节段式多级离心泵及其可调导叶装置的制造方法
【专利说明】节段式多级离心泵及其可调导叶装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及工业、农业等液体输送领域，尤其涉及一种节段式多级离心栗及其可调导叶装置。
[0003]
【背景技术】
[0004]节段式多级离心栗是将多个叶轮安装在一根轴上串联工作，轴上叶轮数即代表栗的级数。节段式多级栗结构一般分为进水段、中段(中段数为叶轮个数减1)和出水段，各段用拉紧螺栓连成一个整体。节段式多级离心栗吸入口朝同一方向排列，液体从前一级叶轮流出后经导叶进入下一级叶轮进口，使能量逐级增加，最后经出水段流出。
[0005]节段式多级离心栗多采用立式安装设计以节省空间，安装方便。水栗进出口不在同一轴线上，下部进水，上部出水，且进水段、中段和出水段通过拉紧螺栓连接;水栗和电机通过弹性联轴节(通常为联轴器)连接;密封一般采用机械密封。节段式多级离心栗应用于工业、农业液体的输送和城市给排水、高层建筑增压供水、消防增压、远距离送水和锅炉给水等。
[0006]另外，随着工业的发展，环境污染越来越严重，因而对碳排放的要求越来越严格，这就迫使产品不断升级，不断的提供高效节能的解决方案。在水栗系统领域，目前常用的方法是采用变频技术，变频技术对水栗系统节能做出了很大的贡献，然而水栗的设计是按照额定点优化设计(即在额定流量，水栗的效率最高)，当水栗偏离额定点工作时，即在部分负荷和过载工况下，其效率较低，而且偏离额定流量越远，其效率下降越多。
[0007]本发明的目的是针对现有节段式多级离心栗部分负荷和过载工况下效率较低的技术缺陷，提出了一种可调导叶装置，以及应用该可调导叶装置的新型节段式多级离心栗。
[0008]其中，可调导叶装置根据水栗出口的压力调节导叶的角度，因而水栗在任意工况下都运行在效率优化工作点，提高了水栗部分负荷和超负荷工况下的水力效率，提高了水栗系统，特别是变频或者变流量水栗系统的运行效率，节约水栗系统能耗。
[0009]
【发明内容】
[0010]为实现上述目的，本发明提供了一种可调导叶装置，其用于根据水栗出口压力信号调节导叶角度，因而提高了水栗在部分负荷和过载工况下的运行效率，其包括:反馈信号处理器、驱动装置、动力传递机构、驱动轴、曲轴、驱动导槽、导叶驱动盘、导叶、导叶导轴和导叶导槽;所述反馈信号处理器接收到水栗出口压力传感器传来的压力信号并经过处理，从而确定所述导叶的偏转角度;所述驱动装置通过所述动力传递机构把动力传递到所述驱动轴，所述驱动轴带动所述曲轴在所述驱动导槽内滑动，从而驱动所述导叶驱动盘顺时针或者逆时针方向转动;所述导叶导槽随着所述导叶驱动盘的转动而转动，所述导叶导轴在所述导叶导槽内滑动带动所述导叶顺时针或者逆时针方向转动。
[0011]所述可调导叶装置根据水栗出口的压力调节导叶的角度，因而水栗在任意工况下都运行在效率优化工作点，提高了水栗部分负荷和超负荷工况下的水力效率。
[0012]对于给定的水力设计，压力和流量是一一对应的，即不同的压力对应着不同的流量，不同的流量对应不同的叶轮液体出口速度，当导叶的角度和流体出口速度方向一致时，水力损失最小，水力效率最高。可调导叶装置根据压力传感器(一般安装在水栗出口)反馈的信号调整导叶的角度，从而保证在任意工况下，水栗都在优化效率点运行(水栗出口压力与导叶角度的关系，一般通过水力仿真确定并经过试验修正)。
[0013]本发明还提供了一种包含上述可调导叶装置的节段式多级离心栗，其包括:
由下至上依次轴向连接的底座、进水段、中段、出水段、原动机支架及原动机;所述底座内设置有轴承座;所述原动机支架用于连接原动机和离心栗机械部件;所述原动机用于把液体栗送到给定的高度；
栗轴，轴向容置在所述进水段、中段和出水段中，所述栗轴套接有首级叶轮、次级叶轮、末级叶轮、轴套和叶轮间隔环；
所述原动机通过弹性连接器与所述栗轴连接，把动力通过所述栗轴传递到所述次级叶轮及首级叶轮，从而通过所述原动机驱动所述弹性连接器并带动所述栗轴转动；
轴套，套接在所述栗轴上靠近所述轴承座的一端，以用于防止所述栗轴磨损；
滑动轴承，装配在所述轴承座中并套接在所述轴套外侧，用于滑动支撑所述栗轴，所述滑动轴承内壁上开有多条螺旋沟槽；
滚动轴承，套接在所述栗轴上靠近所述弹性连接器的一端，以用于滚动支撑所述栗轴；所述进水段装配在所述底座上，所述进水段中液体的流通通道为流道，所述流道的口部为吸入口 ；
所述中段装配在进水段和出水段中间用于装配上述的可调导叶装置，其包括:反馈信号处理器、驱动装置、动力传递机构、驱动轴、曲轴、驱动导槽、导叶驱动盘、导叶、导叶导轴和导叶导槽;所述反馈信号处理器接收到水栗出口压力传感器传来的压力信号并经过处理，从而确定所述导叶的偏转角度;所述驱动装置通过所述动力传递机构把动力传递到所述驱动轴，所述驱动轴带动所述曲轴在所述驱动导槽内滑动，从而驱动所述导叶驱动盘顺时针或者逆时针方向转动;所述导叶导槽随着所述导叶驱动盘的转动而转动，所述导叶导轴在所述导叶导槽内滑动带动所述导叶顺时针或者逆时针方向转动；
所述出水段装配在所述中段和原动机支架之间并与所述原动机支架连接，且所述出水段与栗轴之间设置有机械密封;所述出水段中液体流通部分为流道，所述流道的口部为排出口；
所述首级叶轮通过键连接装配在所述栗轴上靠近所述滑动轴承的一端，所述栗轴带动所述首级叶轮转动，从而将从所述进水段导入的液体加压并输送至所述可调导叶装置；所述次级叶轮及末级叶轮均通过叶轮间隔环轴向定位装配在所述栗轴上；
所述叶轮间隔环轴向套设在所述栗轴上，并轴向位于所述首级叶轮与次级叶轮之间、所述次级叶轮与次级叶轮之间以及次级叶轮与末级叶轮之间，用于分隔叶轮并保证叶轮在所述栗轴上的轴向定位；
所述可调导叶装置径向装配在所述中段内，并径向位于所述首级叶轮与次级叶轮之间、所述次级叶轮与次级叶轮之间以及次级叶轮与末级叶轮之间。
[0014]其中，装配在所述吸入端的叶轮为所述首级叶轮，所述次级叶轮位于所述首级叶轮与机械密封之间。
[0015]进一步的，所述首级叶轮和次级叶轮上均开有水力平衡孔用于轴向力的平衡。
[0016]其中，所述叶轮通过所述叶轮间隔环分隔并进行轴向定位，且所述叶轮间隔环通过挡圈定位在所述栗轴上。
[0017]进一步的，所述底座分为可拆卸的支撑座与底盖，所述轴承座位于所述支撑座内，所述底盖具有凸台以支撑所述轴承座，因而可以通过从底部拆卸所述底盖而不需拆卸栗体就可以更换所述滑动轴承，便于维护。
[0018]其中，所述机械密封套设在所述栗轴上并位于所述出水段与栗轴之间，且所述机械密封局部伸出所述出水段以方便直接从所述出水段拆卸，因而不用拆卸栗体就可以维修或更换所述机械密封，便于维护。
[0019]其中，所述原动机是电机或其他类型的原动机，如内燃机。
[0020]进一步的，所述进水段与出水段均360度周向转动安装，液体吸入口与排出口方向可调，可以适应不同方向安装的管路系统。
[0021]进一步的，所述出水段采用蜗壳形结构。
[0022]本发明采用可调导叶机构根据水栗出口的压力调节导叶的角度，提高了水栗部分负荷和超负荷工况下的水力效率，提高了水栗系统，特别是变频或者变流量水栗系统的运行效率，节约水栗系统能耗。
[0023]本发明的轴承座可以从底座的底部拆卸，所以不用拆卸栗体就可以更换滑动轴承，便于维护。
[0024]本发明的机械密封可以直接从出水段上方拆卸，所以不用拆卸栗体就可以维修或更换机械密封，便于维护。
[0025]本发明的进水段和出水段可以在周向任意旋转，所以可以适应多种不同方向管路系统的安装。
[0026]
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0028]图1为本发明节段式多级离心栗的剖视结构示意图；
图2为本发明可调导叶装置的立体结构示意图。
[0029]图中数字表示:
1.底座2.轴承座3.轴套
4.滑动轴承5.进水段6.挡圈
7.栗轴8.叶轮间隔环9.首级叶轮
10.可调导叶装置11.中段12.次级叶轮
13.出水段14.螺母15.螺栓
16.机械密封17.滚动轴承18.联轴器 19.电机支架20.电机21.吸入口
22.排出口1001.信号处理器1002.驱动装置
1003.传递机构1004.驱动轴1005.驱动导槽
1006.驱动盘1007.导叶1008.导叶导轴
1009.导叶导槽1010.曲轴
【具体实施方式】
[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]如图1所示，本发明的节段式多级离心栗具体包括:底座1、轴承座2、轴套3、滑动轴承4、进水段5、挡圈6、栗轴7、叶轮间隔环8、首级叶轮9、可调导叶装置10、中段11、次级叶轮12、出水段13、机械密封16、滚动轴承17、联轴器18、电机支架19和电机20，其中出