一种前置导叶可调式轴流泵的制作方法

文档序号:5466179阅读:310来源:国知局
一种前置导叶可调式轴流泵的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种前置导叶可调式轴流泵,即在传统轴流泵的转轮前设可调式导叶装置。前置导叶布置在泵壳和导流帽之间的吸入室内,一端通过轴与导流帽上的轴承活动连接,另一端通过轴和泵壳上的轴承活动连接,且与泵壳连接的轴穿出泵壳与外设调角装置相连接。前置导叶进口边倾斜,出口边水平。前置导叶靠近泵壳及导流帽的两边平行于泵壳及导流帽,且靠近泵壳的边长度较长。可调式前置导叶改善了轴流泵“马鞍区”水力特性,拓宽了轴流泵稳定运行范围和高效运行区域。在工程实际中,根据不同来流和泵站扬程条件调节前置导叶,可改善轴流泵实际运行工况,提高轴流泵效率和汽蚀性能。
【专利说明】一种前置导叶可调式轴流泵
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种前置导叶可调式轴流泵,属于水力机械【技术领域】。
【背景技术】
[0003]轴流泵广泛应用于生产、生活中,尤其是在排涝、灌溉和长距离供水等方面发挥着 巨大作用。但是,客观上轴流泵在小流量工作时,存在性能不稳定的区域,S卩“马鞍区”,其水 力特性极不稳定,机组振动和噪声剧烈;在大流量“负冲角”区工作时,转轮叶片进口的冲击 势必会恶化内部流态,引起较大的水力损失,降低运行效率。因此,工程中由于上下游水环 境条件的不断改变,轴流泵的实际运行工况往往会偏离高效区域甚至稳定运行范围,或出 现汽蚀等问题。
[0004]针对上述情况,本发明增设可调式前置导叶,通过调节前置导叶角度来拓宽传统 轴流泵的稳定运行范围和高效运行区域,改善水泵的实际运行工况。可调式前置导叶离心 泵、混流泵等已有应用。然而,轴流泵处于“马鞍区”时内部流动更复杂、水力特性更不稳定, 尚未见前置导叶可调式轴流泵。

【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种前置导叶可调式轴流泵。
[0006]本发明的前置导叶可调式轴流泵,即在传统轴流泵的转轮前设可调式导叶装置。
[0007]一种前置导叶可调式轴流泵,前置导叶布置在泵壳和导流帽之间的吸入室内,一 端通过轴与导流帽上的轴承活动连接,另一端通过轴和泵壳上的轴承活动连接,且与泵壳 连接的轴穿出泵壳与外设调角装置相连接。
[0008]前置导叶可跟随外设调角装置进行角度调节,以改变流经前置导叶水流的流动特 征。
[0009]本发明的前置导叶可调式轴流泵,还包括叶轮和后置导叶。
[0010]本发明前置导叶可调式轴流泵的前置导叶为4片均布,结构及分布如图1、2、3所 示。前置导叶进口边倾斜,出口边水平。前置导叶靠近泵壳及导流帽的两边分别平行于泵 壳及导流帽,且靠近泵壳的边长度较长,可以更好地阻断由于叶轮旋转造成的回流区。前置 导叶靠近泵壳及导流帽的两边与泵壳及导流帽间留有较小间隙,避免调角时发生碰撞。
[0011]前置导叶出口边与叶轮进口边的轴向距离h为叶轮直径的0.12倍。
[0012]调角动作如图4所示,当前置导叶沿顺流方向时,调角角度为0° ;从调角角度为 0°开始,跟随外部调角装置,当前置导叶调节方向与叶轮旋转方向一致时为正角度;相反 为负角度。调角角度范围为-20°?+20°,调角装置每调节一下,角度变幅为5°,且每次 调至指定角度时,可由调角装置固定前置导叶,防止水流流动造成前置导叶旋转。[0013]本发明基于叶轮理论,结合CFD技术和模型试验,研究了轴流泵内流特征及外特性,提供了一种前置导叶可调式轴流泵。本发明的前置导叶可调式轴流泵,可改善轴流泵“马鞍区”性能,拓宽轴流泵稳定运行范围和高效运行区域;并可在工程实际中,根据不同来流条件调节前置导叶,改善轴流泵实际运行工况,提高运行稳定性,减小流动损失,提高轴流泵效率及汽蚀性能。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1为本发明结构示意图。
[0015]图2为吸入室结构示意图。
[0016]图3为前置导叶与泵壳、导流帽连接示意图。
[0017]图4为前置导叶调角示意图。
[0018]图中:1、泵壳;2、导流帽;3、吸入室;4、前置导叶;5、轴;6、轴承;7、叶轮;8、后置导叶;9、前置导叶进口边;10、前置导叶出口边;11、叶轮进口边;12、叶轮室;13、导叶室;h—前置导叶出口边与叶轮进口边的轴向距离。
【具体实施方式】
[0019]在工程实际中,由于流量、水位的变化,轴流泵常在非设计工况下运行,在叶轮头部存在冲角,引起水力损失,造成运行不稳定、效率下降、易发生汽蚀等问题。本发明在传统轴流泵的转轮前设可调式导叶装置。
[0020]一种前置导叶可调式轴流泵,前置导叶4布置在泵壳I和导流帽2之间的吸入室3内,一端通过轴5与导流帽上的轴承6活动连接,另一端通过轴和泵壳上的轴承活动连接,且与泵壳连接的轴穿出泵壳与外设调角装置相连接。
[0021]前置导叶进口边9倾斜,出口边10水平。前置导叶靠近泵壳及导流帽的两边平行于泵壳及导流帽,且靠近泵壳的边长度较长,可以更好地阻断由于叶轮旋转造成的回流区。前置导叶靠近泵壳及导流帽的两边与泵壳及导流帽间留有较小间隙,避免调角时发生碰撞。
[0022]本发明的前置导叶可调式轴流泵,还包括叶轮I和后置导叶8。
[0023]前置导叶出口边与叶轮进口边11的轴向距离h为叶轮直径的0.12倍。
[0024]前置导叶不调角时,沿顺流方向,角度为0° ;前置导叶调角时,跟随外部调角装置转动,当调节方向与叶轮旋转方向一致时为正角度;相反为负角度。调角范围为-20°?+20°,调角装置每调节一下,角度变幅为5°,且每次调至指定角度时,可由调角装置固定前置导叶,防止水流流动造成前置导叶旋转。
[0025]实施效果:
安装可调式前置导叶,未进行调角时,在大流量区域轴流泵扬程无变化,在小流量区域扬程有明显增加,改善了“马鞍区”水力特性。前置导叶靠近泵壳的长度较长,可以更好地阻断由于叶轮旋转造成的回流区。
[0026]结合理论分析和大量CFD模拟研究,当来流条件导致泵站扬程较高时,可将前置导叶往正角度调节;当轴流泵靠近“马鞍区”附近时,可将前置导叶往负角度调节;当水流恶化,轴流泵汽蚀性能降低时,可将前置导叶往正角度调节。调节角度的幅值可根据实际工程确定。
[0027]通过调节前置导叶角度,进一步提高了轴流泵的扬程和效率。当来流条件改变时, 轴流泵常处于非设计工况下运行,效率较低,通过调节前置导叶,改善了轴流泵实际运行工 况,提高运行稳定性,减小流动损失,提高轴流泵效率及汽蚀性能,因此拓宽了轴流泵的高 效运行范围。
[0028]相比于全调节轴流泵叶轮,可调式前置导叶结构简单,运行负荷小,相对成本较 低,具有良好的实用性、可靠性和经济性。
【权利要求】
1.一种前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,前置导叶(4)布置在泵壳(I)和导流帽(2)之间的吸入室(3)内,一端通过轴(5)与导流帽(2)上的轴承(6)活动连接,另一端通过轴(5)和泵壳(I)上的轴承(6)活动连接,且与泵壳(I)连接的轴穿出泵壳与外设调角装置相连接。
2.根据权利要求1所述的前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,还包括叶轮(7)和后置导叶(8)。
3.根据权利要求1或2所述的前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,所述前置导叶(4)为4片均布。
4.根据权利要求1或2所述的前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,所述前置导叶进口边(9)倾斜,出口边(10)水平;前置导叶靠近泵壳及导流帽的两边分别平行于泵壳及导流帽,且靠近泵壳(I)的边长度较长。
5.根据权利要求1或2所述的前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,所述前置导叶出口边(10)与叶轮进口边(11)的轴向距离为叶轮直径的0.12倍。
6.根据权利要求1或2所述的前置导叶可调式轴流泵,其特征在于,前置导叶(4)在-20°?+20°范围内跟随外设调角装置调节及固定。
【文档编号】F04D29/56GK103557186SQ201310564451
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】冯卫民, 程千, 郭志伟, 沈思敏 申请人:武汉大学
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