一种入口角可调节的消防水泵

1.本发明涉及一种消防水泵，尤其涉及一种进口角可调节的消防水泵，属于机械技术领域。


背景技术：

2.目前，国内使用的水泵都采用壳体、进水口、叶轮、出水口组成，电机的输出轴与贯穿叶轮上的轮轴通过联轴器连接，水由进水口经过进水口端的叶片进入泵体内，在进水口产生涡流，涡流产生的原因是进水口的水流方向与叶轮转向相同，涡流现象导致水泵运行性能改变，一是改变了水流在进口处速度运动方向，二是进水口处的压力增高，使进入叶片水流的流量减少，造成动力过载，水泵剧烈振动，噪音过大，壳体温度升高，扬程减小，现有的消防水泵叶轮上设置的叶片的角度固定，在没有涡流存在的情况下，水流流入叶片的入口角是确定的，水泵的流量和扬程的也是确定，水泵的效率也是确定的，特别是在入口角固定且设计不合理水泵的效率损失，效率低，特别是在消防水泵都不同程度存在涡流现象情况下，由于消防水泵处在特殊、紧要的工作使命，错过最佳灭火时间，导致巨大的损失，此外，消防水泵必须满负荷工作状态，一旦消防水泵工作状态下失灵，或者供水量不足，不能控制火灾，由于消防水泵必须满负荷给室内消消火栓泵供水，一旦发生火灾，消防水泵必须处于满负荷工作状态，发挥最大效率，即达到设定流量、扬程、和压力。


技术实现要素：

3.本发明解决的问题是进水口处内圆面上设有多个凸起圆形环带，解决入水口涡流的现象，进口端的叶片在长槽孔内滑动，使水泵的效率最高，扬程最高，进口端的叶片的角度的改变，同时导致了圆弧形叶片的半径变大了，使得体积变大，流量增加，出口的压力增大，使消防水泵发挥最大功效。
4.本发明采用的技术方案为：一种入口角可调节的消防水泵，包括进水口、出水口、蜗壳和叶轮总成，叶轮总成包括贯穿轴承安装在蜗壳上的转轴与转轴一起转动的多个叶片、叶轮，在进水口处内圆面上设有多个凸起圆形环带，叶片均布在圆形叶轮上，叶片呈圆弧形，叶片一端为进口端，另一端为出口端，位于进水口端的叶片定义为进口端的叶片，位于出水口端的叶片定义为出口端的叶片，进口端的叶片设有圆型通孔，螺栓贯穿圆型通孔，在叶轮进口端设有长槽孔，进口端的叶片由螺栓固定在长槽孔内，进口端的叶片、螺栓、叶轮三者连成一体，入口角是指叶片的进口端与叶轮相交，从交点处先做叶片的切线，从交点处再做叶轮的切线，两切线之间的夹角，角为锐角，是一个可变的角。
5.由于涡流改变进水口速度的方向，使得进水口水流的速度可以分解为沿进水口的圆周矢量方向和沿水流进口端的指向叶片的矢量方向，涡流的存在使得进水口的圆周矢量方向的力远大于沿水流进口端的指向叶片的矢量方向的力，导致水流在叶片入口轴流速度降低，水泵的进口旋向与叶轮的旋向相同时，轴向水流速度降低，产生涡流。
6.在进口端的叶片在进水口内圆面上设置了多个凸起圆形环带，使水流在进水口内
圆面上的矢量方向发生改变，轴向水流速度增加，径向水流速度降低，径向水流速度甚至矢量力接近零，是解决涡流理论依据，所述的径向是指进水口内圆面上的矢量力的方向，导致消防水泵的流量增加，扬程增大，水泵的工作效率达到理论设计值，水泵振动噪音降低。
7.所述的一种入口角可调节的消防水泵，进口端的叶片在长槽孔内滑动，入口角的变化范围在70～90度，随着进水口角度由小到大，即从70到变化到83度，经过现场测试消防水泵的工作效率从71%提高到82.8%，理论数据与实际数据之比，当进水口角度70度时，消防水泵工作效率为69.2%，对应的扬程66.21米，当进水口角度73度时，消防水泵工作效率为71.52%，对应的扬程67.84米，当进水口的角度75度时，消防水泵工作效率为73.39%，对应的扬程67.96米，当进水口的角度78度时，消防水泵工作效率为79.68%，对应的扬程66.99米，当进水口的角度80度时，消防水泵工作效率为82.8%，对应的扬程68.25米，工作效率达到最大，当进水口的角度83度时，消防水泵工作效率为76.11%，对应的扬程61.51米，效率下降，效率提高是涡流的降低和入口角的变化共同作用的共同影响，使得消防水泵效率共同提高，而现有消防水泵涡流问题没有解决，涡流使得单位时间内的水进入水泵的流量显著降低，涡流改变了水流的方向，径向流减少即轴流方向减少，流入水泵叶片的流量降低，涡流加速了水流撞击水泵的管壁，导致管壁温度升高，噪音增大，产生动不平衡，入口角固定，腔室即固定，压力、流量也固定，涡流导致压力、流量大幅度降低，随之带来消防水泵效率降低，消防水泵的效率提高是多个因素共同叠加作用效果。
8.所述的叶片为弹性材料，可承受一定的工作压力，工作状态不产生形变。
9.所述的一种入口角可调节的消防水泵，进口端的叶片在长槽孔内滑动导致圆弧形叶片的半径改变，圆弧半径增大，即进水口角增加，经过试验测得试验数据，进口角在80度时，此时的在进口角处的两侧导叶板涡流值最小，此时的进入圆弧形叶片腔室最大，进入腔室内的水最多，进口角在叶轮的出口端及出口端弯道的涡流旋转力最小，出口端的水压最大，扬程最高，单位时间内体积流量最大。理论上，叶片的大小形状固定，腔室固定，流量也固定。
10.涡流是消防水泵效率降低关键原因， 涡流使得水流方向发生改变，不能进入叶片，通过试验对比，试验一为：一台消防水泵在进口端的叶片的内圆面上不设置多个凸起圆形环带，且入口角也不可调节，试验二为：另一台消防水泵在进口端的叶片的内圆面上设置多个凸起圆形环带，且入口角可调节，分别在进水口1、出水口2安装实时检测水流流量计、压力表、蜗壳温度计、振动噪声计、扬程计，分别记录试验一和试验二水泵的工作状态下数据，分析比较涡流对消防水泵性能的影响，对理论计算数据与试验一消防水泵和试验二消防水泵水泵实际测得数据进行比较，得出数据，试验二消防水泵测得数据，其性能水流流量、压力、扬程远大于试验一消防水泵测得数据，试验二消防水泵测得数据，其蜗壳温度、振动噪声数据远小于试验一消防水泵测得数据，本发明从试验数据上验证理论是正确，具有实际应用价值和推广意义，符合节能环保要求。
11.本发明的有益效果是。
12.1、在进水口处内圆面上设有多个凸起圆形环带，改变水流的运动方向，轴向水流速度增加，径向水流速度降低甚至为零，涡流现象消除，提高了水泵效率，节省能源，降低了噪音。
13.2、口端的叶片在长槽孔内滑动导致圆弧形叶片的半径改变，使得叶片围成的腔室发生改变，夹角越小，半径变大，叶片与水泵的蜗壳所围成的腔室增大，随之容量增加，因而压力增加，扬程增大，效率提高。
附图说明
14.图1是本发明的一种入口角可调节的消防水泵主视结构示意图。
15.图2是本发明的一种入口角可调节的消防水泵可调入口角的角度示意图。
16.其中图中： 1、进水口
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2、出水口
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3、蜗壳
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4、联轴器
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5、电机
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6、叶轮
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7、叶片
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8、环带
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9、入口角。
具体实施方式
17.下面结合附图1-2对本发明作进一步说明。
18.实施例1。
19.先将水泵固定在消防水泵设置水泵试验台上，电机5与动力电源连接，将进水口1置于水池内，启动电机，处于工作状态，在进水口1、出水口2装有实时检测水流流量计、压力表，蜗壳温度计、振动噪声计、扬程计，并在消防水泵实际工作状态下记录单位时间水流流量单位是m3/h、进水口1、压力值单位是mpa、出水口、2压力值单位是mpa、蜗壳温度单位值为℃、振动噪声值单位是db、扬程值单位单位是米。
20.一种入口角可调节的消防水泵，包括进水口1、出水口2、蜗壳3和叶轮总成，叶轮总成包括贯穿轴承安装在蜗壳3上的转轴与转轴一起转动的多个叶片7、叶轮6，在进水口1处内圆面上设有多个凸起圆形环带8，叶片7均布在圆形叶轮6上，叶片7呈圆弧形，叶片7一端为进口端，另一端为出口端，位于进水口1端的叶片7定义为进口端叶片，位于出水口2端的叶片7定义为出口端叶片，在叶轮6进口端设有长槽孔，进水口1端的叶片7由螺栓固定在长槽孔内，进口端的叶片7在长槽孔内滑动导致圆弧形叶片7的半径改变，入口角9是指叶片7的进口端与叶轮6相交，从交点处先做叶片7的切线，从交点处再做叶轮6的切线，两切线之间的夹角，进水口1端的叶片7在长槽孔内滑动，调节进水口1角度70度时，将消防水泵设置水泵试验台上，电机5与动力电源连接，将进水口1置于水池内，启动电机，处于工作状态，水从进水口1进入水泵，经过水泵叶轮6加压，水从出水口2流出，在进水口1、出水口2装有实时检测流量计、压力表，显示扬程数据，经过计算得到，此时消防水泵工作效率为69.2%，对应的扬程66.21米。
21.实施例2。
22.一种入口角可调节的消防水泵，包括进水口1、出水口2、蜗壳3和叶轮总成，叶轮总成包括贯穿轴承安装在蜗壳3上的转轴与转轴一起转动的多个叶片7、叶轮6，在进水口1处内圆面上设有多个凸起圆形环带8，叶片7均布在圆形叶轮6上，叶片7呈圆弧形，叶片7一端为进口端，另一端为出口端，位于进水口1端的叶片7定义为进口端叶片，位于出水口端的叶片7定义为出口端叶片，在叶轮6进口端设有长槽孔，进口端的叶片7由螺栓固定在长槽孔内，进口端的叶片7在长槽孔内滑动导致圆弧形叶片7的半径改变，入口角9是指叶片7的进口端与叶轮6相交，从交点处先做叶片7的切线，从交点处再做叶轮6的切线，两切线之间的夹角，进口端的叶片7在长槽孔内滑动，调节进水口的角度75度时，将消防水泵设置水泵试
验台上，电机5与动力电源连接，将进水口1置于水池内，启动电机，处于工作状态，水从进水口1进入水泵，经过水泵叶轮6加压，水从出水口2流出，在进水口1、出水口2装有实时检测流量计、压力表，显示扬程数据，经过计算得到，此时消防水泵工作效率为73.39%，对应的扬程67.96米。
23.实施例3。
24.一种入口角可调节的消防水泵，包括进水口1、出水口2、蜗壳3和叶轮总成，叶轮总成包括贯穿轴承安装在蜗壳3上的转轴与转轴一起转动的多个叶片7、叶轮6，在进水口1处内圆面上设有多个凸起圆形环带8，叶片7均布在圆形叶轮6上，叶片7呈圆弧形，叶片7一端为进口端，另一端为出口端，位于进水口端的叶片7定义为进口端叶片，位于出水口端的叶片7定义为出口端叶片，在叶轮6进口端设有长槽孔，进口端的叶片7由螺栓固定在长槽孔内，进口端的叶片7在长槽孔内滑动导致圆弧形叶片7的半径改变，入口角9是指叶片7的进口端与叶轮6相交，从交点处先做叶片7的切线，从交点处再做叶轮6的切线，两切线之间的夹角，进口端的叶片7在长槽孔内滑动，调节进水口的角度80度时，将消防水泵固定在水泵试验台上，电机5与动力电源连接，将进水口1置于水池内，启动电机，处于工作状态，水从进水口1进入水泵，经过水泵叶轮6加压，水从出水口2流出，在进水口1、出水口2装有实时检测流量计、压力表，显示扬程数据，经过计算得到，此时消防水泵工作效率为82.8%，对应的扬程68.25米。