采用柔性导叶的水泵的制作方法

本发明涉及一种采用柔性导叶的水泵，属于水利工程技术领域，尤其是水力机械，流体机械，水力学技术领域。

背景技术：

轴流泵和导叶式混流泵在转轮的后面都安装有导叶体。导叶对于泵转轮出口的巨大环量起整流和能量回收的重要作用。导叶的效果取决于其水力损失，与进口的液流角直接相关。通常泵的导叶是固定不动的，而泵的运行工况是变化的。在运行工况改变偏离最佳工况时，转轮出口的流速方向随之而变，这就使得导叶进口的液流角发生变化，导致进口水流脱离，水力损失增大，泵效率下降。这正是轴流泵的高效率范围较窄的主要原因。因此，大型轴流泵和混流泵的叶轮常做成叶片可以转动调角的结构，来适应工况变化，提高效率。因此增加很大的制造成本，且仅能用于大型泵。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种采用柔性导叶的水泵。本发明为用于轴流泵和混流泵的叶轮出口后侧回收流体旋转动能的导叶，该导叶不同于现有的导叶。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：采用柔性导叶的水泵，包括导叶体外锥管、水泵叶片、导叶，其特征是，所述导叶为柔性导叶，该柔性导叶由上部的固定的刚性段和下部的可变形的柔性段组成，所述导叶刚性段的出口与泵轴方向一致；所述导叶柔性段的出口边与导叶刚性段的进口边连接，导叶柔性段的进口边连接有联接轴，该联接轴的两端分别与导叶体轮毂、导叶体外锥管侧壁固定。

所述导叶柔性段采用高强度膜类软性材料或者链带式刚性材料制作。

所述导叶刚性段的轴向长度为(0.15-0.26)D，导叶柔性段的轴向长度为(0.3-0.45)D，D为叶轮直径。

所述导叶柔性段的出口边与导叶刚性段的进口边采用环扣连接，以利柔性导叶的转动。

所述联接轴为圆柱形，直径为0.01D，D为叶轮直径；联接轴采用焊接或螺纹连接分别与导叶体轮毂、导叶体外锥管侧壁固定。

本发明用于轴流泵和混流泵的泵段的设计制造，轴流泵和混流泵泵段由叶轮、导叶及弯管组成，导叶片柔性段的进口边可以自动跟随来流绕联接轴转动，适应来流的不同方向角，使得水流冲击损失最小。

当轴流泵和导叶混流泵的工况改变时，流体在叶轮出口处的岀流角相应改变。通常导叶固定不动，因此改变了流动方向的流体在流入导叶时不再与其匹配，使导叶入流角过大或过小，导致入口冲击损失增大，泵效率降低。本发明的导叶进口边能跟随来流绕联接轴转动，自动适应来流方向角的变化，使得流体能量损失最小。

本发明适用于各种轴流泵和导叶混流泵，能够适应运行工况变幅较大的泵站工程，显著提高非设计工况泵装置整体性能，大幅度拓宽轴流泵和导叶混流泵的使用范围，运行费用少，更加节能高效。

轴流泵和混流泵在国内外均有巨大市场。我国每年有3~4万台轴流泵的使用量。跨流域调水、供水工程和排灌工程等有大量的泵站建设和更新改造。本发明有利于各种低扬程泵站大幅度拓宽高效区，适应不同工况运行，技术可靠，易于实施，降低能耗，提高效率，应用前景广阔，经济社会效益巨大。

附图说明

图1为本发明的三维线框图；

图2为本发明的液流流速减小时的原理图；

图3为本发明的液流流速增大时的原理图；

图4为本发明的三维透视图；

图中：1 柔性导叶、2导叶体外锥管、3导叶体轮毂、4水泵叶片、5叶轮室、6 叶轮轮毂、7 导叶柔性段、8 导叶固定段、9 导叶进口联接轴、10环扣。

具体实施方式

本发明适用于低扬程轴流泵和混流泵，按照本设计要求设计出图。

采用柔性导叶的水泵，包括导叶体外锥管2、水泵叶片4、柔性导叶1，该柔性导叶由上部的固定的刚性段8和下部的可变形的柔性段7组成。

导叶刚性段8的出口与泵轴方向一致，导叶柔性段7的出口边与导叶刚性段8的进口边采用环扣10连接，以利柔性导叶的转动。

导叶柔性段的进口边连接有联接轴9，该联接轴的两端分别与导叶体轮毂3、导叶体外锥管侧壁固定。导叶片柔性段的进口边可以自动跟随来流绕联接轴转动，适应来流的不同方向角，使得水流冲击损失最小。

导叶柔性段7可以用强度高、耐久的膜类材料，也可以用链带型的刚性材料，其断面应保证满足导叶设计要求。导叶刚性段的轴向长度为0.15D-0.26D，导叶柔性段的轴向长度为0.3D-0.45D，D为叶轮直径。

联接轴为圆柱形，直径为0.01D，D为叶轮直径；联接轴采用焊接或螺纹连接分别与导叶体轮毂、导叶体外锥管侧壁固定。

泵叶轮按照常规制作，泵叶轮出口和导叶片的进口边之间的间隙比常规值大0.01D(D为叶轮直径)。按照有关标准做好导叶片固定段加工、导叶轮毂及轴承的安装，固定段的刚度应保证对泵轴承的支撑。