用于泵送液体的螺旋桨泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种用于栗送液体的螺旋桨栗，并且具体涉及一种半轴流栗或斜流栗，其中，进入的液体与螺旋桨栗的旋转轴线平行地流动/被吸入，并且其中，所述液体相对于所述旋转轴线以一角度离开螺旋桨栗的螺旋桨，所述角度大于ο度，小于90度，并且通常为大约45度。此外，螺旋桨的旋转导致离开螺旋桨的液体流动具有沿周向方向的分量。这种螺旋桨栗的通常应用领域是输送具有相对低的压力的大量液体。
[0002]本发明涉及一种螺旋桨栗，该螺旋桨栗包括:具有内表面的轴向延伸的管状栗外壳；具有包围面的轴向延伸的栗芯，所述栗芯的至少一个轴向部分段被所述栗外壳包围，并且所述栗芯包括螺旋桨，所述螺旋桨具有轮毂和至少一个叶片；以及至少一个引导轮叶，所述至少一个引导轮叶包括上游定位的前边缘和下游定位的后边缘，并且所述至少一个引导轮叶沿周向方向包括压力侧和吸入侧，所述至少一个引导轮叶在所述栗外壳的内表面和栗芯的包围面之间延伸。
【背景技术】
[0003]在这种螺旋桨栗的一段中，具有带引导轮叶的所谓扩散器，该扩散器是螺旋桨栗的一部分，在液体已经离开螺旋桨栗的螺旋桨之后，在该部分中发生液体流的流动偏转以及压力恢复。更确切地，扩散器和引导轮叶的功能是沿旋转方向以及沿径向-轴向方向偏转离开螺旋桨栗的液体流/使离开螺旋桨栗的液体流改道，并且目的是获得来自扩散器并且主要平行于螺旋桨栗的旋转轴线的输出液体流。构造方面，这特别地意味着栗芯在螺旋桨下游具有凸出形状以便将离开螺旋桨进入轴向的液体流部分地径向向外指向地偏转。
[0004]当凸出表面的直径不再增加，而是变为变平或略微减小时，提供了负压力梯度，该负压力梯度平行于栗芯的包围面指向上游并且邻近栗芯的包围面。当凸出表面的弯曲半径开始增加，即，开始变平(如沿轴向方向观察的)时，这个轴向的所谓的负压力梯度增加，这意味着最靠近栗芯的包围面的边界层也沿下游方向增加。该边界层具有显著减小的速度，并且最终具有向后指向的速度，或反向的流动/流。为了避免轴向的负压力梯度变得大到以致于出现反向流动，因此公知的是使所述凸出表面的弯曲半径充分大。然而，这意味着产生螺旋桨栗的轴向长度增加的缺点，这对于具有大约l-2m的直径和大约3-4m的轴向长度的大的螺旋桨栗而言最显著。
[0005]此外，引导轮叶的吸入侧配合栗芯的包围面的区域特别易于分流，S卩，出现反向流动。这首先取决于沿栗芯的包围面的边界层，其被添加到在引导轮叶的凸出的吸入侧的弯曲半径开始增加(如沿轴向方向观察的)的区域中存在于引导轮叶的吸入侧上的边界层，这总体上导致另外增加的反向流动的风险和因此产生的大的损耗。
【发明内容】
[0006]本发明旨在消除现有技术的螺旋桨栗的上述缺点和弱点并且提供一种改进的螺旋桨栗。本发明的主要目标是提供前言限定的类型的一种改进的螺旋桨栗，所述改进的螺旋桨栗通过减小存在于引导轮叶的吸入侧配合栗芯的包围面的区域中的总边界层来消除引导轮叶的吸入侧和栗芯的包围面之间的区域中的分流。
[0007]本发明的另外目标是提供一种螺旋桨栗，所述螺旋桨栗的轴向长度因允许减小栗芯的凸出表面的弯曲半径而可以减小，因此沿径向-轴向方向偏转液体流所需的轴向距离更短。
[0008]本发明的另一目标是提供一种螺旋桨栗，其中在引导轮叶的通道中，栗芯的包围面具有很大的弯曲半径或没有弯曲半径(如沿轴向方向观察)。
[0009]本发明的另一目标是提供一种螺旋桨栗，其中沿旋转方向的偏转不与沿径向-轴向方向的偏转发生在同一地方。
[0010]根据本发明，至少主要目标通过螺旋桨栗实现，该螺旋桨栗由前言限定并且具有独立权利要求中限定的特征。本发明的优选实施例另外在从属权利要求中进行限定。
[0011]根据本发明，提供了一种在前言中限定的类型的螺旋桨栗，所述螺旋桨栗的特征在于，在所述至少一个引导轮叶的前边缘处，引导轮叶的吸入侧和栗芯的包围面之间的连接角度(α)大于90°。
[0012]因此，本发明基于以下理解:通过提供大于90°的引导轮叶的吸入侧和栗芯的包围面之间的连接角度，获得向内指向的径向压力梯度，该径向压力梯度在引导轮叶的吸入侧和栗芯的包围面之间的区域中减小边界层且增加线性动量，由此消除这个区域中的分流。
[0013]根据本发明的优选实施例，栗芯在螺旋桨下游具有最大直径(d_)，所述至少一个引导轮叶的前边缘在栗芯具有最大直径的横向截面下游的位置处连接到栗芯的包围面。这意味着，由于沿旋转方向的偏转发生在沿径向-轴向方向的偏转下游，因此分流的风险显著减小。
[0014]根据优选实施例，引导轮叶的吸入侧和栗芯的包围面之间的连接角度(α )沿引导轮叶的整个轴向长度大于90°，这进一步减小了分流的危险。
[0015]优选地，所述螺旋桨栗包括轴向延伸的通道，其中，在所述至少一个引导轮叶的前边缘的区域中，所述通道的横截面积(AJ小于或等于所述通道在所述至少一个引导轮叶的后边缘的区域中的横截面积(A2)，并且其中，在所述至少一个引导轮叶的后边缘的区域中，所述通道的横截面积(A2)小于所述通道在所述至少一个引导轮叶的前边缘的区域中的横截面积(AJ的1.2倍。由于在布置引导轮叶的轴向段中，通道的扩大/面积增加小，这导致进一步减小了分流的风险。
[0016]在其它从属权利要求中以及在优选实施例的以下详细描述中将展现本发明的另外的优点和特征。
【附图说明】
[0017]参考附图，根据优选实施例的以下详细描述，将更加完整理解本发明的上述以及其它的特征和优点，其中:
[0018]图1是螺旋桨栗装置的示意性剖视侧视图，
[0019]图2是根据本发明的螺旋桨栗的示意性剖视侧视图，
[0020]图3是来自根据本发明的螺旋桨栗下方的示意性透视图，其中管状栗外壳被拆除，
[0021]图4是来自根据图3的螺旋桨栗上方的示意性透视图，
[0022]图5是示出引导轮叶的前边缘的沿下游方向在横向平面中截取的根据本发明的螺旋桨栗的剖视图，并且
[0023]图6是螺旋桨栗装置的剖视侧视图。
【具体实施方式】
[0024]通过前言的方式参考了图1，该图示出总体上用附图标记1表示的螺旋桨栗装置。螺旋桨栗装置1包括:壳体管2，所述壳体管具有一个或更多个段；总体上用附图标记3表示的根据本发明的螺旋桨栗，所述螺旋桨栗布置在所述壳体管2的下端部中；入口漏斗4，所述入口漏斗连接到壳体管2的下端部；出口 5，所述出口布置在壳体管2的上端部中；以及驱动单元6。在示出的实施例中，驱动单元6位于离螺旋桨栗3 —定距离处，并且位于壳体管2外部，并且通过轴向延伸的驱动轴7连接到螺旋桨栗3，然而，应当提及，驱动单元6可以布置在适当的螺旋桨栗3中。
[0025]现在也参考图2-图4，其示出根据本发明的螺旋桨栗3。螺旋桨栗3也已知为半轴流栗或斜流栗，并且包括:具有内表面9的轴向延伸的管状栗外壳8 ;以及具有包围面11的总体上用附图标记10表示的轴向延伸的栗芯。栗芯10的至少一个轴向分段被所述栗外壳8包围，并且优选地，栗外壳8和栗芯10相对彼此同心地布置。应当提及，驱动单元6可以布置在栗芯10中。在图3和图4中，为了清楚显示的目的，栗外壳8被拆除。
[0026]栗外壳8包括上游定位的入口 12和下游定位的出口 13，螺旋桨栗3包括从入口开口 12延伸到出口开口 13的轴向延伸的通道14，所述通道14分别由栗外壳8的内表面9和栗芯10的包围面11径向地定限定。栗芯10包括螺旋桨15，所述螺旋桨具有轮毂锥16和从所述轮毂锥16突出的至少一个叶片17。应当说明，栗芯10的包围面11部分地由所述轮毂锥16的外部组成。螺旋桨15的轮毂锥16连接到驱动轴7的下端部并且通过所述驱动轴7由驱动单元6驱动旋转。螺旋桨15的旋转方向在图3和4中由箭头R示出。
[0027]在图中示出的实施例中，螺旋桨15包括五个叶片17，该五个叶片沿轮毂锥16等距地分布。然而，螺旋桨15可以包括另一数量的叶片17 ;螺旋桨的叶片的数量例如基于以下内容选择:性能要求的规格；期望在螺旋桨栗3处于操作中时避免因共振产生的振动；螺旋桨15的平衡。
[0028]螺旋桨栗3还包括至少一个引导轮叶18，所述至少一个引导轮叶具有上游定位的前边缘19和下游定位的后边缘20，并且所述至少一个引导轮叶沿旋转方向包括压力侧(PS)和吸入侧(SS)(见图5)。在图中示出的实施例中，螺旋桨栗3包括九个引导轮叶18，所述九个引导轮叶沿栗芯10的包围面11等距地分布。然而，螺旋桨栗3可以包括另一数量的引导轮叶18，优选地为奇数个(如果螺旋桨15包括偶数个叶片17)，以便当螺旋桨栗3处于操作中时避免共振，并且优选地不是螺旋桨15的叶片17的数量的倍数以便避免因共振产生的振动问题。所述至少一个引导轮叶18是弧形的，其中吸入侧(SS)具有凸出形状，并且压力侧(PS)具有凹入形状，如沿轴向观察的那样。即，引导轮叶的弦部位于引导轮叶的压力侧(PS)上。引导轮叶18的后边缘20的切线优选地沿轴向方向延伸。在示出的实施例中，所有引导轮叶18是一致的并且所有引导轮叶18的前边缘19被布置在一个且同一的横向几何平面中。在可替代的实施例(未示出)中，螺旋桨栗3可以包括沿旋转方向观察的交替布置的不同类型的引导轮叶，该引导轮叶的设置可以具有不同强度的弧形/弯曲半径和/或沿轴向以相互位移的方式布置。
[0029]所述至少一个引导轮叶18在栗外壳8的内表面9和栗芯10的包围面11之间延伸，并且优选地，所述至少一个引导轮叶18连接到栗芯10的包围面11，并且甚至更加优选地，所述至少一个引导轮叶18连接到栗外壳8的内表面9。这意味着