CN219639069U - 一种利于水流扩散的轴流泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利于水流扩散的轴流泵，属于轴流泵领域，包括电机、导叶体、叶轮部件，导叶体包括中心部位、径向外侧部位、设于中心部位和径向外侧部位之间的导叶流道、设于导叶流道内的导叶，所述导叶的下端设有导叶进口边、上端设有导叶出口边，所述叶轮部件设有叶片，叶片的上端设有叶片出口边，所述导叶体进口与所述导叶体出口成扩散角α，所述导叶进口边与导叶出口边成夹角β，所述叶片出口边与导叶进口边平行，通过对导叶体结构的优化，从而轴流泵的运行效率得到提高。

Description

一种利于水流扩散的轴流泵

【技术领域】

本实用新型涉及轴流泵技术领域，尤其是涉及一种利于水流扩散的轴流泵。

【背景技术】

现有轴流泵，在工作时，其出水管道为井筒式出水流道，且导叶部分流道是等距的。虽然这种出水流道在生产上较为简便和经济，但这种出水流道不利于流体有序流动，容易发生流动分离现象，增大流动损失，从而降低轴流泵运行效率。

针对上述问题，轴流泵设计了流道扩散结构，结构大多如公告号为CN212155174U的中国实用新型“一种潜水轴流泵流道扩散结构”，其包括：进水喇叭口、叶轮、导叶、井筒式出水流道和电机。选择合适的扩散锥度设计导叶处流道和出水扩散管，使过流面积逐渐增大至设计的出口管道截面积。这有利于从叶轮处出来的流体缓慢扩散到出水流道中，避免因管径突变造成过流面积变化较快，引发流体速度突降，并由此产生流动分离现象和旋涡。因此用该方法设计的流道可以有效地降低叶轮之后因流动分离和旋涡产生的流动损失，从而提高泵整体运行效率。

该方案主要通过流道管径与预设扩散锥度来计算出合理的出水扩散管尺寸，通过一个由进水口到出水口管径逐步扩大的喇叭口流道及出水扩散管，以此来降低液体在叶轮之后因流动分离和旋涡产生的流动损失，从而提高泵整体运行效率。但由于该设计的叶片出口边与导叶进口边存在夹角，导致液体从叶轮出口进入导叶入口时会遇到阻力，使液体的动能损失，并且导叶进口边与导叶出口边平行，当液体在流道中传输时会造成动能转化为压力能的效率降低，从而导致泵的运行效率降低。

【实用新型内容】

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种利于水流扩散的轴流泵，减少水力损失，提高轴流泵的运行效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种利于水流扩散的轴流泵，包括电机、导叶体、叶轮部件，导叶体与电机底部连接，导叶体包括中心部位、径向外侧部位、设于中心部位和径向外侧部位之间的导叶流道、设于导叶流道内的导叶，电机输出轴的下部穿过中心部位并与叶轮部件连接，所述导叶的下端设有导叶进口边、上端设有导叶出口边，所述叶轮部件设有叶片，叶片的上端设有叶片出口边，所述导叶进口边与所述导叶出口边成扩散角α，所述导叶进口边与导叶出口边成夹角β，且所述夹角β的角度范围是6°～12°，所述叶片出口边与导叶进口边平行。

本技术方案中，通过使导叶进口边与导叶出口边成扩散角α，从而使导叶入口边与导叶出口边之间的过流截面成出口宽入口窄的喇叭口，利于从叶轮处出来的流体缓慢扩散到出水流道中，作用主要是利于水流扩散，同时使得导叶入口边与叶片出口边平行，当液体从叶片出口边出来进入导叶入口时，减少对液体的阻力，从而降低动能的损失，导叶入口边与导叶出口边形成夹角，可以让液体进入流道内部时，可以有效使得动能转换为压力能的效率得到提高，通过以上技术方案可以使得轴流泵的运行效率变高。

本实用新型还进一步设置为：所述导叶进口边与所述导叶出口边的间距为b，所述叶轮部件的直径为d，所述间距b的取值范围是0.35～0.65d。通过延长间距b，可以让液体在流道内部的流速可以均匀变化，减少因为流速急剧变化产生紊流，从而使动能转化为压力能的效率降低，也可以降低液体对流道的冲击力。

本实用新型还进一步设置为：所述间距b的取值范围是b＝0.45～0.55d。进一步优化导叶进口边到导叶出口边的间距，使得液体在导叶流道中产生的紊流减少，从而使动能损失进一步降低。

本实用新型还进一步设置为：所述夹角β的角度范围是8°～10°。当夹角β的角度范围是8°～10°时，使得液体流经流道时，动能转化为压力能的效率会更高。

本实用新型还进一步设置为：所述扩散角α的角度范围是0°～3°。将扩散角控制在此范围，可以让液体可以缓慢的扩散到出水流道中。

本实用新型还进一步设置为：所述扩散角α的角度范围是1°～2°。通过对扩散角的进一步优化，可以使得液体在流道中扩散速度更加合理，让液体动能损失最小。

本实用新型还进一步设置为：所述中心部位的上部设有注油孔。可以通过注油孔往导叶体内部加入润滑油，可以通过润滑油的加注使得电机轴运行更加顺畅。

本实用新型还进一步设置为：所述注油孔的孔口内凹于导叶流道内表面之下。该技术方案使得流道形状变得平滑，消除凸起影响水流的流动，同时造成导叶体流态的不平稳的缺陷。

本实用新型还进一步设置为：所述叶片出口边与所述导叶进口边的间距为a，所述叶轮部件的直径为d，所述a的取值范围是0.09～0.12d。叶片出口边与导叶进口边的间距较小时，轮毂侧轴向速度减小，由轮毂到轮缘轴向速度明显呈非线性分布；间距较大时，沿径向近似呈等环量分布，因间距较小使轴面速度分布相对不均，会导致轴流泵运行不稳定，距离过大会使导叶出口处压力脉动幅值增加，也会造成轴流泵运行不稳定。

本实用新型还进一步设置为：所述导叶体与所述电机底部通过螺栓连接。采用螺栓连接可以使得导叶体与电机之间的安装方便快捷，同时方便后期拆卸与维修。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对实用新型做进一步的说明：

图1是现有技术中产品整体结构示意图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的导叶体与叶轮部分结构示意图；

图4是本实用新型的导叶体结构示意图。

图中：电机1、导叶体2、叶轮部件3、进水喇叭口4、第一过流截面21、第二过流截面22、导叶出口边23、导叶进口边24、注油孔25、导叶流道26、中心部位27、径向外侧部位28、导叶29、叶片出口边31。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，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。

如图1所示，现有技术中，主要通过流道管径与预设扩散锥度来计算出合理的出水扩散管尺寸，通过一个由进水口到出水口管径逐步扩大的喇叭口流道及出水扩散管，以此来降低液体在叶轮之后因流动分离和旋涡产生的流动损失，从而提高泵整体运行效率；任意取导叶流道26内两个截面，分别为第一过流截面21与第二过流截面22；由于该设计的叶片出口边31与第二过流截面22存在夹角，导致液体从叶轮出口进入导叶入口时会遇到阻力，使液体的动能损失，并且第二过流截面22与第一过流截面21平行，当液体在流道中传输时会造成动能转化为压力能的效率降低，从而导致泵的运行效率降低。

实施例一

如图2至图4所示，本实施例涉及一种利于水流扩散的轴流泵，包括电机1、导叶体2、叶轮部件3，导叶体2与电机1底部连接，导叶体2包括中心部位27、径向外侧部位28、设于中心部位27和径向外侧部位28之间的导叶流道26、设于导叶流道26内的导叶29，电机1输出轴的下部穿过中心部位27并与叶轮部件3连接，所述导叶的下端设有导叶进口边24、上端设有导叶出口边23，所述叶轮部件3设有叶片，叶片的上端设有叶片出口边31。

其中，所述导叶进口边24与导叶出口边23成夹角β，且所述夹角β的角度范围是6°～12°；优选9°。当夹角β的角度范围小于6°时，液体流经导叶流道26时，动能转化为压力能的效率没有明显变化；当夹角β的角度范围大于12°时，液体流经导叶流道26时，动能转化为压力能速度太快，会导致水压力对流道产生损害；当夹角β的角度范围是9°时，液体流经导叶流道26时，动能转化为压力能的效率提高效果最佳，且不会对导叶流道产生较大压力。

进一步的，所述叶片出口边31与导叶进口边24平行。通过使导叶进口边24与导叶出口边23成扩散角α，从而使导叶入口边24与导叶出口边23之间的过流截面成出口宽入口窄的喇叭口，利于从叶轮处出来的流体缓慢扩散到出水流道中，作用主要是利于水流扩散，同时使得导叶入口边24与叶片出口边31平行，当液体从叶片出口边31出来进入导叶入口时，减少对液体的阻力，从而降低动能的损失，导叶入口边24与导叶出口边23形成夹角，可以让液体进入流道内部时，可以有效使得动能转换为压力能的效率得到提高，通过以上技术方案可以使得轴流泵的运行效率变高。

作为优选的，所述夹角β的角度范围是8°～10°；优选为9°，当夹角β的角度范围小于8°时，液体流经导叶流道26时，动能转化为压力能的效率没有明显变化；当夹角β的角度范围大于10°时，液体流经导叶流道26时，液体进入流道时，动能转化为压力能速度太快，会导致水压力对流道产生损害；当夹角β的角度范围是9°时，液体流经导叶流道26时，动能转化为压力能的效率提高效果最佳，且不会对导叶流道26产生较大压力。

作为优选的，所述扩散角α的角度范围是1°～2°；优选为1.5°。当扩散角大于2°时，所述导叶进水口与所述导叶出水口所形成的喇叭口较大，导致液体产生分流效果，从而使压力能损失，当扩散角小于1°时，喇叭口过小，起不到扩散作用；所以设置扩散角的角度为1.5°时可以让液体可以缓慢的扩散到出水流道中，可以使得液体在流道中扩散速度更加合理，让液体动能损失最小。

进一步的，所述导叶体2与所述电机1底部通过螺栓连接。采用螺栓连接可以使得导叶体2与电机1之间的安装方便快捷，同时方便后期拆卸与维修，轴流泵各部位之间的方式要牢固，所以采用法兰连接或同等作用的连接方式也可以。

进一步的，轴流泵运行时，电机1带动叶轮部件3内的叶片转动，使液体通过进水喇叭口4进入叶轮部件3内部，当液体从叶片出口边31进入导叶进口边24时由于两边平行，可以减少动能损失，液体从导叶进口边到导叶出口边23之间的导叶流道26时，由于两者之间存在夹角与间距，导致液体在导叶流道26流动时，可以将液体速度能转化为压力能，在这个过程里面由于存在间距，使得动能可以更好的转化为压力能。

实施例二

本实施例中，所述导叶进口边24与所述导叶出口边23的间距为b，所述叶轮部件3的直径为d，间距范围为0.35～0.65倍叶轮直径。例如0.35或0.5或0.65倍的叶轮部件直径，通过延长间距b，通过实验得知当间距小于0.35倍叶轮部件3直径时，可以让液体在导叶流道26内部的流速变化较快，容易产生紊流，造成动能损失。当间距大于0.65倍叶轮部件3直径时，间距过大导致液体在导叶流道26内行程较长，容易产生动能损失，当间距为0.5倍叶轮部件3直径时，流速可以均匀变化，减少因为流速急剧变化产生紊流，从而使得动能转化为压力能的效率提高，也可以降低液体对导叶流道26的冲击力。

作为优选的，所述间距b的取值范围是b＝0.45～0.55d，例如0.45或0.5或0.55倍的叶轮部件3直径，当间距小于0.45倍叶轮部件3直径时，由于间距过小，液体流速变化较快，导致产生紊流，使得动能损失，从而降低了轴流泵的运行效率；当间距大于0.55倍叶轮部件3直径时，由于间距过大，液体在流动过程中动能会产生较大损失，从而导致轴流泵运行效率不高，当间距为0.5倍叶轮部件3直径时，液体在导叶流道26中产生的紊流最少，动能损失也是最低的，轴流泵运行效率最高。

本实施例未描述的其他内容可以参考实施例一。

实施例三

如图2所示，所述中心部位27的上部设有注油孔25，所述注油孔25的孔口内凹于导叶流道26内表面之下；可以通过注油孔25往导叶体2内部加入润滑油，可以通过润滑油的加注使得电机轴运行更加顺畅，也使得导叶流道26形状变得平滑，消除凸起影响水流的流动，同时造成导叶体2流态的不平稳的缺陷。

本实施例未描述的其他内容可以参考实施例一或实施例二。

实施例四

本实施例中，所述叶片出口边23与所述导叶进口边24的间距为a，所述叶轮部件3的直径为d，所述a的取值范围是0.09～0.12d；例如0.09或0.105或0.12倍叶轮部件3直径，叶片出口边23与导叶进口边24的间距小于0.09倍叶轮部件直径时，轮毅侧轴向速度减小，由轮毅到轮缘轴向速度明显呈非线性分布，因间距较小使轴面速度分布相对不均，会导致轴流泵运行不稳定；当间距大于0.12倍叶轮部件3直径时，沿径向近似环量分布，距离过大会使导叶出口处压力脉动幅值增加，也会造成轴流泵运行不稳定；当间距为0.105倍叶轮部件3直径时，轴面速度分布均匀，并且导叶出口压力脉动振幅最小，轴流泵工作最稳定。

本实施例未描述的其他内容可以参考实施例一或二或三。

以上所述，仅为实用新型的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种利于水流扩散的轴流泵，包括电机、导叶体、叶轮部件，导叶体与电机底部连接，导叶体包括中心部位、径向外侧部位、设于中心部位和径向外侧部位之间的导叶流道、设于导叶流道内的导叶，电机输出轴的下部穿过中心部位并与叶轮部件连接，所述导叶的下端设有导叶进口边、上端设有导叶出口边，所述叶轮部件设有叶片，所述叶片的上端设有叶片出口边，所述导叶进口边与所述导叶出口边成扩散角α，其特征在于，所述导叶进口边与导叶出口边成夹角β，且所述夹角β的角度范围是6°～12°，所述叶片出口边与导叶进口边平行。

2.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述导叶进口边与所述导叶出口边的间距为b，所述叶轮部件的直径为d，所述间距b的取值范围是0.35～0.65d。

3.根据权利要求2所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述间距b的取值范围是b＝0.45～0.55d。

4.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述夹角β的角度范围是8°～10°。

5.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述扩散角α的角度范围是0°～3°。

6.根据权利要求5所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述扩散角α的角度范围是1°～2°。

7.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述中心部位的上部设有注油孔。

8.根据权利要求7所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述注油孔的孔口内凹于导叶流道内表面之下。

9.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述叶片出口边与所述导叶进口边的间距为a，所述叶轮部件的直径为d，所述a的取值范围是0.09～0.12d。

10.根据权利要求1所述一种利于水流扩散的轴流泵，其特征在于，所述导叶体与所述电机底部通过螺栓连接。