一种离心水泵节能方法和离心水泵出口导流节能装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泵领域，尤其是离心水泵的节能方法和离心水泵出口导流节能装置。
【背景技术】
[0002]各类输液泵是一种高能耗机械设备，当前，设计制造较好的离心水泵在理想工作点时机械效率可高达85%以上，但很多产品要远低于此水平。离心水泵的能量损失主要包括水力损失、容积损失和机械摩擦损失三大部分。容积损失由水泵内外泄漏产生，机械摩擦损失主要由密封表面的机械摩擦和流体和与其接触的泵壳、叶轮表面的机械摩擦产生，水力损失由流体内部压力、流速、流向不一致导致的分子碰撞、剪切摩擦而产生，这一部分损失在泵的机械损失中占有很大比例。水流进入泵壳后，在叶轮的驱动下，从叶轮中心向边沿做螺旋运动，方向不断改变，从内到外压力和速度不断提高，最后从叶轮边沿切线方向离开叶轮进入蜗形流道。由于涡形流道截面积不断增大，流体在离心力作用下压力不断增高，在叶轮叶片推动下线速度不断提高，在涡形流道的同一径向截面内流速和压力的差别也越来越大，并以这样的状态离开涡壳进入扩压管进而流入外接输水管。在扩压管内，流速和压力不同的水互相混合，产生强烈的摩擦和撞击，以剧烈的紊流、涡流的形式进入外接输水管，在外接输水管的很长一段流程内逐渐转化为层流，在此过程中水流的很大一部分速度动能和压力势能转化为热量而损失掉，构成水力损失的重要部分。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种减少离心水泵的水流在从泵体蜗壳排出进入外接输水管时的水力损失的节能方法和离心水泵出口导流节能装置，从而提高机械效率，达到节能目的。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种离心水泵节能方法，当离心水泵的水流从泵体蜗壳排出时，将来自泵体蜗壳较外层和较内层的流速、压力不同的水流分别导入截面积逐渐增大的不同扩压流道从而相互隔离并减速，与泵体蜗壳较外层连通的扩压流道的截面积增速大于与泵体蜗壳较内层连通的扩压流道的截面积增速，与泵体蜗壳较外层连通的扩压流道内的水流速度下降幅度大于与泵体蜗壳较内层连通的扩压流道内的水流速度下降幅度，当水流在各个扩压流道的速度下降至彼此接近时才会合到同一出水口形成层流，并进入外接输水管。
[0005]作为优选方式，所述扩压流道由离心水泵出口处的扩压管内壁和至少一片沿水流方向分隔所述扩压管内壁的导流板构成。
[0006]作为优选方式，所述导流板通过左右两侧边缘适配固定连接于扩压管内壁，或左右两端固定于安装在扩压管的出口的法兰中。
[0007]作为优选方式，水流会合、形成层流后，经过连接出水口与外接输水管的倒锥管进入外接输水管。
[0008]本发明还提供了一种离心水泵出口导流节能装置，包括至少一片沿水流方向分隔离心水泵出口处的扩压管内壁的导流板，导流板与扩压管内壁构成多个连通离心水泵的泵体蜗壳较内层和较外层的扩压流道，扩压管的截面积逐渐增大，与所述泵体蜗壳较外层连通的扩压流道的截面积增速大于与泵体蜗壳较内层连通的扩压流道的截面积增速。
[0009]作为优选方式，所述导流板通过左右两侧边缘适配固定连接于扩压管内壁。
[0010]作为优选方式，一个法兰可拆卸地安装于所述扩压管的出口，所述导流板左右两端固定于所述法兰中。
[0011]作为优选方式，还包括一段直径逐渐扩大、形状为截锥形的延伸管，所述延伸管的小直径端设有小法兰并通过小法兰与所述扩压管出口或其法兰连接，所述延伸管与所述扩压管同向延伸，所述延伸管内设有至少一片沿水流方向分隔延伸管内壁的延伸导流板，所述延伸导流板与扩压管内的导流板对接并同向延伸，延伸导流板与延伸管内壁构成多个连通扩压流道的延伸扩压流道。
[0012]作为优选方式，所述延伸管的大直径端与一个截面积逐渐减小的倒锥管一体成型，该倒锥管的另一端通过法兰与外接输水管适配连接。
[0013]由于来自泵体蜗壳较外层的水流流速大于来自泵体蜗壳较内层的水流流速，本发明离心水泵节能方法将从泵体蜗壳排出的不同流速的水流分别导入截面积逐渐增大的不同扩压流道中进行隔离和分别降速，隔离可大大减少同一扩压流道中的流速差距以降低水力损失，分别降速有利于调节流速下降幅度，与泵体蜗壳较外层连通的扩压流道的截面积增速大于与泵体蜗壳较内层连通的扩压流道的截面积增速，使与泵体蜗壳较外层连通的扩压流道内的水流速度下降幅度大于与泵体蜗壳较内层连通的扩压流道内的水流速度下降幅度，从而使水流速度下降至彼此接近，缩小内外层水流流速差距，形成层流后进入外接输水管，避免了水流从离心水泵出来后以紊流状态直接进入外接输水管的缺陷，也避免了水流混合时的强烈的摩擦和撞击，从而大幅度降低水力损失，提高机械效率，达到节能目的。
[0014]为实现上述节能方法，本发明还提供了离心水泵出口导流节能装置，通过在离心水泵出口处的扩压管内设置沿水流方向分隔扩压管内壁的导流板以构成扩压流道，与泵体蜗壳较外层连通的扩压流道的截面积增速大于与泵体蜗壳内层连通的扩压流道的截面积增速，从而调节相对流速。本导流节能装置结构简单，制造成本低，改装简单方便，无需改变现有水泵结构，可以用于新生产的水泵，也可用于大量的己生产、安装使用中的水泵，应用范围广，达到大幅度降低水力损失、提高机械效率、节约能源的目的，可创造十分可观的经济效益和社会效益。
[0015]进一步地，本发明离心水泵出口导流节能装置还提供了延伸管，该延伸管直径逐渐扩大、形状为截锥形，所述延伸管内设有至少一片沿水流方向分隔延伸管内壁的延伸导流板，所述延伸导流板与扩压管内的导流板对接并同向延伸，延伸导流板与延伸管内壁构成连通扩压流道的延伸扩压流道，由于延伸管与所述扩压管同向延伸、延伸导流板与导流板对接并同向延伸，使得延伸扩压流道同样具备缩小内外层流速差距、形成层流的功能。若水流离开扩压管出口后仍没有形成层流，安装延伸管可起到进一步缩小内外层流速差距的功能，进一步消除残留的涡流损失，形成层流后再合流到同一个出口进入外界输水管，获得更高的节能效果。
[0016]进一步地，本发明还提供了与延伸管的大直径端一体成型的倒锥管，该倒锥管的截面积逐渐缩小，另一端通过法兰与外接输水管适配连接，从而使延伸管与外接输水管对接，由于从延伸管流出的水流已经转化为层流状态，其进入倒锥管后速度提高，且倒锥管截面积没有突变，不会产生涡流。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明作进一步地详细说明:
[0018]图1为本发明实施例1的离心水泵出口导流节能装置的剖视图。
[0019]图2为本发明实施例1的导流板的立体示意图。
[0020]图3为本发明实施例2的离心水泵出口导流节能装置的剖视图。
[0021]图4为本发明实施例2的导流板和法兰的立体示意图。
[0022]图5为本发明实施例3的离心水泵出口导流节能装置的剖视图。
[0023]图6为本发明实施例4的离心水泵出口导流节能装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0025]本发明提供了一种离心水泵节能方法，当离心水泵100的水流从泵体蜗壳110排出时(来自泵体蜗壳110较外层的水流流速大于来自泵体蜗壳110较内层的水流流速)，将来自泵体蜗壳110较外层和较内层的流速不同水流分别导入截面积逐渐增大的不同扩压流道211、212从而相互隔离并减速，与泵体蜗壳110较外层连通的扩压流道211的截面积增速大于与泵体蜗壳110较内层连通的扩压流道212的截面积增速，与泵体蜗壳110较外层连通的扩压流道211内的水流速度下降幅度大于与泵体蜗壳110较内层连通的扩压流道212内的水流速度下降幅度，当水流在各个扩压流道211、212的速度下降至彼此接近时会合到同一出水