专利名称：泵用节能导叶装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种泵叶轮，特别涉及一种节能导叶装置。
背景技术：
叶片泵是泵类产品的重要组成部分，它在工农业生产中的应用范围非常广泛，现代电力工业约1/3的电力用于驱动叶片泵。叶片泵工作效率的提高，对于减少能源消耗有直接意义。基于科研工作者长期不懈的努力，泵叶轮的效率已达到较高的水平，但整个泵装置的效率仍然不高。这是由于叶片泵装置的效率不仅仅取决于泵叶轮的性能，还与泵的进出口流道的结构密切相关，只有当泵装置整个流道的各过流部件达到最佳匹配关系，泵装置的效率才能获得有效的提高。由于叶片泵叶轮的高速旋转，叶轮出口的绝对速度都有圆周速度分量，如果不采取适当措施，该分量对应的能量会在叶轮出口后的流道中逐渐损耗。为回收这部分能量，目前有两种方法可以采用，一是设置压水室，二是设置导流叶片(简称导叶)。对于轴流泵和混流泵，常规的做法是设置导叶，其作用是将叶轮出口的流体收集起来引到出水管路或到次级叶轮进口，将动能变为压能，消除圆周速度分量。转速越小，回收的能量越多，导叶的作用越大，当比转速达1600时，仍有5%以上的能量可回收。目前在轴流泵和混流泵及很多其它类型的流体机械中采用的导叶装置具有如下缺陷导叶装置由沿圆周均勻分布的叶栅所组成，每片导叶的几何形状与安装角度均相同， 且叶片间的间隔也一致，导叶装置布置在叶轮与出水弯管之间，导叶的进口与叶轮出口衔接，导叶出口与出水弯管衔接。由于弯管是一种非轴对称的流道结构，它会严重影响甚至完全破坏叶轮出口准轴对称的流畅结构。沿圆周均勻分布的导叶型式是基于叶轮出口流畅轴对称假定而提出的，与实际的叶轮出口流畅并不匹配，由于传统导叶不能适应真实流畅，其回收能量的作用受到严重影响，在弯管对流畅影响很大的场合下，这种传统的导叶布置不仅不能起到回收圆周速度分量的作用，还会恶化泵性能，此时只能被迫取消导叶装置，造成能量的巨大浪费。
发明内容
针对现有导叶装置的缺陷，本发明提供了一种泵用节能导叶装置。为了实现上述目的，本发明所采取的措施是一种泵用节能导叶装置，包括导连接在叶轮和出水弯管之间的导叶室、导叶和轮毂，设置在导叶室内部的导叶上设置有若干叶片，导叶连接在轮毂上，叶片沿圆周方向非均勻的设置在导叶上，各叶片之间的间隔和各叶片的流线型及安放角度均不相同；所述导叶的叶片集中布置于导叶室中的一侧，从导叶出口处观察，并令弯管出水方向为+X轴方向， 导叶装置俯视图的上侧为+y方向，当叶轮顺时针旋转，弯管出水方向为右侧(+X轴方向) 时，导叶集中布置于导叶装置俯视图中导叶室下侧(_y轴方向)。当叶轮逆时针旋转，弯管出水方向为右侧(+χ轴方向)时，导叶集中布置于导叶装置俯视图中导叶室上侧(+y轴方向)；所述导叶的叶片数为2 10片。本发明的有益效果导叶沿周向采取不同间隔布置，且各导叶叶片采用不同的流线型及安放角度，使导叶装置能克服出流弯管的非轴对称结构所造成的流畅不均衡性导叶安放位置的疏密度根据叶轮出口与出流弯管进口的实际流畅特征所决定，这种流畅特征通过计算机仿真或真机实验予以获得，通过采用合理的导叶间隔及各导叶不同的流线外型及安放角度，可保证导叶的每片叶片均能满意地完成回收流体圆周速度分量并引导流体顺利进入下级流道的任务，水力损失得到有效控制，泵所消耗的能量大大减少；通过节能导叶装置与出水弯管的协调，使泵出口的流体流畅速度与压力分布达到理想状态，可以进一步减少与泵衔接的管道系统中的流动阻力损失。另外，此装置不仅可应用于轴流泵和混流泵， 也可应用于采用传统均勻导叶装置作为能量回收装置或导流装置的其它各种流体机械。
图1、本发明装置的结构纵剖示意图；图2、传统装置的俯视示意图；图3、本发明装置实例-T型导叶装置的俯视示意图；图4、本发明装置实例-伞型导叶装置的俯视示意图；图5、本发明装置实例-非等距伞型导叶装置俯视示意图；图6、传统均勻导叶装置中弯管出口的流畅图；图7、非等距伞型导叶装置中弯管出口的流畅图。
具体实施例方式一种泵用节能导叶装置，包括导连接在叶轮1和出水弯管5之间的导叶室2、导叶 3和轮毂4，设置在导叶室2内部的导叶3上设置有若干叶片，导叶3连接在轮毂4上，叶片沿圆周方向非均勻的设置在导叶3上，各叶片之间的间隔和各叶片的流线型及安放角度均不相同；所述导叶3的叶片集中布置于导叶室2中的一侧，从导叶出口处观察，并令弯管出水方向为+χ轴方向，导叶装置俯视图的上侧为+y方向，当叶轮顺时针旋转，弯管出水方向为右侧(+χ轴方向)时，导叶集中布置于导叶装置俯视图中导叶室下侧(_y轴方向)。当叶轮逆时针旋转，弯管出水方向为右侧(+χ轴方向)时，导叶集中布置于导叶装置俯视图中导叶室上侧(+y轴方向)；所述导叶3的叶片数为2 10片。实例一、图3为T型导叶装置，3片导叶的布置形状如同一个“T”字。此装置的优点在于结构简单，方便在传统导叶装置上进行改造，但性能较其它装置型式有一定差距。实例二、图4为伞型导叶装置，3片导叶的布置形状如同一把伞，位于侧面的两个导叶与中间导叶的间距相等，便于设计及制造。该装置在_y侧形成稠密度较大的叶栅通道，有利于引导流体以较小的阻力进入出水弯管。实例三、图5为非等距伞型导叶装置，它是伞型导叶装置的进一步改进，靠近弯管的导叶与中间导叶的间距大于远离弯管的导叶与中间导叶的间距，该装置充分考虑了叶轮出口至弯管进口之间的流动不均衡性，能形成很好的流动结构，可以大幅提高泵的效率，具有优良的节能性能。由于非等距伞形导叶装置最好地体现了 “非均勻”导叶装置的设计思想，它对泵装置的性能提高也最明显。
当以上三种实例的每片导叶进一步采用不同的流线形状及安放角度时，可使泵装置的性能达到更高水平。图6为采用传统均勻导叶装置时弯管出口的流畅结构，存在复杂的二次流动和紊乱的涡流。图7为采用非等距伞型导叶装置时弯管出口的流畅结构，该结构表明流体的流动非常谐调。从两图对比可以清晰地发现，非等距伞形导叶装置有效地改善了泵出口的流动状态，因此，不仅可较大程度的提高泵的效率，还大大减少了泵出口后整个管路系统的水力损失。本发明的有益效果导叶沿周向采取不同间隔布置，且各导叶叶片采用不同的流线型及安放角度，使导叶装置能克服出流弯管的非轴对称结构所造成的流畅不均衡性导叶安放位置的疏密度根据叶轮出口与出流弯管进口的实际流畅特征所决定，这种流畅特征通过计算机仿真或真机实验予以获得，通过采用合理的导叶间隔及各导叶不同的流线外型及安放角度，可保证导叶的每片叶片均能满意地完成回收流体圆周速度分量并引导流体顺利进入下级流道的任务，水力损失得到有效控制，泵所消耗的能量大大减少；通过节能导叶装置与出水弯管的协调，使泵出口的流体流畅速度与压力分布达到理想状态，可以进一步减少与泵衔接的管道系统中的流动阻力损失。另外，此装置不仅可应用于轴流泵和混流泵， 也可应用于采用传统均勻导叶装置作为能量回收装置或导流装置的其它各种流体机械。本领域内普通的技术人员的简单更改和替换都是本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种泵用节能导叶装置，包括导连接在叶轮(1)和出水弯管(5)之间的导叶室O)、 导叶(3)和轮毂G)，设置在导叶室O)内部的导叶(3)上设置有若干叶片，导叶(3)连接在轮毂(4)上，其特征在于叶片沿圆周方向非均勻地设置在导叶(3)上，各叶片之间的间隔和各叶片的流线型及安放角度均不相同。
2.根据权利要求1所述的一种泵用节能导叶装置，其特征在于所述导叶(3)的叶片集中布置于导叶室O)中的一侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种泵用节能导叶装置，其特征在于所述导叶(3)的叶片数为2 10片。
全文摘要
本发明公开了一种泵用节能导叶装置，包括导连接在叶轮(1)和出水弯管(5)之间的导叶室(2)、导叶(3)和轮毂(4)，设置在导叶室(2)内部的导叶(3)上设置有若干叶片，导叶(3)连接在轮毂(4)上，叶片沿圆周方向非均匀的设置在导叶(3)上，各叶片之间的间隔和各叶片的流线型及安放角度均不相同。本发明的有益效果克服流畅不均衡性，节能高效，应用广泛。
文档编号F04D29/44GK102200141SQ20111014782
公开日2011年9月28日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者梁开洪 申请人:温州市天成密封件制造有限公司