[發明專利]一種改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置

有效

• 申請號: 201611090536.2
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106640769B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 張睿;徐輝;陳毓陵;馮建剛;周春天;王曉升
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: F04D29/52
• 分類號: F04D29/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 祁文彥

本發明公開了一種改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置，外套管的兩端分別為進口端和出口端，出口端外壁設置有出口法蘭，外套管的出口端與軸流泵葉輪室的進口端通過出口法蘭連接，外套管的進口端外壁設置有進口法蘭，外套管的進口端能夠與進水管道通過進口法蘭連接；外套管內設置有內套管，內、外套管之間具有間隙，該間隙內設置有筋板，通過該筋板將內、外套管固定連接，內套管內壁上設置有消渦板。本發明充分改善了小流量工況下葉輪前的進流條件，完全消除了軸流泵水力不穩定“馬鞍區”，有效拓寬了軸流泵的安全穩定運行工況范圍。本發明的結構簡單且易加工制作，適用于任何類型的軸流泵。

技術領域

本發明屬于水泵技術領域，具體涉及一種改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置。

背景技術

軸流泵具有流量大、揚程低的特點，廣泛應用于跨流域調水、農業灌溉以及市政給排水等領域。在設計工況下，軸流泵進水條件良好、內部流動穩定，此時泵的水力效率較高且運行穩定。但是，在非設計工況下尤其是小流量工況時，葉輪進口入流角度的改變不但引起葉片背面進口邊處產生流動分離，還造成葉片上下表面壓差增大促使葉頂間隙泄漏流增強。葉片背面分離流與葉輪葉頂泄漏流的流動方向與主流方向相反，同時由于受到葉輪旋轉作用的影響使得上述流動具有較大的周向速度，從而堵塞葉輪進口流道、惡化水泵進流條件，引起泵的水力損失增大、水泵性能急劇下降，促使水力不穩定“馬鞍區”的形成，嚴重影響軸流泵的安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的是針對現有改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置的不足，提出一種改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置，在不會對設計流量和大流量工況下泵的水力性能產生較大影響的情況下，可充分改善小流量工況下軸流泵葉輪進口前的進水條件，完全消除軸流泵不穩定“馬鞍區”的產生，有效拓寬軸流泵穩定的運行工況區間。

為實現本發明的目的，采用如下技術方案：

一種改善軸流泵不穩定水力特性的錐形進水裝置，包括外套管，外套管的兩端分別為進口端和出口端，出口端外壁設置有出口法蘭，所述出口法蘭沿圓周均布4～12個螺孔，外套管的出口端與軸流泵葉輪室的進口端通過出口法蘭連接，且外套管出口端的直徑D等于軸流泵葉輪室的進口端直徑；

外套管的進口端外壁設置有進口法蘭，所述進口法蘭沿圓周均布4～12個螺孔，外套管的進口端能夠與進水管道通過進口法蘭連接；

外套管內設置有內套管，內套管與外套管之間具有間隙，該間隙內設置有筋板，通過該筋板將內套管與外套管固定連接，內套管內壁上設置有消渦板。

以上所述內套管外壁面與外套管內壁面通過沿圓周方向均勻布置的4~6個筋板連接；所述內套管的內壁上沿圓周方向均勻布置6~18個消渦板；所述筋板的進、出口邊均進行倒圓處理以減小水流沖擊損失。

本發明所述外套管、內套管、筋板以及消渦板的結構及位置尺寸均用以外套管出口直徑D為基準的相對值表示，將這些相對值乘以外套管出口直徑D即可得到應用本發明的實際尺寸。

優選地，所述外套管的出口與軸流泵葉輪室的進口通過法蘭連接，且外套管的出口直徑D等于軸流泵葉輪室的進口直徑；所述外套管的錐角為5~60°，進口直徑為1.05~5D，高度為0.05~3D；所述外套管的進口可開敞，也可與進水管道通過法蘭連接。

作為本發明的一種優選技術方案，所述外套管與內套管均為具有相同錐度的錐形結構，進口端直徑較出口端大。

進一步地，所述內套管的厚度為0.001~0.01D，內套管與外套管間距為0.005~0.1D。

進一步地，所述內套管的進口端與外套管的進口端平齊，內套管的出口端高于外套管的出口端，外套管與軸流泵葉輪室連接后，內套管的出口端靠近葉輪葉頂處；所述內套管的進、出口端均為倒圓設計。