[發明專利]一種高效長壽多功能葉片泵

無效

• 申請號: 200810016348.4
• 申請日: 2008-05-22
• 公開（公告）號: CN101303024A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 朱瑞富;王建華
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F04D29/24
• 分類號: F04D29/24;F04D29/40;F04D1/00
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明是一種高效長壽多功能葉片泵，屬于節能裝備制造及自動化領域。

背景技術

泵是一種應用十分廣泛的通用機械，也是耗能很大的機械之一。從學科角度看，泵是流體力學的應用和發展。在火力發電廠中，泵是實現動力循環的重要組成部分，是重要的輔機之一。泵的安全、經濟運行對電廠的安全經濟發電起著重要作用。從能量角度看，泵是一類能將原動機的機械能轉換成被輸送流體的壓力勢能和動能的流體機械。泵在國民經濟的各個部門中應用十分廣泛，如在農業方面的排澇、灌溉；在采礦工業中的坑道排水；在冶金工業中各種冶煉爐液體的輸送；在石油工業中的輸油和注水等等。據統計，泵和風機的用電量約占全國用電量的28～30％，并正在逐步向40％過渡，且泵的用電量超過風機。然而，目前國內外普遍使用的葉片泵，都是通過旋轉葉輪對流體作功而實現能量傳遞的。當流體與高速旋轉的葉輪或葉片接觸和流過其表面時，流體不僅要與葉輪發生碰撞和摩擦，而且也要與機殼發生碰撞和摩擦，在這一過程中要消耗大量的能量，并產生較大的噪音和磨損。因此，導致泵的效率低、耗能大、噪音大、壽命短。為解決這些問題，國內外眾多學者進行了長期不懈的艱苦研究，并取得了一定的效果。如我國80年代淘汰產品3BA6型泵的效率η＝0.65，而替代的新品種IS80-50、IS80-200型泵的效率η＝0.74，用于300MW汽輪發電機組的鍋爐給水泵DG500-240的效率η＝0.71。我國引進英國Weir泵廠專利技術生產的300MW汽輪發電機組的鍋爐給水泵的效率η＝0.829，引進德國KSB公司生產的900MW汽輪發電機組的鍋爐給水泵的效率η＝0.86。然而，由于國內外研究者由于始終沒有跳出用旋轉葉輪進行能量傳遞的傳統理論框架，因此在提高效率、減少耗能、降低噪音和延長壽命等方面，雖有提高和改善，但均未取得突破性進展。

發明內容

本發明的目的在于突破傳統理論的能量傳遞方式(旋轉葉輪傳遞能量)，創建一種新的能量傳遞方式—液體旋流場能量傳遞方式。即通過葉片、葉輪和泵殼形狀和結構的創新設計，實現不用旋轉葉輪進行能量傳遞，而用誘導形成的增強輔合的液體旋流場進行能量傳遞，進而研制一種使被輸送流體不經過葉輪，而以流體自身進行輸送，并同時具有高效率、低能耗、長壽命、多用途等特點的高效長壽多功能葉片泵。這一研究不僅具有重大的理論意義和現實意義，而且具有極高的經濟價值和社會價值。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高效長壽多功能葉片泵，它包括泵殼、葉輪、葉輪工作室、液體旋流室、進水口、出水口、電機，所述葉輪由至少一組單側封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片組成；所述泵殼內部為帶有進水口和出水口的圓形雙室或多室。

所述葉輪包括相互連接的葉片與葉輪盤，葉輪盤則與電機軸連接，在葉輪盤的前端設有前封片。

所述葉片根部寬度A≥葉片端部寬度a，且葉片根部內側半徑B＞葉片端部內側半徑b。

所述泵殼分為圓形液體旋流室和圓形葉輪工作室，葉輪安裝在葉輪工作室內，并與置于泵殼外部的電機連接；同時液體旋流室的側面設有進水口，頂部設有出水口。

本發明的高效長壽多功能葉片泵，由泵殼、葉輪、葉輪工作室、旋流室、進氣口、出氣口、電機等構成。其基本特征在于單側封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片(圖2)構成的葉輪(圖1)和設有進出水口的獨特的圓形雙室泵殼(圖3)。單側封閉、軸向放大的圓弧型流道的葉輪(圖1)，具有A≥a，B＞b的加強型葉片結構(圖2)。用該結構的葉片泵實現了一種新的能量傳遞方式—液體旋流場能量傳遞方式。液體旋流場能量傳遞方式較傳統的蝸殼形雙壁葉輪(片)能量傳遞方式，具有更高的效率、更低的能耗、更小的噪音、更長的壽命和更多的功能。

眾所周知，目前國內外普遍使用的葉片泵，都是通過旋轉葉輪或葉片對流體作功而實現能量傳遞的。這種能量傳遞方式的泵在工作時會產生機械損失、容積損失和流動損失，其損失的大小分別用機械效率ηm、容積效率ηv和流動效率η_h來衡量。泵的總效率η＝ηmηvη_h。其中，一般離心泵的機械效率ηm＝0.90～0.97；容積效率ηv＝0.90～0.95；流動效率η_h＝0.80～0.95；離心泵的總效率η＝0.62～0.92。由此可見，泵在工作時流動損失最大，容積損失次之。因此，如何有效地減少流動損失和容積損失是提高效率和節能降耗的關鍵所在。