[發(fā)明專利]軸流泵

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610214605.X
• 申請(qǐng)日: 2016-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN105782121A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華;徐浩然;袁一平;王峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D29/54
• 分類號(hào): F04D29/54
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 吳茂杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種能夠在小流量工況下高效、穩(wěn)定運(yùn)行的 軸流泵。

背景技術(shù)

失速問(wèn)題是大型軸流泵機(jī)組所面臨的突出問(wèn)題之一。軸流泵在小流量工況下，流量 -揚(yáng)程不穩(wěn)定，在葉輪進(jìn)出口出現(xiàn)回流區(qū)，機(jī)組振動(dòng)劇烈，嚴(yán)重影響水泵的安全運(yùn)行。 泵機(jī)組失速可能會(huì)引起共振，同時(shí)水泵的高效區(qū)也會(huì)變得狹窄，近年來(lái)，隨著單機(jī)流量 和泵機(jī)組尺寸的不斷增大，水泵運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題也日益突出，在泵站運(yùn)行中 經(jīng)常發(fā)現(xiàn)葉片出現(xiàn)裂紋甚至斷裂的事故。

因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：軸流泵在小流量工況下不能高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種軸流泵，在小流量工況下仍能高效、穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種軸流泵，包括泵殼和置于泵殼內(nèi)的葉輪，還包括多個(gè)擋板，所述多個(gè)擋板沿周 向均勻排列在葉輪進(jìn)口端的泵殼內(nèi)壁，所述擋板的前端呈流線型。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)：

小流量工況下仍能高效、穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)葉輪進(jìn)口設(shè)置擋板后，對(duì)高效區(qū) 揚(yáng)程基本沒(méi)有影響，在小流量工況下，揚(yáng)程隨流量的減小繼續(xù)增大，有效的消除了原流 量-揚(yáng)程曲線的馬鞍區(qū)，運(yùn)行穩(wěn)定。同時(shí)，在小流量工況，水泵效率要高于無(wú)擋板時(shí)水 泵效率，上升約2％-4％。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明軸流泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中擋板的外形圖。其中，圖2a為主視圖，圖2b為A-A視圖，圖2c為 B-B視圖。

圖3為圖1中泵殼進(jìn)口段的剖視圖。其中，圖3a為主視圖，圖3b為C-C視圖。

圖4為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置圖。

圖5為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的Q-H曲線對(duì)比圖。

圖6為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的Q-η曲線對(duì)比圖。

圖中，1泵殼，2葉輪，3擋板，4輪轂，5泵軸，6后導(dǎo)葉

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明軸流泵，包括泵殼1和置于泵殼內(nèi)的葉輪2，還包括多個(gè)擋板3， 所述多個(gè)擋板3沿周向均勻排列在葉輪進(jìn)口端的泵殼1內(nèi)壁，所述擋板3的前端呈流線 型。

作為現(xiàn)有技術(shù)，圖中還包括輪轂4、泵軸5和后導(dǎo)葉6。

此處所述擋板3沿周向均勻布置在葉輪進(jìn)口端的泵殼1內(nèi)壁包括兩層含義：一是多 個(gè)擋板3呈環(huán)狀均勻布置在葉輪進(jìn)口端的泵殼1內(nèi)壁，二是擋板3垂直于與之連接處的 泵殼1內(nèi)壁。

優(yōu)選地，所述擋板3為以擋板3與泵殼1內(nèi)壁交線為長(zhǎng)軸的1/4橢圓曲線，曲線迎 著水流方向。具體地說(shuō)，流線型擋板3可以是橢圓曲線的一部分，該橢圓的長(zhǎng)軸沿?fù)醢? 3與泵殼1內(nèi)壁交線，其短軸與泵殼1內(nèi)壁垂直，擋板3的前端為流線，沿水流方向， 后端為與泵殼1內(nèi)壁垂直的直線。

通過(guò)大量如圖4所示的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如圖2、3所示的擋板3幾何尺寸穩(wěn)流效果較好為： 所述擋板3的厚度為0.01～0.03D，長(zhǎng)度為0.70～0.90D，寬度為0.15～0.25D，其中D 為葉輪直徑。

通過(guò)大量如圖4所示的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如圖2、3所示的擋板3幾何尺寸穩(wěn)流效果最好為： 所述擋板3的厚度為0.02D，長(zhǎng)度為0.80D，寬度為0.20D，其中D為葉輪直徑。

實(shí)驗(yàn)表明，所述擋板3后端與葉輪2進(jìn)口端的距離為0.10～0.15D，其中D為葉輪 直徑。此種距離時(shí)穩(wěn)流效果較好。當(dāng)所述擋板3后端與葉輪2進(jìn)口端的距離為0.12D， 其中D為葉輪直徑時(shí)，穩(wěn)流效果最好。

綜合考慮穩(wěn)流效果和加工成本，所述均勻排列的擋板3數(shù)量為3～5個(gè)。

最優(yōu)地，所述均勻排列的擋板3數(shù)量為4個(gè)。

本發(fā)明在江蘇省水利動(dòng)力工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室立式軸流泵透明試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了驗(yàn)證。管 路系統(tǒng)如圖4所示，實(shí)驗(yàn)用ZM60軸流泵模型采用不銹鋼制造，四張葉片，葉輪直徑 D＝150mm，輪轂比為d＝0.467，試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為2900r/min。