[發明專利]一種離心泵的雙蝸殼結構

有效

• 申請號: 201810690428.1
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108843619B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 孫中國;宋運璋;席光
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D29/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明涉及流體機械領域，特別是涉及一種離心泵的雙蝸殼結構，包括蝸殼、設于蝸殼內的蝸室和設于蝸殼出口處的擴散管、蝸殼與擴散管接觸處設有隔舌、蝸殼內設有隔板，隔板將蝸室分隔成兩個蝸殼通道，隔板的首端為尖角，隔板的尾緣為尖角。隔板首端的尖角消除了由于隔舌的存在使兩個流道前端壓力分布產生很大差別從而導致的葉輪所受徑向力增大的弊端，隔板尾緣的尖角克服了傳統雙蝸殼在隔板尾緣流動損失嚴重，發生流動分離的現象，提高了流體的揚程，從而提高了效率。

技術領域

本發明涉及流體機械領域，特別是涉及一種應用于離心泵的雙蝸殼結構。

背景技術

當前研究的蝸殼形式多為常規單蝸殼，由于雙蝸殼結構可以使泵內部流動更加對稱，徑向力相比較于單蝸殼結構大為減弱，泵的運行更為穩定，因而應用較為廣泛。

雙蝸殼形式由兩個單獨的流道對稱布置，兩個對稱的喉部面積之和等于單蝸殼的喉部面積。雙蝸殼有以下特點，徑向力基本保持平衡，泵運行平穩；雙蝸殼泵的效率和單蝸殼相近，在最優工況比單蝸殼低l％～1.5％，在非設計工況比單蝸殼約高2％，高效范圍廣；雙蝸殼由于是雙層流道，鑄造困難，在流量小于90mVh下，不宜采用雙蝸殼流道，適合應用于大流量的條件下。

離心泵在偏離設計工況和零流量下運行時會產生徑向力，對于泵軸來說，徑向力是一個交變載荷，當產生的徑向力過大時會造成泵軸的振動，從而引起泵的振動，增加泵的不穩定性。所以離心泵的徑向力的平衡是非常重要的，尤其是對大流量高揚程的泵。常規的雙蝸殼在理論上是能夠很好地平衡徑向力的，但是由于隔舌以及不對稱泵體的存在，實際上雙蝸殼并不能完全平衡徑向力。尤其對于大流量高揚程的泵來說，在低于額定流量工況下即使帶有雙蝸殼結構，葉輪所受徑向力仍然較大。設計工況下，理論上流體在有葉輪周圍壓水室內的速度與壓力是均勻、對稱的，故作用在葉輪上的合力為零。但實際上，在蝸殼隔舌附件存在流體沖擊，會對流場形成擾動，葉輪受到的徑向力并不是為零的。當離心泵在偏離設計流量條件下運行時，蝸殼形線與實際葉輪出流的流線出現偏離，造成葉輪外圍的速度和壓力不均勻，不對稱分布，其偏離設計流量越大，這種葉輪外圍的速度和壓力不均勻和不對稱越嚴重，所展現的徑向力就越高。雙蝸殼可以通過將葉輪外的流道即蝸殼分成兩個蝸殼形成對稱結構來消除徑向力，但這未考慮到隔舌的特殊結構對徑向力的影響，隔舌在第一個通道的前端，隔舌的存在兩個流道前端壓力分布產生很大差別，葉輪所受徑向力增大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離心泵的雙蝸殼結構，以克服現有技術中雙蝸殼葉輪所受徑向力大的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種離心泵的雙蝸殼結構，包括蝸殼、設于蝸殼內的蝸室和設于蝸殼出口處的擴散管、蝸殼與擴散管接觸處設有隔舌、蝸殼內設有隔板，隔板將蝸室分隔成兩個蝸殼通道，隔板靠近擴散管的一側為尾緣，另一側為首端，隔板的首端為尖角狀，所述尖角頂點位于蝸殼的中截面上。

進一步的，隔板的首端的尖角頂點與隔舌關于蝸殼的基圓圓心對稱。

進一步的，隔板的尾緣為尖角狀，尖角頂點位于蝸殼的中截面上。

進一步的，尖角角度為銳角。

進一步的，隔板的首端的尖角大小為50°～60°。

進一步的，隔板的尾緣的尖角大小為40°～50°。

進一步的，尖角的厚度為隔板最大厚度的1/2。

進一步的，隔板的粗糙度為Ra6.3μm。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：