CN86204176U - 有诱导轮的多级卧式离心泵 - Google Patents

Abstract

一种带诱导轮的卧式多级离心泵，在其壳体中水平支撑的转轴上从入口端到出口端依次设置一级轴流诱导轮和至少两级离心叶轮，泵壳体的吸入口为侧置式。诱导轮具有三道螺旋形叶片，其外缘旋转轨迹为纺锤形。诱导轮与第一级离心叶轮使泵具有较高的吸入能力。第二级及其后的离心叶轮使泵具有高扬程。这种泵特别适用于输送汽液两相流体。

Description

本发明为一种带有诱导轮的多级卧式离心泵，这种泵适用于输送挥发性高的液体。

高挥发性液体如汽油，在环境温度稍高或压力较低的条件下极易汽化，成为汽液两相流体。普通的离心泵无法克服汽液两相流体中汽液分离，因而在输送这种两相流时，入口易被气体堵塞，使流量与扬程严重降低，并使叶轮严重汽蚀。

为了提高离心泵的吸入能力，改善其汽蚀性能，通常的作法是在离心泵入口处加装一个轴流诱导轮。诱导轮的作用是提高下一级离心泵叶轮入口处的压头，使之达到足以防止汽蚀的数值。

在这方面，已经有许多方案提了出来，如美国专利3，522，997（1970年8月4日），美国专利3，163，119（1964年12月29日），以及4，150，916（1979年4月24日）等等。这些方案中的诱导轮均能在一定程度上抑制两相流体中汽液分离的发生，提高离心泵的汽蚀性能。但是，这些方案仍然存在一些缺陷，如吸程小，扬程较低。压力脉动及运转振动等。

因此，本发明的目的是要提出一种改进的带诱导轮离心泵，它具有较好的汽蚀性能，能够输送具有高挥发性的液体尤其汽液两相流体。

另一个目的是，使泵同时获得高吸入性能和高扬程，并保持其较大的流量及效率。

本发明的另一个目的是要使带诱导轮的离心泵具有较宽范围的适应性，以满足不同使用场合对扬程的不同需要。

本发明的再一个目的是使带诱导轮的离心泵可直接配用电动机，其压力脉动限制在最低程度使泵运转平稳。

在本发明的基本构思中，这些目的通过一种带诱导轮的多级离心泵来实现。这种泵为卧式，有一根基本水平放置的心轴，其上依次固定有一级轴流诱导轮和至少两级离心叶轮，泵壳体的吸入口为侧置式，排流口设在壳体顶部，相应于诱导轮部分的壳体内腔为圆柱面。

上述轴流诱导轮具有三道叶片，沿螺旋线均匀布置在轮毂圆柱面上，叶片外缘轨迹面呈纺锤形。叶尖直径最大点的叶片角比轮毂上的叶片前缘入口角小20°左右，叶尖出口角也比轮毂上的叶片出口角小约20°，使叶片有一定程度的扭曲。叶片前缘起始点与轮毂表面形成沿旋转方向的锐角，叶片外缘从该起始点向叶尖最高点过渡，形成逐渐增大的诱导轮通道，并与叶尖最高点处的较小入口角配合。从叶片起始点向下游逐渐扩大的诱导叶片入口段具有较强的吸入性，对吸入液汽两相流体尤为有利。扭曲的叶片可在叶片后缘获得较大的根部出口角，配之以从叶尖最高点向下游逐渐减小的诱导通道高度，给下游的离心叶轮提供较高的入口压头，同时，使凝缩汽泡难以回流，抑制二次旋回流。由于减少了旋涡损失，使两相流中的汽泡容易凝缩，也保证了泵的高效率。

在诱导轮下游设至少二级离心叶轮，其叶片进口安放角与诱导轮叶尖最高点附近入口角基本一致。其叶片出口安放角与诱导轮叶片靠轮毂的出口角基本一致。叶片进口侧前缘适当向轮毂方向延伸。第一级离心叶轮的过流面积可保证诱导轮总流量的三分之二顺畅通过。

侧吸式泵壳体克服了现有中开式Y型立式泵在上吸时损失一部分吸程的缺点。

多级离心叶轮串联布置在轴流诱导轮下游，其中第一级离心叶轮主要作用是配合诱导轮以保证高吸入能力，第二级及其后的各级离心叶轮具有基本相同的形式与尺寸，以使泵获得高扬程。根据串联级数的不同可以获得不同的扬程，因而使按照本发明原理制成的系列泵具有很宽的适用范围。

下面结合附图对根据本发明原理制造的泵实例作进一步介绍。

图1，根据本发明原理的多级泵纵剖视图局部，表示轴流诱导轮与其下游的离心叶轮泵壳体内的装配关系；

图2为图1中泵的俯视图，表示倒置吸口的位置；

图3为轴流诱导轮及其轮毂的侧视图；

图4为诱导轮的轴向视图；

图5为诱导轮叶片沿轮毂表面的展开图；

图6为诱导轮叶片在其外缘锥面平均有效直径圆柱面上投影的展开图。

图7：曲线图。

先看图1与图2，按照本发明原理制造的多级泵有一个与常规多级泵类似的分段式壳体1，包括进口段3，多个中间段5，出口段7及尾盖9，由多条拉紧螺栓11紧固在一起。壳体内腔中基本水平设置的转轴13上依次布置轴流诱导轮15，第一级离心叶轮17，以及后续各级离心叶轮19（图1仅画出第一级和最后一级两级离心叶轮）。在本发明的实施例中，诱导轮后可串联2到7级离心叶轮。

进口段3中与进流口2连通的内腔4具有旋涡形状，用以使吸入的流体产生一定的预旋。内腔4下游具有内圆柱面的圆孔段6与诱导轮15配合，构成诱导段。诱导段的轴向尺寸与诱导轮叶片的导程基本一致。

第一级离心叶轮17紧接在诱导段的下游，叶轮入口过流面积与诱导段出口过流面积基本相同。叶轮前盖板相对于轴线的倾角较小，使液流逐渐偏转，易于通过。在本例中，轴流诱导轮15的设计流量为第一级离心叶轮17流量的3倍，因此第一级离心叶轮17的过流面积        保证诱导轮流量的三分之二顺利通过。

第二级离心叶轮19（以及其后的第三级，第四级等等，依需要而定），入口的过流面积小于第一级离心叶轮17的入口面积，而叶轮外缘直径则与第一级叶轮17的相同。串联离心叶轮的级数，决定心轴的长度。最好是制造出从三级到八级的系列泵，其中第二级到第七级离心叶轮可以有同样的形式与尺寸。这样，就可以覆盖较宽的扬程范围。

图3到图6示出了本发明中轴流诱导轮的具体形式。诱导轮15由圆筒形轮毂16和三道叶片18组成，叶片与轮毂制成整体。从图4可见，每一道叶片18都有一个外缘直径最大点M，叶片的高度从M点向后逐渐减小，因而使叶片间形成的流道高度不断变化。叶片起始点S与点M之间为一段圆弧（轴向投影），该段圆弧SM与轮毂16的外壁面平滑连接。

在轮毂16表面上，叶片18前缘的入口角约为30°30′，叶片后缘的出口角约为33°30′，（图5）。从图6所示叶片18在外缘平均有效直径所截圆柱面上的展开图可见，接近叶尖的叶片入口角与出口角都比叶根处大大减小了。在此例中，入口角成为10°，出口角为13°10′。在整个导程上，叶片18有一定程度的扭曲，并向后倾斜。

表1给出了对一台按照本发明原理设计的诱导轮三级卧式泵的性能测试记录，该泵的入口直径为250mm，出口直径200mm，测试时转速n＝1480rpm，所用介质为水。

图7为根据该测试记录制得的泵性能曲线。除了从图上可见的良好性能之外，这种泵的运转也很平稳，没有明显的振动，即使不装在固定基座上仍可正常工作。这一特点对于工作场合多变的输油泵甚为有利。

Claims (7)

1、一种有轴流诱导轮的离心泵，具有壳体和支撑在壳体内的转轴，轴上从进口端依次设置轴流诱导轮和离心叶轮。这种泵的特征是。上述转轴基本水平地支撑在壳体内。在轴流诱导轮下游串联至少两级离心叶轮。壳体由入口段、至少二个中间段和出口段组装而成。其入口段的吸入口为侧置式。排流口设在出口段顶部。

2、如权利要求1所述的离心泵，其特征是上述轴流诱导轮具有三道叶片，呈螺旋状均匀设置在轮毂的圆柱面上，叶片外缘的旋转轨迹面呈纺锤形，叶片前缘从轮毂表面升起段与轮毂外壁面夹成锐角。

3、如权利要求2所述的泵，其特征是上述诱导轮叶片在整个导程上扭曲并后倾，靠叶片外缘处的前端入口叶片角与后端出口叶片角比轮毂表面的入口叶片角与出口叶片角小约20°。

4、如权利要求3所述的泵，其特征是上述诱导轮叶片轮毂上的前端入口叶片角约为30°30′，后端出口叶片角约为33°30′。

5、如权利要求1或2所述的泵，其特征是在上述诱导轮下游侧串联最多七级离心叶轮。

6、如权利要求5所述的泵，其特征是紧接上述诱导轮下游侧设置的第一级离心叶轮入口过流面积与围绕诱导轮的壳体诱导段的出口过流面积相等，该离心叶轮的过流能力约为诱导轮设计流量的三分之二。

7、如权利要求5所述的泵，其特征是串联在诱导轮下游侧的第二级及其后的各级离心叶轮有相同的尺寸与形式，它们的入口过流截面小于第一级离心叶轮的入口截面，但具有与第一级离心叶轮相等的最大外径。

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