[發(fā)明專利]具有分離網(wǎng)增強自吸的旋渦泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810037824.4
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108050106A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 包福兵;凃程旭;尹招琴;許驍
• 申請（專利權）人: 臺州天計流體科技有限公司
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D29/66;F04D9/00
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發(fā)明公開了一種具有分離網(wǎng)增強自吸的旋渦泵。本發(fā)明包括旋渦泵本體和分離網(wǎng)，分離網(wǎng)以設定的角度A和面積S布置在氣液分離室，所述分離網(wǎng)對氣液分離室內(nèi)回流至葉輪附近區(qū)域的氣液兩相流進行有效的氣液分離，同時對回流流體進行整流和減速增壓。本發(fā)明中的分離網(wǎng)可增強氣液分離室內(nèi)的氣液分離，加快氣泡的上浮，消減氣泡隨向下流體的下潛，大大提升氣液分離室有限空間內(nèi)的排氣效率和排氣速度；通過對氣液分離室內(nèi)靠上位置氣泡的阻隔分離，確保隨葉輪旋轉回流至吸水室的流體含氣率更低，具有更高的動量和壓力勢能，提高吸水室內(nèi)對泵入口段管路內(nèi)氣體的混合容積率和混合速度。

技術領域

本發(fā)明涉及水泵技術領域，具體指一種利用分離網(wǎng)增強自吸的旋渦泵。

背景技術

旋渦泵又稱為摩擦泵、再生泵，是一種量大面廣、能量消耗大的流體機械，最早出現(xiàn)在二十世紀20年代，由西門和亨施公司創(chuàng)造并推廣，是一種具有放射狀葉片或帶小傾角葉輪的特殊葉片泵。旋渦泵具有結構簡單、自吸能力強、揚程高等特點，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域，如家庭用水增壓、空調(diào)泵配套等等。旋渦泵工作時液體從吸入口進入葉輪靠近進口的兩個葉片之間的流體區(qū)域，隨葉輪旋轉加速后又流回流道，并把能量傳遞給葉頂間隙的環(huán)形流道內(nèi)的液體，再次從環(huán)形流道流入下游兩個葉片之間的流體區(qū)域進行多級加速，如此多次重復后由氣液分離室出口流出。旋渦泵流道內(nèi)液體能量的增加是通過低品質(zhì)的動能向較高品質(zhì)的壓能轉化而實現(xiàn)的，液體在流道和葉輪之間反復沖撞，使得相當一部分動能轉化為熱能最終耗散掉，旋渦泵的這一工作特點決定了它的效率不可能很高；同時，泵體內(nèi)部的流體流動是一種復雜的三維非定常湍流運動，隨著運行工況變化而變化，常伴有流動分離、汽蝕等流動現(xiàn)象。正因如此，旋渦泵內(nèi)部流動通常較為紊亂，導致泵的效率相對較低，紊亂的流態(tài)也影響其自吸能力。

旋渦泵初始運行的排氣自吸原理如下：一般具有自吸能力的旋渦泵都需要配有一定體積的儲水室，為氣液分離提供工作流體和氣液分離腔體；自吸排氣時，旋渦泵吸水室的液體在葉輪的作用下大部分被加速并輸運至氣液分離室，吸水室內(nèi)的氣體體積增大；隨葉輪的高速旋轉，一方面，由于葉片在吸水室內(nèi)的高速攪拌導致吸水室內(nèi)的氣液界面非常不穩(wěn)定，有利于吸水室內(nèi)的氣液混合；另一方面當葉輪葉片靠近隔舌附近，葉片之間的部分流體（可能是氣液混合物）由于慣性來不及甩出葉輪進入氣液分離室，氣液分離室中流速較低的部分流體則被這部分高壓流體卷吸、與葉片間留存的部分流體混合后，以很高的速度重新噴入吸水室，并與吸水室的氣體進行混合后被葉輪重新增速、輸運至氣液分離室；最后這些氣液混合流體相當部分被甩出葉輪，在氣液分離室內(nèi)由于氣泡的上浮完成氣液分離，完成自吸。

目前國內(nèi)外學者對旋渦泵的設計及內(nèi)部流動方面做了大量的研究和實驗，尤其是對葉輪和葉輪流道部分的研究，占據(jù)了絕大部分，而對旋渦泵自吸能力的提升方面關注較少。事實上，旋渦泵的自吸能力相比噴射泵不管是自吸吸程還是自吸能力的穩(wěn)定性、抗干擾能力都要差，特別是旋渦泵對于裝配工藝的要求很高，而這其中相當?shù)某潭壬鲜且ＷC其自吸能力。葉輪與隔舌間隙裝配縫隙過大會顯著降低自吸能力，而裝配縫隙過小則容易發(fā)生卡葉輪導致旋渦泵無法正常工作，此外泵體澆鑄時可能存在的沙眼也會對自吸泵的自吸能力有很大影響。因此，針對目前旋渦泵自吸能力的不足，本發(fā)明利用分離網(wǎng)加速氣液分離室內(nèi)的氣液分離，增強旋渦泵的自吸高速和自吸速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供一種新型增強自吸的旋渦泵。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

本發(fā)明包括旋渦泵本體和分離網(wǎng)，分離網(wǎng)以設定的角度A和面積S布置在氣液分離室，所述分離網(wǎng)對氣液分離室內(nèi)回流至葉輪附近區(qū)域的氣液兩相流進行有效的氣液分離，同時對回流流體進行整流和減速增壓。

進一步說，所述的角度A為分離網(wǎng)所在平面與水平面的夾角，A角度為0°～180°。

進一步說，所述的分離網(wǎng)面積S為20%～100%的氣液分離室沿分離網(wǎng)所在平面的橫截面面積。