不与该边界重合，而留有一定的空隙，或者为规则的矩形、圆形、椭圆形圆柱面及其它形状。

所述分离网的网格可以为矩形、正方形、三角形、等多边形、圆形及其它任意形状，或者多种形状网格的组合。

所述的分离网也可以为任意三维空间曲面。

与现有技术相比，通过采用以上技术方案，具有的有益效果是：

根据气液分离室内离心出口与回流流道入口相对空间位置的不同与分离室内整体流场的流动特性，在离心出口与回流流道入口之间设置具有阻隔气泡、调制流体流动的分离网，一方面保证气液分离室内的气液分离更加可控，使回流至喷嘴的循环工作流体含气率大大降低，而携带的动量维持在较高水平，可为喷嘴出口连续强劲负压的形成创造良好的边界条件，自吸阶段入口段气体因此可被该负压持续引射进入扩散管，且保持相当的流量；另一方面，分离网可增强气液分离室内的气液分离，减少气泡回流，调制流体流动，将离心出口的流体动能转化为压力势能，减小分离室内紊乱流动对气泡上浮的干扰，消减气泡随向下流体的下潜，大大提升气液分离室有限空间内的排气效率和排气速度。此外，分离网可以降低离心出口方向对回流流体流量和喷射式离心泵内循环流动的影响，提高喷射式离心泵自循环增压与自吸能力的稳定性，降低产品的次品率。

分离网制造简单，可以采用多种工程材料或金属进行制作，成本低，加工制造工艺难度低，技术推广与产业化前景广阔。在提高喷射式离心泵自吸高度和速度的同时，可以保证泵性能的稳定性，对泵的流量-扬程、流量-效率等整泵特性影响非常小。

附图说明

图1为本实用新型喷射式离心泵喷射器垂直布置的纵向剖面示意图；

图2为图1的分离网局部细节示意图；

图3为本实用新型喷射式离心泵喷射器水平布置的纵向剖面示意图；

附图标记：1、分离网；2、喷射式离心泵入口；3、喷射式离心泵泵体；4、喷射式离心泵出口；5、回流流道入口；6、回流流道；7、喷嘴；8、扩散管；9、气液分离室；10、离心叶轮入口；11、离心叶轮；12、离心蜗室；13、离心流道出口；14、隔舌；15、电机；16、离心蜗室导流段。

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至图3所示，本实用新型包括一个喷射式离心泵泵体3（带后侧的喷射式离心泵入口2和喷射式离心泵出口4）、离心叶轮11、由喷嘴7和扩散管8组成的喷射器和分离网1。根据气液分离室9内离心流道出口13与回流流道入口5相对空间位置的不同与分离室9内整体流场的流动特性，在离心出口与回流流道入口之间设置具有阻隔气泡、调制流体流动的分离网1。一方面保证气液分离室内的气液分离更加可控，使回流至喷嘴的循环工作流体含气率大大降低、携带的动量维持在较高水平，可为喷嘴7出口连续强劲负压的形成创造良好的前提条件，自吸阶段入口段气体因此可被该负压持续引射进入扩散管8，且保持相当的流量。另一方面，分离网1可增强气液分离室内的气液分离，减少气泡回流，调制分离室9内部的流体流动，将离心流道出口13的流体动能转化为压力势能，减小分离室内紊乱流动对气泡上浮的干扰，消减气泡随向下流体的下潜，大大提升气液分离室9有限空间内的排气效率和排气速度。

自吸阶段在叶轮的驱动下，离心蜗室内的流体获得相当程度的压力势能和动能，在离心流道出口附近形成具有很强动能的射流。与此同时，离心泵由喷嘴7出口附近较强的负压抽吸泵入口2内的气体，进入扩散段8与回流流体混合，经过离心叶轮入口10并最终流入离心蜗室12内的离心叶轮11，离心叶轮11由电机15驱动，离心蜗室12内有隔舌14。所以在自吸阶段，由离心蜗室导流段延生出的离心流道出口13形成的射流包含泵入口2被吸的气体以及混入回流流体重回喷射器的气泡。显然回流流体含气率过高将影响泵整体的气液混合与气液分离，最终导致自吸高度与速度的降低。分离网1布置在气液分离室9内部，介于回流流道入口5和离心流道出口13之间，以一定的相对空间姿态和截流面积S对气液分离室9内回流至回流流道入口5的气液两相流进行有效的气液分离。利用分离网对气液分离室9内原本离心流道出口13喷射出的流体进行整流，减速增压，提高回流流道6内流体的压力势能和分离室9内流动的整体均匀性，降低经回流流道6流回喷射器喷嘴7的回流流体的含气率，让回流流体压力势能更高、扩散管8内的气液混合-气液分离室9内的气液分离这个喷射式离心泵自吸阶段的循环流动中最为关键的两个流动过程更加顺畅，气液混合和气液分离的速度同时加快，从而使喷射式自吸离心泵的自吸能力显著提升。

综上，本实用新型基于已公开的新型低噪音复合泵，提出了一种利用分离网全面优化气液分离室内的两相流动，能够科学控制气液分离的方法和分离装置，在不明显增加制造成本和工艺难度的基础上，有效提升这种喷射式离心泵的自吸速度和自吸高度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，包括喷射式离心泵本体和分离网，其特在于：所述的分离网布置在气液分离室，介于回流流道入口和离心蜗室出口之间，以一定的相对空间姿态和截流面积对气液分离室内回流至回流流道入口的气液两相流进行有效的气液分离，同时对气液分离室内离心出口喷射出的具有很强动能的流体进行整流。

2.根据权利要求1所述的一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，其特征在于：所述分离网截流面积为20%～100%的气液分离室沿分离网所在流向位置上垂直于流动方向的横截面面积。

3.根据权利要求1所述的一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，其特征在于：所述的分离网的边界形状为气液分离室沿分离网所在平面的横截面边界形状，或者不与该边界重合，而留有空隙。

4.根据权利要求1所述的一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，其特征在于：所述的分离网为规则的矩形、圆形、椭圆形或圆柱面。

5.根据权利要求1所述的一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，其特征在于：所述的分离网的网格为矩形、三角形或者圆形。

6.根据权利要求1所述的一种具有分离网增强自吸的喷射式离心泵，其特征在于：所述的分离网为任意三维空间曲面。