[發明專利]一種多級泵自動平衡徑向力的螺旋式壓水室及其設計方法

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• 申請號: 202110923823.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113464495A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 羅瑞祥;何劍芳;羅思遠
• 申請（專利權）人: 長沙昌佳智慧流體科技有限公司
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D1/06;G06F30/20;G06F30/17;G06F30/28
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本發明提供一種多級泵自動平衡徑向力的螺旋式壓水室的設計方法，包括升降裝置，包括按水泵的設計參數計算出流道的各斷面面積，流道斷面共有七組，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ斷面；按照D₃＝(1.03～1.08)*多級泵葉輪外徑，確定基圓直徑D₃；按照B₃＝(1.6～2)*葉輪出口寬度，確定蝸室寬度B₃；按照設計參數的比轉速n_s的大小，確定隔舍的安放角度α₃；確定擴散管高度L，在保證擴散角和安裝要求的條件下，盡量取小直，以減小泵的尺寸；從隔舍開始分別做Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ斷面圖；從隔舍到斷面Ⅶ用圓弧連接起來，保證所有流道要光滑過渡，順暢。該發明有效減少了的多級泵工作時振動帶來許多故障問題，同時提高了泵的效率，延長泵的使用壽命的優點。

技術領域

本發明涉及多級泵技術領域，具體為一種多級泵自動平衡徑向力的螺旋式壓水室及其設計方法。

背景技術

螺旋式壓水室用于多級泵結構中，具有水流動狀態理想，不易產生渦流，減少了水力損失，泵效率高，高效范圍寬廣等優點。但該種結構在運轉的過程中會產生作用于葉輪上的徑向力，使軸受交變應力，產生定向的饒度，從而產生振動問題，而振動會導致許多泵故障的現象，如轉子碰磨、轉子裂紋、密封磨損過快、軸承損壞、基礎振動和噪聲等問題。現有技術在設計多級泵的壓水室時通過設計螺旋式雙蝸殼壓水室來減小徑向力的產生，螺旋式雙蝸殼壓水室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，現有設計方法設計的雙蝸殼壓水室并不能完全平衡徑向力，并且設計出的螺旋式雙蝸殼壓水室由于是雙層流道疊加構成，生產鑄造困難。

發明內容

(一)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種多級泵自動平衡徑向力的螺旋式壓水室的設計方法，包括以下步驟：

S1：按水泵的設計參數計算出流道的各斷面面積，流道斷面共有七組，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ斷面；

S2：按照D₃＝(1.03～1.08)*多級泵葉輪外徑，確定基圓直徑D₃；

S3：按照B₃＝(1.6～2)*葉輪出口寬度，確定蝸室寬度B₃；

S4：按照設計參數的比轉速n_s的大小，確定隔舍的安放角度α₃；

S5：確定擴散管高度L，在保證擴散角和安裝要求的條件下，盡量取小值，以減小泵的尺寸；

S6：從隔舍開始分別做Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ斷面圖；

S7：從隔舍到斷面Ⅶ用圓弧連接起來，保證所有流道要光滑過渡，順暢；

S8:把從隔舍到斷面Ⅶ以蝸室中心點旋轉180°形成第二組隔舍到Ⅶ’斷面，以保證所有參數和幾何尺寸完全一樣，形成完全對稱的流道。

進一步優選，所述S1中流道斷面的計算過程如下：

L1:確定渦室斷面的平均速度式中H:該泵的單級揚程；k₃：速度系數，所述速度系數由設計參數的比轉速n_s推算；

L2：計算第Ⅳ斷面面積F_Ⅳ，即F_Ⅳ＝(Q/2V3)*1.1，式中Q：該泵的設計流量；