专利名称：一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种离心泵蜗壳结构，特别是实现离心泵特性实时调节的孔板蜗壳结构。
背景技术：
根据对现有运行水泵的调查发现，大多离心泵是需要多工况运行的，这样在某些多场合，运行条件极其复杂的情况，实际工况就会偏离高效区，这将导致泵运行效率低，可靠性下降等的情况发生。若解决这样的问题就需要对泵特性进行调节，而目前常用的调速运行的方法，其实现价格较高，在一些场合并不适用。由于叶轮出口过流面积与泵体喉部面积比是离心泵扬程、流量和轴功率等特性的主要决定因素，即离心泵的面积比理论。按照面积比理论的观点，改变叶轮几何特性和改变泵体几何特性都将改变泵的工况点，于是可通过切割叶轮外径、变化叶轮出口宽度、改变隔舌长度等方式来调节泵特性曲线。实际上，上述方法对离心泵的设计和变型可用，而对一台正在使用的泵是不可行的，因为上述方法不能实现泵特性随需所变及随时可变的要求。另外，在泵体隔舌附近增加导流片来控制喉部面积虽然能实现对离心泵特性的实时调节，但是该方法改变了泵体的喉部结构，对离心泵的内部流动影响过大；其安装和使用也存在诸多不便，离心泵运行的可靠性无法保证，因此并未推广。本实用新型根据离心泵的面积比理论，在蜗壳喉部过流断面变化对泵性能的影响基础上，通过改变泵体出口处的过流面积，设计了一种新的蜗壳结构，使其在保持离心泵基本尺寸不变的前提下，改变离心泵的特性，实现高效区的偏移调节，进而适用于多场合，运行条件极其复杂情况。经检索，本实用新型采用的可调节泵特性的离心泵蜗壳结构没有相关报道。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺点和不足，提供一种实时调节离心泵运行特性的装置，该装置是通过在泵蜗壳出口处安装开度可调的孔板，改变泵的面积比来控制泵的流量和扬程。为了达到上述目的，本实用新型的构思是:根据泵的面积比理论，泵的流量、扬程、效率和轴功率等特性都与面积比密切相关，即取决于叶轮出口面积和泵体喉部面积的组合。而在蜗壳出口安装一个开度可调的孔板结构等效于调节泵体的喉部面积，从而改变了离心泵的面积比以改变泵的能量特性曲线，进而实现泵高效区的偏移，对多场合，运行条件极其复杂的情况具有一定的适应性。根据上述构想，本实用新型采用下述技术方案:一种可调节离心泵运行工况的蜗壳结构，对离心泵蜗壳出口处安装开孔装置；开孔装置开度大小活动可调的，通过开孔装置节流，改变泵体的实际过流断面，从而改变离心泵特性。本实用新型采取的装配有开度可调的孔板结构的蜗壳，该孔板结构既可于泵体做成一体，直接实现对泵工况的调节；也可以通过法兰装配在成品泵上，以满足对工况多变的场合的要求。开度可调的孔板装置结构简单，只要满足对泵出口处过流断面的调节实现对泵特性的实时调节即可。装配有开度可调的孔板结构的蜗壳，会降低泵的流量，而泵的扬程基本不变，此时泵的高效区往小流量偏移。因此，当扬程要求不变而流量减小时，应用该技术调节泵的特性是很好的方法。本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出的实质性特点和显著的优点:1.只在常规离心泵蜗壳的基础上增加了孔板结构，结构简单，成本低廉，使用方便，可广泛应用。2.孔板装置可以自成一体，直接安装在正在使用的泵的出口处，既便于拆卸，又可避免对泵的不可逆的破坏。
图1:本实用新型采用的蜗壳结构示意图。图2:—种型式的开度可调的孔板装置示意图。图3:—种软管型式的节流装置示意图。图4:孔板调节泵的能量特性扬程曲线图。图5:孔板调节泵的能量特性效率曲线图。图中，I离心泵蜗壳，2开孔装置，3拉杆，4孔板，5阀体，6螺孔，7网套，8橡胶软管，9法兰，10两根钢柱，11钢圈A，12钢圈B, 13螺柱。
具体实施方式
图1为本实用新型采用的蜗壳结构示意图，在传统蜗壳结构的基础上，按设计尺寸确定及具体的工艺要求，确定孔板的开度及具体安装方式。首先，将泵出口处过流面积(泵出口直径而)等效为泵体喉部过流面积(泵体喉部直径W);并根据面积比确定孔板孔径( )的取值范围。结合图2，图2中所示为一种型式的开度可调的孔板结构，所述开孔装置2包括拉杆3、孔板4、阀体5和四个螺孔6 ;所述拉杆3与孔板4的一端连接，所述孔板4另一端为与泵出口同直径(而)的半圆弧状结构，孔板4嵌套于阀体5中；所述阀体5的直径与泵出口同直径(而)相同，其阀体5上布置四个螺孔6，阀体5通过螺栓与离心泵蜗壳I固定；通过拉动拉杆3，以带动孔板4靠近或离开阀体5，实现对孔径的调节。然后，根据孔径的取值范围，并结合具体的工况调节要求，进一步确定孔板的孔径。最后，根据实际使用场合，确定孔板的安装方式，孔板可直接与泵体做成一体；或通过螺栓与离心泵蜗壳I固定，直接安装在成品泵的出口处。另外，对于一些需要切割叶轮以改变工作特性的泵而言，可以在泵出口处安装固定开度的孔板，从而实现对泵工况的调整，以避免切割叶轮。本实用新型的优选实施例结合附图说明如下:图3为基于上述技术方案设计的一种节流装置，该图中，所述开孔装置2包括网套7、橡胶软管8、法兰9、两根钢柱10钢圈AU、钢圈Β12和螺柱13 ;所述网套7为不锈钢丝编织而成的，所述网套7包裹住橡胶软管8，所述橡胶软管8的两端由法兰9联接泵体；在两端的法兰9之间焊接两根钢柱10，两根钢柱10位于橡胶软管8的两侧，所述钢圈All的两端固定在钢柱上，钢圈All为与软管同直径的半圆弧状结构，钢圈Β12为直径大于软管直径的半圆弧状结构，钢圈Β12通过螺柱13与钢圈All连接成一个闭合结构，这样可以通过调节螺柱13长度控制两钢圈的间距，实现对软管开度的调节。图4为该装置安装在出口直径为50_的离心泵的蜗壳出口，其能量特性曲线的变化规律。孔径从45_逐步过渡到32_的孔板调节泵能量特性曲线的过程中，最高效率点效率变化为:87%、84%、80%、74% ;流量变化为:56.4m3/h、49.8m3/h、42.6 m3/h、36 m3/h ;相应的扬程为:36.4m,36.7m,36.5m,34.7m。可见，随着孔板口径的降低，泵高效点向小流量方向偏移，而扬程几乎不变，因而对多场合，运行条件极其复杂的情况具有一定的适应性。
权利要求1.一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构，其特征在于，对离心泵蜗壳(I)出口处安装开孔装置(2);所述开孔装置(2)开度大小活动的。
2.根据权利要求1所述的一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构，其特征在于，所述开孔装置(2)与离心泵蜗壳(I)做成一体，或通过螺栓与离心泵蜗壳(I)固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构，其特征在于，所述开孔装置(2)包括网套(7)、橡胶软管(8)、法兰(9)、两根钢柱(10)钢圈A (11)、钢圈B (12)和螺柱(13);所述网套(7)为不锈钢丝编织而成的，所述网套(7)包裹住橡胶软管(8)，所述橡胶软管(8)的两端由法兰(9)联接泵体；在两端的法兰(9)之间焊接两根钢柱(10)，两根钢柱(10)位于橡胶软管(8)的两侧，所述钢圈A (11)的两端固定在钢柱上，钢圈A (11)为与软管同直径的半圆弧状结构，钢圈B (12)为直径大于软管直径的半圆弧状结构，钢圈B (12)通过螺柱(13)与钢圈A (11)连接成一个闭合结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构，其特征在于，所述开孔装置(2)包括拉杆(3)、孔板(4)和阀体(5);所述拉杆(3)与孔板(4)的一端连接，所述孔板(4)另一端为与泵出口同直径的半圆弧状结构，孔板(4)嵌套于阀体(5)中；所述阀体(5)的直径与泵出口同直径相同，阀体(5)通过螺栓与离心泵蜗壳(I)固定；通过拉动拉杆(3)，以带动孔板(4)靠近或离开阀体(5)，调节开孔装置(2)的孔径。
专利摘要本实用新型公开了一种用于离心泵特性实时调节的蜗壳结构。离心泵蜗壳出口处安装开度可调的开孔装置。在面积比理论的指导下，通过调节泵体出口面积控制泵体喉部过流面积，改变泵体的实际过流面积，改变泵特性，从而实现对离心泵工况调节的目的。本实用新型降低离心泵工况调节的成本，适应离心泵运行工况多变的要求。
文档编号F04D29/42GK203067356SQ20122074079
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者李晓俊, 骆寅, 潘中永, 司乔瑞, 袁寿其 申请人:江苏大学