一种采用双分流叶片的旋喷泵集流管的制作方法

本发明涉及一种旋喷泵的关键能量转换部件，特指一种采用双分流叶片的旋喷泵集流管。

背景技术：

旋喷泵是一种结构和原理都很特殊的泵，主要被应用于食品、造纸和炭黑等行业中。近年来随着工业技术的飞速发展，石油化工、冶金、采矿等行业对小流量高扬程的泵的需求量越来越大。目前所使用的离心泵、往复泵、无泄漏泵等性能不够稳定，维护成本较高，已不能满足逐渐提高的工况要求。旋喷泵作为一种结构简单、运行稳定、无泄漏的泵能够很好的适应这种小流量高扬程的工况要求。目前工业生产中使用的旋喷泵，其集流管大多未设置分流导叶，流体在进入集流管后能量损失较大，且高速流体的不断冲击造成了整个集流管受力不均，这将直接影响旋喷泵的运行稳定性，并导致运行效率降低，严重时还将造成集流管自其与泵连接处脱落或断裂，从而产生不必要的经济损失。

技术实现要素：

为了克服上述现有旋喷泵集流管的不足，本发明提供了一种采用双分流叶片的旋喷泵集流管。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种采用双分流叶片的旋喷泵集流管，在集流管内流道的入口段的转弯处设有分流叶片A和分流叶片B，所述分流叶片A设于靠近所述转弯处的外侧圆弧处，所述分流叶片B设于靠近所述转弯处的内侧圆弧处，所述分流叶片A的凹面与转弯处的外侧圆弧方向相同，分流叶片B的凹面与转弯处的内侧圆弧方向相同。

进一步，所述转弯处的外侧圆弧、转弯处的内侧圆弧、分流叶片A和分流叶片B满足：

R₂＝0.5R₁，

R₃＝0.9R₁，

R₄＝0.85R₁，

R₅＝1.27R₂，

R₆＝1.17R₂，

L₁＝0.1R₁～0.15R₁，

L₂＝0.15R₂～0.3R₂，

α＝88°，

β＝60°；

其中，R₁为转弯处的外侧圆弧半径，R₂为转弯处的内侧圆弧半径，R₃为分流叶片A外侧圆弧半径，R₄为分流叶片A内侧圆弧半径，R₅为分流叶片B外侧圆弧半径，R₆为分流叶片B内侧圆弧半径，L₁为分流叶片A外侧圆弧与转弯处的外侧圆弧之间的距离，L₂为分流叶片B内侧圆弧与转弯处的内侧圆弧之间的距离，α为分流叶片A外侧圆弧和分流叶片A内侧圆弧所对应的圆心角，β为分流叶片B外侧圆弧和分流叶片B内侧圆弧所对应的圆心角。

本发明最大的特点在于集流管结构合理、内部流动稳定，所以整泵的性能和稳定性都会提高。集流管入口段内设置的两个分流叶片不但充分考虑到了集流管内流道形状对流动的影响，而且符合流体在集流管内前进时流动参数的变化规律，从而有效提高了集流管内部的流场质量，消除了流体在进入集流管后迅速转弯而可能产生的旋涡与回流，流动的改善对集流管受到的流动作用力改善也有促进作用。该集流管的结构简单，易于加工制造，并且可以很好适应设计工况和偏设计工况的要求。

附图说明

图1为集流管的正视图结构示意图。

图2为集流管的入口段转弯处的局部放大图。

图3为集流管的右视图结构示意图。

图中，1.入口段，2.分流叶片A，3.分流叶片B

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

如图1、2所示，一种采用双分流叶片的旋喷泵集流管，在集流管内流道的入口段1的转弯处设有分流叶片A2和分流叶片B3，所述分流叶片A2设于靠近所述转弯处的外侧圆弧处，所述分流叶片B3设于靠近所述转弯处的内侧圆弧处，所述分流叶片A2的凹面与转弯处的外侧圆弧方向相同，分流叶片B3的凹面与转弯处的内侧圆弧方向相同。

所述转弯处的外侧圆弧、转弯处的内侧圆弧、分流叶片A2和分流叶片B3满足：

R₂＝0.5R₁，

R₃＝0.9R₁，

R₄＝0.85R₁，

R₅＝1.27R₂，

R₆＝1.17R₂，

L₁＝0.1R₁～0.15R₁，

L₂＝0.15R₂～0.3R₂，

α＝88°，

β＝60°；

其中，R₁为转弯处的外侧圆弧半径，R₂为转弯处的内侧圆弧半径，R₃为分流叶片A2外侧圆弧半径，R₄为分流叶片A2内侧圆弧半径，R₅为分流叶片B3外侧圆弧半径，R₆为分流叶片B3内侧圆弧半径，L₁为分流叶片A2外侧圆弧与转弯处的外侧圆弧之间的距离，L₂为分流叶片B3内侧圆弧与转弯处的内侧圆弧之间的距离，α为分流叶片A2外侧圆弧和分流叶片A2内侧圆弧所对应的圆心角，β为分流叶片B3外侧圆弧和分流叶片B3内侧圆弧所对应的圆心角。

通过图3这一右视图的角度也可以进一步得到集流管的外部结构。

下面是具体的工作过程和工作原理：

采用双分流叶片的旋喷泵集流管，主要组件有分流叶片A2和分流叶片B3。集流管通过螺栓固定在旋喷泵转子腔内，分流叶片A2和分流叶片B3与集流管内壁铸造成为一个整体。

根据流体机械原理，流体从吸入段被吸进叶轮，在叶轮的高速旋转所产生的离心力作用下进入转子腔，在转子腔内能量继续增加。进入集流管后，受流动惯性影响，一部分流体沿集流管内流道的外侧流动，该部分流体受到分流叶片A2的作用，速度逐渐减小，压力增大，分流叶片A2的存在增加了流体与固体壁面的接触面积，所以固体壁面上单位面积上的流体载荷减小；另一部分流体在集流管内流道内靠近集流管内侧向下游流动，速度相对较低，在转弯处受到分流叶片B的作用，突然转弯的流动被整流成为与分流叶片B3形状相匹配的流动，旋涡、回流和流线弯曲得到抑制，流场质量得到提高，经过分流叶片A2和分流叶片B3整流的流动内的脉动也会减弱，而后在集流管直段内形成平稳的流动，最终排出旋喷泵。

旋喷泵一般分为三个部分：叶轮、转子腔和集流管，叶轮和转子腔铸造在一起并由螺栓连接在泵轴上进行同步旋转，集流管则固定在转子腔内静止不动。矩形叶片与转子腔在外部电动机的驱动下同步旋转。集流管安装在转子腔内，由于集流管内流体流速分布不均，靠近集流管内侧的流体流速较外侧慢且容易产生旋涡和回流，不设置或只设置一个分流叶片并不能很好的优化集流管转弯处靠近内侧的流体的流动状态，故本发明提出在集流管入口段1外圆弧处和内圆弧处分别设置一个分流叶片，以充分抑制流体在进入集流管时产生的湍流脉动，优化集流管内的速度与压力分布，改善流动状态。

根据流体机械原理，液体从旋喷泵进口经过前流道进入叶轮，在离心力的作用下，流体的速度不断增大，并在叶轮末端出口处进入转子腔。随着转子腔继续旋转并逐渐被甩至腔体外缘，此时流体的速度达到最大值并具有较高的压能。高速旋转的外围流体被压入集流管，在集流管内流体由于受到两个分流叶片的作用将分流至三个流道，经过整流后汇合成为集流管内的平稳流动，并最终以压能高、脉动低的特征从旋喷泵流出。