CN208024638U - 一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，包括泵壳体，泵壳体的一端连接吸入室管体，泵壳体的另一端连接出水弯管，泵壳体内依次同轴设有叶轮轮毂体和导叶轮毂体，叶轮轮毂体上固接有叶轮，导叶轮毂体与泵壳体之间设有一圈导叶，泵壳体上还开设有一圈泵体进水孔，每个导叶的叶顶翼型上设有导叶体内部注水孔，每个导叶体内部注水孔与一个泵体进水孔正对设置，每个导叶的叶体表面上设有导叶体表面射流孔，导叶体表面射流孔与导叶体内部注水孔连通，每个泵体进水孔还连接一组注水管路；本实用新型解决了传统轴流泵在小流量工况下运行时，由于导叶内部失速涡引起的扬程下降以及振动、噪声问题。
Description
技术领域
本实用新型属于流体机械设备技术领域，涉及一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵。
背景技术
当轴流泵在小流量工况运行时，轴流泵叶轮的出流角严重偏离了设计出流角，从而使得导叶进口边的冲角急剧增大，在导叶吸力面产生了流动分离并形成失速涡。该失速涡会随着主流运动到两个导叶叶片之间，并发展扩大造成两个导叶之间的流动堵塞，使得轴流泵的扬程出现陡降。同时，转轮叶片与导叶之间的动静干涉使得导叶叶片通道内的失速涡形态呈现时空上不规则的变化，进而引发低频压力脉动，产生振动噪声，加剧了材料损伤，降低轴流泵运行的可靠性，缩短泵的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，解决了传统轴流泵在小流量工况下运行时，由于导叶内部失速涡引的扬程下降以及振动、噪声问题，提升了轴流泵装置在小流量下运行的安全稳定性。
本实用新型所采用的技术方案是，一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，包括泵壳体，泵壳体的一端连接吸入室管体，泵壳体的另一端连接出水弯管，泵壳体内依次同轴设有叶轮轮毂体和导叶轮毂体，叶轮轮毂体上固接有叶轮，导叶轮毂体与泵壳体之间设有一圈导叶，各导叶固定在泵壳体的内壁上，泵壳体上还开设有一圈泵体进水孔，每个导叶的叶顶翼型上设有导叶体内部注水孔，每个导叶体内部注水孔与一个泵体进水孔正对设置，每个导叶的叶体表面上设有导叶体表面射流孔，导叶体表面射流孔与导叶体内部注水孔连通，每个泵体进水孔还连接一组注水管路；每组注水管路与注水环管连通，注水环管同轴设置在泵壳体的外部；
还包括泵轴，泵轴的一端从导叶轮毂体内穿过并与叶轮轮毂体连接，叶轮轮毂体的另一端连接有导流锥，泵轴的另一端从出水弯管伸出与联轴器连接。
本实用新型的特点还在于，
叶轮上的所有叶片都位于叶轮轮毂体的同一轴向位置并沿周向均布，且叶轮不与泵壳体接触。
泵轴与出水弯管的连接处设有轴承A，泵轴与导叶轮毂体的接触处设有轴承B。
泵体进水孔的数目与导叶的数目相同。
每组注水管路的结构为：包括注水管，注水管的一端与注水环管连通，注水管的另一端与泵体进水孔连通，注水管上分别设有注水管调节阀和逆止阀，逆止阀靠近泵体进水孔设置。
本实用新型的有益效果是，通过在泵壳体外侧连接高压水，高压水流经进水环管和泵壳体上的进水孔向导叶体内部注水孔内注入高压水，然后高压水沿导叶吸力面的射流孔射流进入导叶叶片间到达流道内，进入导叶叶片间的射流打散了失速涡，有效的避免了失速涡堵塞导叶流道的现象，防止轴流泵的扬程在小流量工况出现陡降现象，降低了导叶内失速涡造成的机组的振动、噪音，提高了泵的运行稳定性。
附图说明
图1是本实用新型一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵的整体结构示意图；
图2是本实用新型一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵中导叶体内部注水孔及导叶体表面射流孔的结构示意图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是本实用新型一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵中导叶体表面射流孔的横剖面图；
图5是本实用新型一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵中外部注水管路的结构示意图。
图中，1.吸入室管体，2.导流锥，3.叶轮轮毂体，4.叶轮，5.导叶轮毂体，6.导叶，7.泵壳体，8.出水弯管，9.泵轴，10.轴承A，11.联轴器，12.进水环管，13.进水调节阀，14.注水管调节阀，15.逆止阀，16.泵体进水孔，17.导叶体表面射流孔，18.导叶体内部注水孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，如图1所示，包括锥形的吸入室管体1，吸入室管体1的较小口径端通过法兰连接泵壳体7，泵壳体7内装有叶轮4，叶轮4不与泵壳体7接触，叶轮4与叶轮轮毂体3的外壁焊接为一起，且叶轮4的所有叶片都位于叶轮轮毂体3的同一轴向位置并沿周向均布，叶轮轮毂体3在靠近吸入室管体1的一侧与导流锥2焊接在一起，泵壳体7内还同轴设有导叶轮毂体5，导叶轮毂体5布置在叶轮轮毂体3的下游侧，导叶6固定安装在导叶轮毂体5与泵壳体7的内壁之间，所有的导叶6都位于导叶轮毂体5的同一轴向位置，并且沿导叶轮毂体5的周向均布。泵壳体7通过法兰连接有出水弯管8，泵轴9的一端从导叶轮毂体5内部穿过并与叶轮轮毂体3刚性连接，泵轴9的另一端从出水弯管8穿出并与联轴器11连接。泵轴9与出水弯管8的连接处设有轴承A10，泵轴9与导叶轮毂体5的接触处设有轴承B。
沿着与泵轴9垂直的径向方向，在泵壳体7上开直通孔贯穿管壁作为泵体进水孔16，泵体进水孔16的数目与导叶6数目相同。在泵壳体7上加工泵体进水孔16时，采用从泵壳体7内壁钻孔到泵壳体7外壁的方法，首先在泵壳体7内壁上先定位出导叶6叶顶与泵壳体7内壁连接处的翼型形状，然后在该翼型中弧线的中点位置处起钻泵壳体7管壁外表面，泵体进水孔16的孔径大小为该翼型(导叶6翼型)中弧线中点位置处翼型厚度的0.8倍。
如附图2所示，在将导叶6焊接到泵壳体7上之前，在导叶6的叶顶翼型的中弧线中点位置处加工导叶体内部注水孔18，导叶体内部注水孔18沿导叶6的叶顶表面的法向方向穿入导叶，深度为导叶高度的0.3倍，导叶体内部注水孔18的孔径为导叶6叶顶翼型中弧线中点位置处翼型厚度的0.8倍。随后，如附图3所示，在与导叶6叶顶距离为h的导叶6吸力面处加工出导叶体表面射流孔17，h取为0.2倍的导叶高度，导叶体表面射流孔17的中心轴线位于与导叶6的叶顶表面平行的平面上，同时如附图4所示，在和导叶6的叶顶表面平行的剖切平面上，导叶体表面射流孔17的中心轴线与导叶6的表面外法线在该平面上的投影线的角度为α。α根据轴流泵在小流量工况下数值模拟获得的导叶6内部失速涡的位置决定。
导叶6在焊接到泵壳体7上时，各个导叶体上的内部注水孔18要对准泵壳体7内壁上的泵体进水孔16，从而确保高压水能穿过泵壳体7进入导叶体内部注水孔18并从导叶体表面射流孔17流出。
如附图5所示，在泵壳体7外侧布置有与泵体进水孔16相接的注水管路，每一组注水管路中包括注水管，注水管的一端与进水环管12连通，注水管的另一端与泵体进水孔16连通，注水管上分别设有一个防止水从泵体内倒流的逆止阀15和一个调节注水量的注水管调节阀14。整个轴流泵中安装有与导叶6数目相同的注水管路，所有注水管路沿周向均布。每一组注水管路分别与泵壳体7上的泵体进水孔16相接，各组注水管路的进口都与进水环管12相连接，通过进水环管12统一向各注水管路提供压力水。进水环管12上接有一个进水调节阀13，外部压力水通过进水调节阀13进入进水环管12，通过进水调节阀13可调节进入进水环管12的水流流量，进而调节进入各注水管路的水流流量。外部高压水首先通过进水调节阀13进入进水环管12，然后进水环管12内部的水流再沿各个注水管路经过泵体进水孔16注入各导叶体内部注水孔18，最终从各导叶体表面射流孔17流出。
本实用新型的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵的工作方式为：电动机通过联轴器11带动泵轴9转动，泵轴9再带动叶轮4转动，叶轮4转动对水流产生作用力使水流沿导叶6的轴向运动，流经导叶6以后进入出水弯管8，然后经过出水弯管8扩压后流出轴流泵。当轴流泵的过流量低于额定流量的50％时，水流在流经导叶6时会出现失速涡阻塞流道，导致轴流泵的扬程下降，此时，打开进水调节阀13，将外部高压水引入进水环管12，然后水流再沿各个注水管路经过泵体进水孔16注入各导叶体内部注水孔18，然后从各导叶体表面射流孔17流出，冲散堵塞导叶流道的失速涡，防止了轴流泵装置出现扬程陡降和振动的不利现象。
Claims (6)
1.一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：包括泵壳体(7)，泵壳体(7)的一端连接吸入室管体(1)，泵壳体(7)的另一端连接出水弯管(8)，泵壳体(7)内依次同轴设有叶轮轮毂体(3)和导叶轮毂体(5)，叶轮轮毂体(3)上固接有叶轮(4)，导叶轮毂体(5)与泵壳体(7)之间设有一圈导叶(6)，各导叶(6)固定在泵壳体(7)的内壁上，泵壳体(7)上还开设有一圈泵体进水孔(16)，每个导叶(6)的叶顶翼型上设有导叶体内部注水孔(18)，每个导叶体内部注水孔(18)与一个泵体进水孔(16)正对设置，每个导叶(6)的叶体表面上设有导叶体表面射流孔(17)，导叶体表面射流孔(17)与导叶体内部注水孔(18)连通，每个泵体进水孔(16)还连接一组注水管路；每组注水管路与注水环管(12)连通，注水环管(12)同轴设置在泵壳体(7)的外部；
还包括泵轴(9)，泵轴(9)的一端从导叶轮毂体(5)内穿过并与叶轮轮毂体(3)的一端连接，叶轮轮毂体(3)的另一端连接有导流锥(2)，泵轴(9)的另一端从出水弯管(8)伸出并与联轴器(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：所述叶轮(4)上的所有叶片都位于叶轮轮毂体(3)的同一轴向位置并沿周向均布，且叶轮(4)不与泵壳体(7)接触。
3.根据权利要求1所述的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：所述泵轴(9)与出水弯管(8)的连接处设有轴承A(10)，所述泵轴(9)与导叶轮毂体(5)的接触处设有轴承B。
4.根据权利要求1所述的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：所述泵体进水孔(16)的数目与导叶(6)的数目相同。
5.根据权利要求1所述的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：每组所述注水管路的结构为：包括注水管，所述注水管的一端与注水环管(12)连通，所述注水管的另一端与泵体进水孔(16)连通，所述注水管上分别设有注水管调节阀(14)和逆止阀(15)，所述逆止阀(15)靠近泵体进水孔(16)设置。
6.根据权利要求1所述的一种可消除导叶内部失速涡的轴流泵，其特征在于：所述吸入室管体(1)为锥形，吸入室管体(1)的小口径端与泵壳体(7)连接。
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