一种人字型入流双吸双螺杆水泵及其平顺水流和阻止振动的方法与流程

本发明涉及一种新型螺杆水泵，具体是一种人字型入流双吸双螺杆水泵及其平顺水流和阻止振动的方法，属于水力机械技术领域。

背景技术：

螺杆泵是容积式泵，它是依靠由螺杆和螺杆衬套形成的密封空间的容积变化来吸入和排出液体的。螺杆泵根据螺杆数可分为单螺杆、双螺杆、三螺杆和五螺杆泵。双螺杆泵具有输送介质平稳、压力脉动小、有一定的自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠及维修方便等特点。

双螺杆泵是一种外啮合的螺杆泵。它主要由一根主动螺杆和一根从动螺杆以及包含这两根螺杆的衬套组成。通过相互啮合的主从螺杆来抽送流体，该泵的主动螺杆由原动机驱动，而从动螺杆则通过同步齿轮由主动螺杆带动。当螺杆旋转时，通过螺杆间的啮合以及螺杆和泵体孔的配合，在泵体中形成一个个密封腔，并吸入液体。随着螺杆的继续旋转，吸入的液体沿轴线从两端向泵的中央汇集，通过泵的出口排出。双螺杆泵分为密封型和非密封型两大类，双螺杆泵可以输送粘度范围非常宽广的各种介质，还可以气液混输、固液混输，广泛应用于船舶、石油化工、机床及工程机械中。

目前双螺杆泵存在以下问题：

1）不良的入流条件如旋涡，回流等使流速分布不均，破坏原设计的流场，使得进入螺杆的水流方向发生偏移，这不仅会导致水泵效率下降，还会恶化运行工况，诱发水泵汽蚀和水力振动。

2)双吸进口来流对螺杆衬套产生直接冲击，使得螺杆衬套与螺杆间距在运行工况较非运行工况下间歇减小，引起泵体振动，危害水泵运行安全，缩短泵的使用寿命。

授权专利CN103388580B，公开了一种剖分式机械密封以及双螺杆泵，该发明通过对双螺杆泵的壳体和螺杆基座剖成上下两个部分提高了剖分面密封的效果。授权专利CN100460681C，公开了一种大流量双螺杆泵的渐开线螺杆齿形。

现有公开及授权专利均关注机械结构，尚无双螺杆泵进水结构专利解决入流条件差影响泵性能和入流冲击带来机组振动等相关问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对目前双吸双螺杆泵入流流态不佳和振动的问题，提出一种人字型入流双吸双螺杆水泵及其平顺水流和阻止振动的方法。

本发明专利的目的是这样实现的：一种人字型入流双吸双螺杆水泵，包括双螺杆泵，所述双螺杆泵包括螺杆泵进口、螺杆、螺杆泵出口、螺杆衬套，螺杆衬套的螺杆衬套最外部面向螺杆泵进口，所述螺杆包括从动螺杆、主动螺杆，从动螺杆与主动螺杆半径相同；其特征是：所述双螺杆泵的螺杆泵进口设有人字型分流板，所述人字型分流板由左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成，左圆弧型分流板面向螺杆泵进口的一端与右圆弧型分流板面向螺杆泵进口的一端固定连接，且左圆弧型分流板、右圆弧型分流板固定连接处与螺杆泵进口、螺杆泵出口的进出口轴线同轴，左圆弧型分流板、右圆弧型分流板沿进出口轴线对称布置。

所述人字型分流板上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的圆弧角度为80°～90°，外圆弧角度均为60°～70°，内圆弧半径均为主动螺杆半径的1.7～1.8倍，外圆弧半径均为主动螺杆半径的2.0～2.1倍。

所述人字型分流板上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的内圆弧端点A至出口轴线的距离均为主动螺杆半径的0.1～0.15倍。

所述由左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成的人字型分流板上有3个端部，且每个端部均为圆弧形状端部，每个端部的圆弧半径均为主动螺杆半径的0.1～0.2倍。

所述人字型分流板朝向螺杆泵进口处的人字型端部顶点B至螺杆衬套最外部的距离为主动螺杆半径的2.4～2.6倍。

一种人字型入流双吸双螺杆水泵平顺水流和阻止振动的方法，其特征是：包括双螺杆泵，所述双螺杆泵包括螺杆泵进口、螺杆、螺杆泵出口、螺杆衬套，螺杆衬套的螺杆衬套最外部面向螺杆泵进口，所述螺杆包括从动螺杆、主动螺杆；所述双螺杆泵的螺杆泵进口设有人字型分流板，所述人字型分流板由左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成，左圆弧型分流板面向螺杆泵进口的一端与右圆弧型分流板面向螺杆泵进口的一端固定连接，且左圆弧型分流板、右圆弧型分流板固定连接处与螺杆泵进口、螺杆泵出口的进出口轴线同轴，左圆弧型分流板、右圆弧型分流板沿进出口轴线对称布置；

水流由螺杆泵进口流经人字型分流板时，由于人字型分流板上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的作用，水流沿左圆弧型分流板、右圆弧型分流板向两侧分离扩散，使得断面流速重新分布，从而缩小或者消除原有水流因流速不均产生的涡带及回流，达到平顺水流的效果，经人字型分流板的分流作用，入流流态趋于均匀，且人字型分流板对于水流形成分离、阻挡，使得双螺杆泵不因螺杆衬套被过大的来流量或者来流不均带来的冲击而缩短与螺杆之间的距离而发生摩擦与泵体振动，保证了双螺杆泵安全平稳地运行。

所述人字型分流板上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的圆弧角度为80°～90°，外圆弧角度均为60°～70°，内圆弧半径均为主动螺杆半径的1.7～1.8倍，外圆弧半径均为主动螺杆半径的2.0～2.1倍。

所述人字型分流板上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的内圆弧端点A至出口轴线的距离均为主动螺杆半径的0.1～0.15倍。

所述由左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成的人字型分流板上有3个端部，且每个端部均为圆弧形状端部，每个端部的圆弧半径均为主动螺杆半径的0.1～0.2倍。

所述人字型分流板朝向螺杆泵进口处的人字型端部顶点B至螺杆衬套最外部的距离为主动螺杆半径的2.4～2.6倍。

本发明结构上合理、简单并且科学，所述人字型分流板设置于双螺杆泵进口侧，由两个关于双螺杆泵进出口轴线的圆弧型分流板组成。所述人字型分流板的内圆弧角度α为80°～90°，外圆弧角度β为60°～70°，内圆弧半径R1为（1.7～1.8）R，（R为主动螺杆半径，且主动螺杆半径与从动螺杆半径相同，下同），外圆弧半径R2为（2.0～2.1）R。内圆弧端点A到进出口轴线的距离X1为（0.1～0.15）R。所述人字型分流板的三个端部为圆弧形状，端部圆弧半径R3为（0.1～0.2）R。所述人字型分流板朝向进口处的人字型端部顶点B到螺杆衬套最外部的距离Y1为（2.4～2.6）R。

本发明结构上合理、简单并且科学，是基于流体力学原理、空间几何学理论，通过在双吸双螺杆泵进口侧设置人字型分流板，来分配入流，使双螺杆泵具有良好的入流条件，并消除了水流对螺杆衬套冲击而产生的机组振动。该人字型分流板是通过左右两个对称圆弧型分流板的配合来分离水流的，当水流由进口侧流经分流板时，由于两个分流板的作用，水流向两侧分离扩散，使得断面流速重新分布，从而缩小或者消除原有因流速不均产生的涡带及回流，达到平顺水流的效果。通过人字型分流板的分流作用，入流流态趋于均匀。同时由于人字型分流板对于水流有分离、阻挡作用，使得双螺杆泵不因螺杆衬套被过大的来流量或者来流不均带来的冲击而缩短与螺杆之间的距离而发生摩擦与泵体振动，保证了双螺杆泵安全平稳地运行，延长了泵的使用寿命。

对市场实施可能性和经济效益预测分析：由于双螺杆泵具有输送介质平稳、压力脉动小、有一定的自吸能力、噪声低、效率高、寿命长、工作可靠及维修方便等特点，将越来越广泛地运用到各种场合，而良好的入流条件以及螺杆泵的平稳运行对泵效率的提高有着重要影响，因此本专利可应用和实施，对于双螺杆泵入流条件的改善，防止泵体振动有显著的效果。这将会产生较大的经济价值和社会效益。

附图说明

图1是本发明双螺杆泵结构示意图。

图2是本发明人字型分流板符号标识图。

图1中：1螺杆泵进口、2人字型分流板、3从动螺杆、4主动螺杆、5螺杆泵出口、6螺杆衬套最外部、7螺杆衬套、8人字型端部顶点B、9内圆弧端点A、10进出口轴线。

具体实施方式

以下结合附图和实施实例，对本发明专利做进一步的描述：

所述人字型分流板2设置于双螺杆泵进口侧（螺杆泵进口1），人字型分流板2由两个对称于双螺杆泵进出口轴线10的左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成。所述人字型分流板的内圆弧角度α为80°～90°，外圆弧角度β为60°～70°，内圆弧半径R1为（1.7～1.8）R（R为主动螺杆半径，且主动螺杆半径与从动螺杆半径相同，下同），外圆弧半径R2为 (2.0～2.1)R。内圆弧端点A9到进出口轴线10的距离X1为 (0.1～0.15)R。所述人字型分流板的三个端部为圆弧形状，端部圆弧半径R3为（0.1～0.2）R。人字型分流板朝向进口处的人字型端部顶点B8到螺杆衬套最外部6的距离Y1为（2.4～2.6）R。

具体细化为：人字型入流双吸双螺杆水泵，包括双螺杆泵，所述双螺杆泵包括螺杆泵进口1、螺杆、螺杆泵出口5、螺杆衬套7，螺杆衬套7的螺杆衬套最外部6面向螺杆泵进口1，所述螺杆包括从动螺杆3、主动螺杆4；在双螺杆泵的螺杆泵进口1设有人字型分流板2，所述人字型分流板2由左圆弧型分流板、右圆弧型分流板组成，左圆弧型分流板面向螺杆泵进口1的一端与右圆弧型分流板面向螺杆泵进口1的一端固定连接，且左圆弧型分流板、右圆弧型分流板固定连接处与螺杆泵进口1、螺杆泵出口5的进出口轴线10同轴，左圆弧型分流板、右圆弧型分流板沿进出口轴线10对称布置；

水流由螺杆泵进口1流经人字型分流板2时，由于人字型分流板2上左圆弧型分流板、右圆弧型分流板的作用，水流沿左圆弧型分流板、右圆弧型分流板向两侧分离扩散，使得断面流速重新分布，从而缩小或者消除原有水流因流速不均产生的涡带及回流，达到平顺水流的效果，经人字型分流板2的分流作用，入流流态趋于均匀，且人字型分流板2对于水流形成分离、阻挡，使得双螺杆泵不因螺杆衬套被过大的来流量或者来流不均带来的冲击而缩短与螺杆之间的距离而发生摩擦与泵体振动，保证了双螺杆泵安全平稳地运行。