一种抗空化的离心泵及其制造方法与流程

本发明属于离心泵技术领域，尤其涉及一种抗空化的离心泵及其制造方法。

背景技术：

高速离心泵被广泛应用于石油化工及航空航天等领域，由于高速离心泵转速高，流量低等特点，在泵入口容易产生空化，同时在小流量工况下发生空化现象，因此保证高速泵的长期安全、稳定运行是水力设计的关键。目前，在高速离心泵中加装诱导轮已成为保证泵获取优越空化性能的关键技术。当诱导轮应用于高速离心泵中时，其运转时工况常常会发生变化，并且常常伴随着复杂的空化现象，回流等引起进口流场的不稳定被认为是诱发旋转空化的重要原因，即使诱导轮正常运行时，由于其叶片流道较扭曲，其内部流动比较复杂；当诱导轮在运行中发生空化时，其内部容易产生空化不稳定流动现象，发生空化现象，引起的系统流量和压力的剧烈波动，产生振动和噪声，严重影响泵体的稳定运行。

技术实现要素：

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种抗空化的离心泵及其制造方法，能够有效降低旋转空化诱发的不稳定状态的产生，保证泵体的稳定运行，制造方法提高了离心泵的精度，使得泵体不易发生空化现象。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种抗空化的离心泵，包括泵壳、叶轮和诱导轮，叶轮设于泵壳中，泵壳设有进水套，诱导轮设于进水套中，其特征在于：还包括支撑圈，支撑圈设有导流片，进水套设有凹槽，支撑圈设于凹槽中，进水套螺纹连接有卡紧环，支撑圈设有卡圈，卡紧环卡紧卡圈。通过在进水套设置导流片，能够使进水套流场均匀，减少回流区域，有效降低旋转空化诱发的不稳定状态，保证泵体的稳定运行。同时导流片与进水套为可拆卸式连接，能够根据泵体使用的场合更换不同的导流片，使泵体适应不同的工况，使得泵体在不同的工况条件下都能运行稳定。

进一步，进水套设有第一凸块，第一凸块卡于支撑圈的内侧并支撑导流片，卡圈设有第二凸块，第二凸块卡于支撑圈的内侧并压紧导流片。通过第一凸块和第二凸块实现支撑圈在进水套的固定，同时第一凸块能够对导流片起到支撑作用，能够延长导流片的使用寿命。

进一步，凹槽中设有导向凸起部，支撑圈设有第一导向槽，第一导向槽卡于导向凸起部上，卡圈设有第二导向槽，第二导向槽卡于导向凸起部上。通过导向凸起部和第一导向槽的配合，实现了支撑圈在进水套的定位，能够保证导流片与第一凸块的位置相对应，导向凸起部与第二导向槽能够保证第二凸块与导流片的位置相对应，从而保证进水套流场的均匀，降低空化诱发的不稳定状态的产生。

进一步，泵壳设有内支撑环和外加强环，内支撑环和外加强环同心设置，内支撑环和外加强环之间形成卡槽，卡槽设有密封件，进水套设于密封件上，外加强环设有定位螺杆，进水套设有定位套，定位套设于定位螺杆上，定位螺杆设有卡紧螺母，卡紧螺母卡紧定位套。实现了进水套的可拆卸式连接，方便了对诱导轮以及泵体的检修，能够在诱导轮发生故障时方便对诱导轮的更换。采用定位螺杆和定位套的组合方式，能够保证进水套的安装精度，避免进水套安装精度过低导致诱导轮磕碰在进水套的套壁上引起诱导轮的损坏，提升进水套的安装精度也能够避免进水套与泵壳连接处的漏水。

进一步，密封件包括密封圈和支撑片，密封圈设于支撑片上，支撑片设有通孔，通孔套于定位螺杆上。密封件采用密封圈和支撑片的组合形式能够在更换密封件时起到帮助，避免密封圈由于变形和老化的问题导致密封圈卡在卡槽中难以清理和更换，通过支撑片与密封圈的结合，在密封圈卡于卡槽中时，通过翘起支撑片，用力将支撑片向上提，则能够将密封圈一起带出卡槽，方便了密封圈的更换和使用。同时支撑片能够在焊接外加强环和泵壳的时候起到定位作用，定位效果好，方便了外加强环的焊接。

进一步，定位螺杆上设有压片和固定杆，固定杆与定位螺杆螺纹连接，固定杆压紧压片，固定杆上设有滑套，滑套与固定杆滑动连接，滑套设有连接板，连接板设有固定板，固定板设有调节板，泵壳设有卡板，卡板设有第一定位孔，调节板设有第二定位孔，第一定位孔与第二定位孔之间位置相对应，第一定位孔和第二定位孔之间穿设有调节螺栓，调节螺栓上设有调节螺母，调节螺栓与调节螺母卡紧卡板和调节板。泵体使用时常常需要将固定板进行固定，而固定板固定以后常常需要对泵体的位置再进行微调，此时再去调整固定板的位置将会使得调节的步骤繁琐，效率低，且调节效果不好。通过固定杆和滑套的滑动连接以及调节螺栓和调节螺母的卡紧实现了在固定板固定以后能够对泵体的位置进行微调。

进一步，卡板设有限位凸起部，调节板设有限位槽，限位凸起部设于限位槽中，卡板与调节板滑动连接。通过限位凸起部和限位槽的配合，实现了调节板和卡板的滑动连接，使得泵壳的滑动更加顺畅，调节更加方便。

一种抗空化的离心泵的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

a、加工准备：将泵壳、叶轮、诱导轮、进水套准备完毕，再将配件准备完毕，避免配件缺失导致后续工作无法展开。制造前的准备，方便后续的制造加工。

b、导流片加工：先在支撑圈上切削出第一导向槽，再将支撑圈的第一导向槽卡于夹装板上，之后拧紧夹装板上第一夹块的螺栓将支撑圈固定在夹装板上，之后将导流片卡于夹装板的定位凸块上，拧紧定位凸块上第二夹块的螺栓将导流片固定在夹装板上，之后将导流片焊接在支撑圈上，然后松开第一夹块和第二夹块，将支撑圈从夹装板上取下，待支撑圈冷却至室温之后，对支撑圈和导流片进行打磨和抛光处理，再支撑圈和导流片浸入清洗液中3～5分钟，取出清水冲洗，之后将在支撑圈和导流片上镀镍。导流片时抑制空化的重中之重，对导流片加工精度要求非常高。通过采用辅助夹持装置，能够保证导流片在支撑圈上的焊接精度，避免导流片焊歪，同时能够保证导流片和第一导向槽的相对位置正确，使得在将导流片和支撑圈安装到进水套中时，导流片能够和第一凸块、第二凸块的位置相对应。镀镍能够提高导流片的抗腐蚀性能，延长导流片的使用寿命。

c、泵壳加工：将泵壳固定，之后将外加强环套在内支撑环上，在外加强环的定位螺杆上套上支撑片，再将支撑片卡在内支撑环的侧面上，之后将外加强环焊接在泵壳上，待外加强环和泵壳冷却至室温，取出支撑片，将调节板冲孔抛光，之后在泵壳上焊接调节板，并将泵壳打磨、抛光处理，之后在泵壳和外加强环上喷漆，静置等待油漆干。在泵壳上采用支撑片来定位外加强环，能够提高外加强环的安装精度，利于凹槽和进水套的匹配，提高泵壳和进水套的连接效果。

d、泵体的组装：将泵壳、叶轮和诱导轮组装在一起。

e、进水套的加工。

f、导流片安装：将支撑圈的第一导向槽对准导向凸起部，将支撑圈卡入凹槽，然后将卡圈的第二凸起部卡入支撑圈中，再在进水套拧上卡紧环，使得卡紧环压紧卡圈和支撑圈。导流片安装，抑制空化的产生。

g、整体组装：将密封圈卡入支撑片中，之后将支撑片的通孔套入定位螺杆上，之后将支撑片和密封圈压入卡槽中，再将组装好的进水套的定位套套在定位螺杆上，下压进水套，将进水套卡于卡槽中，之后拧上卡紧螺母，将进水套固定在泵壳上，然后在定位螺杆上套上压片，再拧上固定杆，将固定杆卡入固定板的滑套中，然后将调节板的第二通孔和卡板的第一通孔对准，通入调节螺栓，拧入调节螺母，再调节泵壳在固定板上的位置，拧紧调节螺母实现泵壳的固定。先将进水套固定于泵壳上能够使得进水套和泵壳的连接效果更好，能够避免连接板影响进水套的安装。

h、测试。

进一步，步骤e的详细步骤为：将在进水套削磨出凹槽和导向凸起部，然后在进水套套丝，再将凹槽打磨平整，之后对第一凸块进行加工，使其侧面与导流片侧面相平,将卡紧环攻丝。对进水套进行精加工，提高进水套和导流片、支撑圈的连接效果，提升进水口流场的稳定。

进一步，步骤h的详细步骤为：对组装完成的泵体进行测试，将固定板固定在工作台上，将泵体用联轴器连接至电机的输出轴上，之后将卡紧环与进水管进行连接，之后启动电机8～14分钟，观察泵体的震动情况和漏水情况。对组装完成的泵体进行测试，若发现震动明显和异响则需要拆解重新安装。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明在需要更换导流片时，先将卡紧环松开，之后将卡紧环从进水套上取下，之后将卡圈取下，再将支撑圈取下，更换新的支撑圈，将新的支撑圈卡入凹槽中，再将卡圈卡于支撑圈上，最后将卡紧环拧入。通过在进水套设置导流片，能够使进水套流场均匀，减少回流区域，有效降低旋转空化诱发的不稳定状态，保证泵体的稳定运行。同时导流片与进水套为可拆卸式连接，能够根据泵体使用的场合更换不同的导流片，使泵体适应不同的工况，使得泵体在不同的工况条件下都能运行稳定。本发明能够有效降低旋转空化诱发的不稳定状态的产生，保证泵体的稳定运行。

本发明一种抗空化的离心泵的制造方法采用a、加工准备；b、导流片加工；c、泵壳加工；d、泵体的组装；e、进水套的加工；f、导流片安装；g、整体组装；h、测试的八个步骤制造离心泵，优化了制造步骤，步骤简单，制造效率高，对导流片的加工精度高，易于实施，能够提高生产效率、提高各部件之间的连接效果。采用上述制造方法能够保证进水套和导流板的加工精度，抑制空化的产生，同时能够保证进水套的安装效果，不易产生漏水效果。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种抗空化的离心泵的结构示意图；

图2为本发明中泵体与调节板连接的结构示意图；

图3为本发明中泵体的结构示意图；

图4为本发明中泵体拆除进水套的结构示意图；

图5为本发明中固定板的结构示意图；

图6为本发明中进水套的结构示意图；

图7为本发明中进水套的爆炸图；

图8为本发明中进水套上设置导流板和卡圈的结构示意图；

图9为本发明中导流板加工的结构示意图；

图10为本发明中夹装板的结构示意图。

图中，1-泵壳；2-叶轮；3-诱导轮；4-进水套；5-支撑圈；6-导流片；7-凹槽；8-卡紧环；9-卡圈；10-第一凸块；11-第二凸块；12-导向凸起部；13-第一导向槽；14-第二导向槽；15-内支撑环；16-外加强环；17-卡槽；18-定位螺杆；19-定位套；20-卡紧螺母；21-密封圈；22-支撑片；23-通孔；24-压片；25-固定杆；26-滑套；27-连接板；28-固定板；29-调节板；30-卡板；31-第一定位孔；32-第二定位孔；33-调节螺栓；34-调节螺母；35-限位凸起部；36-限位槽；37-第一夹块；38-定位凸块；39-夹装板；40-第二夹块。

具体实施方式

如图1至图8所示，为本发明一种抗空化的离心泵，包括泵壳1、叶轮2和诱导轮3，叶轮2设于泵壳1中，泵壳1设有进水套4，诱导轮3设于进水套4中，其特征在于：还包括支撑圈5，支撑圈5设有导流片6，进水套4设有凹槽7，支撑圈5设于凹槽7中，进水套4螺纹连接有卡紧环8，支撑圈5设有卡圈9，卡紧环8卡紧卡圈9。通过在进水套4设置导流片6，能够使进水套4流场均匀，减少回流区域，有效降低旋转空化诱发的不稳定状态，保证泵体的稳定运行。同时导流片6与进水套4为可拆卸式连接，能够根据泵体使用的场合更换不同的导流片6，使泵体适应不同的工况，使得泵体在不同的工况条件下都能运行稳定。

进水套4设有第一凸块10，第一凸块10卡于支撑圈5的内侧并支撑导流片6，卡圈9设有第二凸块11，第二凸块11卡于支撑圈5的内侧并压紧导流片6。通过第一凸块10和第二凸块11实现支撑圈5在进水套4的固定，同时第一凸块10能够对导流片6起到支撑作用，能够延长导流片6的使用寿命。

凹槽7中设有导向凸起部12，支撑圈5设有第一导向槽13，第一导向槽13卡于导向凸起部12上，卡圈9设有第二导向槽14，第二导向槽14卡于导向凸起部12上。通过导向凸起部12和第一导向槽13的配合，实现了支撑圈5在进水套4的定位，能够保证导流片6与第一凸块10的位置相对应，导向凸起部12与第二导向槽14能够保证第二凸块11与导流片6的位置相对应，从而保证进水套4流场的均匀，降低空化诱发的不稳定状态的产生。

泵壳1设有内支撑环15和外加强环16，内支撑环15和外加强环16同心设置，内支撑环15和外加强环16之间形成卡槽17，卡槽17设有密封件，进水套4设于密封件上，外加强环16设有定位螺杆18，进水套4设有定位套19，定位套19设于定位螺杆18上，定位螺杆18设有卡紧螺母20，卡紧螺母20卡紧定位套19。实现了进水套4的可拆卸式连接，方便了对诱导轮3以及泵体的检修，能够在诱导轮3发生故障时方便对诱导轮3的更换。采用定位螺杆18和定位套19的组合方式，能够保证进水套4的安装精度，避免进水套4安装精度过低导致诱导轮3磕碰在进水套4的套壁上引起诱导轮3的损坏，提升进水套4的安装精度也能够避免进水套4与泵壳1连接处的漏水。

密封件包括密封圈21和支撑片22，密封圈21设于支撑片22上，支撑片22设有通孔23，通孔23套于定位螺杆18上。密封件采用密封圈21和支撑片22的组合形式能够在更换密封件时起到帮助，避免密封圈21由于变形和老化的问题导致密封圈21卡在卡槽17中难以清理和更换，通过支撑片22与密封圈21的结合，在密封圈21卡于卡槽17中时，通过翘起支撑片22，用力将支撑片22向上提，则能够将密封圈21一起带出卡槽17，方便了密封圈21的更换和使用。同时支撑片22能够在焊接外加强环16和泵壳1的时候起到定位作用，定位效果好，方便了外加强环16的焊接。

定位螺杆18上设有压片24和固定杆25，固定杆25与定位螺杆18螺纹连接，固定杆25压紧压片24，固定杆25上设有滑套26，滑套26与固定杆25滑动连接，滑套26设有连接板27，连接板27设有固定板28，固定板28设有调节板29，泵壳1设有卡板30，卡板30设有第一定位孔31，调节板29设有第二定位孔32，第一定位孔31与第二定位孔32之间位置相对应，第一定位孔31和第二定位孔32之间穿设有调节螺栓33，调节螺栓33上设有调节螺母34，调节螺栓33与调节螺母34卡紧卡板30和调节板29。泵体使用时常常需要将固定板28进行固定，而固定板28固定以后常常需要对泵体的位置再进行微调，此时再去调整固定板28的位置将会使得调节的步骤繁琐，效率低，且调节效果不好。通过固定杆25和滑套26的滑动连接以及调节螺栓33和调节螺母34的卡紧实现了在固定板28固定以后能够对泵体的位置进行微调。

卡板30设有限位凸起部35，调节板29设有限位槽36，限位凸起部35设于限位槽36中，卡板30与调节板29滑动连接。通过限位凸起部35和限位槽36的配合，实现了调节板29和卡板30的滑动连接，使得泵壳1的滑动更加顺畅，调节更加方便。

如图9和图10所示，为一种抗空化的离心泵的制造方法，包括如下步骤：

a、加工准备：将泵壳1、叶轮2、诱导轮3、进水套4准备完毕，再将配件准备完毕，避免配件缺失导致后续工作无法展开。制造前的准备，方便后续的制造加工。

b、导流片6加工：先在支撑圈5上切削出第一导向槽13，再将支撑圈5的第一导向槽13卡于夹装板39上，之后拧紧夹装板39上第一夹块37的螺栓将支撑圈5固定在夹装板39上，之后将导流片6卡于夹装板39的定位凸块38上，拧紧定位凸块38上第二夹块40的螺栓将导流片6固定在夹装板39上，之后将导流片6焊接在支撑圈5上，然后松开第一夹块37和第二夹块40，将支撑圈5从夹装板39上取下，待支撑圈5冷却至室温之后，对支撑圈5和导流片6进行打磨和抛光处理，再支撑圈5和导流片6浸入清洗液中3～5分钟，取出清水冲洗，之后将在支撑圈5和导流片6上镀镍。导流片6是抑制空化的重中之重，对导流片6加工精度要求非常高。通过采用辅助夹持装置，能够保证导流片6在支撑圈5上的焊接精度，避免导流片6焊歪，同时能够保证导流片6和第一导向槽13的相对位置正确，使得在将导流片6和支撑圈5安装到进水套4中时，导流片6能够和第一凸块10、第二凸块11的位置相对应。镀镍能够提高导流片6的抗腐蚀性能，延长导流片6的使用寿命。

c、泵壳1加工：将泵壳1固定，之后将外加强环16套在内支撑环15上，在外加强环16的定位螺杆18上套上支撑片22，再将支撑片22卡在内支撑环15的侧面上，之后将外加强环16焊接在泵壳1上，待外加强环16和泵壳1冷却至室温，取出支撑片22，将调节板29冲孔抛光，之后在泵壳1上焊接调节板29，并将泵壳1打磨、抛光处理，之后在泵壳1和外加强环16上喷漆，静置等待油漆干。在泵壳1上采用支撑片22来定位外加强环16，能够提高外加强环16的安装精度，利于凹槽7和进水套4的匹配，提高泵壳1和进水套4的连接效果。

d、泵体的组装：将泵壳1、叶轮2和诱导轮3组装在一起。

e、进水套4的加工。

f、导流片6安装：将支撑圈5的第一导向槽13对准导向凸起部12，将支撑圈5卡入凹槽7，然后将卡圈9的第二凸起部卡入支撑圈5中，再在进水套4拧上卡紧环8，使得卡紧环8压紧卡圈9和支撑圈5。导流片6安装，抑制空化的产生。

g、整体组装：将密封圈21卡入支撑片22中，之后将支撑片22的通孔23套入定位螺杆18上，之后将支撑片22和密封圈21压入卡槽17中，再将组装好的进水套4的定位套19套在定位螺杆18上，下压进水套4，将进水套4卡于卡槽17中，之后拧上卡紧螺母20，将进水套4固定在泵壳1上，然后在定位螺杆18上套上压片24，再拧上固定杆25，将固定杆25卡入固定板28的滑套26中，然后将调节板29的第二通孔23和卡板30的第一通孔23对准，通入调节螺栓33，拧入调节螺母34，再调节泵壳1在固定板28上的位置，拧紧调节螺母34实现泵壳1的固定。先将进水套4固定于泵壳1上能够使得进水套4和泵壳1的连接效果更好，能够避免连接板27影响进水套4的安装。

h、测试。

步骤e的详细步骤为：将在进水套4削磨出凹槽7和导向凸起部12，然后在进水套4套丝，再将凹槽7打磨平整，之后对第一凸块10进行加工，使其侧面与导流片6侧面相平,将卡紧环8攻丝。对进水套4进行精加工，提高进水套4和导流片6、支撑圈5的连接效果，提升进水口流场的稳定。

步骤h的详细步骤为：对组装完成的泵体进行测试，将固定板28固定在工作台上，将泵体用联轴器连接至电机的输出轴上，之后将卡紧环8与进水管进行连接，之后启动电机8～14分钟，观察泵体的震动情况和漏水情况。对组装完成的泵体进行测试，若发现震动明显和异响则需要拆解重新安装。

本发明在需要更换导流片6时，先将卡紧环8松开，之后将卡紧环8从进水套4上取下，之后将卡圈9取下，再将支撑圈5取下，更换新的支撑圈5，将新的支撑圈5卡入凹槽7中，再将卡圈9卡于支撑圈5上，最后将卡紧环8拧入。通过在进水套4设置导流片6，能够使进水套4流场均匀，减少回流区域，有效降低旋转空化诱发的不稳定状态，保证泵体的稳定运行。同时导流片6与进水套4为可拆卸式连接，能够根据泵体使用的场合更换不同的导流片6，使泵体适应不同的工况，使得泵体在不同的工况条件下都能运行稳定。本发明能够有效降低旋转空化诱发的不稳定状态的产生，保证泵体的稳定运行。

本发明一种抗空化的离心泵的制造方法采用a、加工准备；b、导流片6加工；c、泵壳1加工；d、泵体的组装；e、进水套4的加工；f、导流片6安装；g、整体组装；h、测试的八个步骤制造离心泵，优化了制造步骤，步骤简单，制造效率高，对导流片6的加工精度高，易于实施，能够提高生产效率、提高各部件之间的连接效果。采用上述制造方法能够保证进水套4和导流板的加工精度，抑制空化的产生，同时能够保证进水套4的安装效果，不易产生漏水效果。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。