一種離心泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到輸送液體的離心泵設備領域，特指一種離心泵。
【背景技術】
[0002]離心泵是各行各業(yè)的通用設備，應用范圍非常廣泛，例如:離心式水泵。目前，現(xiàn)有高揚程小流量離心泵，運行效率非常低，造成了大量能源的浪費，產(chǎn)生這種現(xiàn)象是因為泵的結構設計不合理。
[0003]基于理論流體動力學的理論，可以推定:凡是效率偏低的泵，其泵內(nèi)流體的運動不是簡單的層流或紊流，而是存在嚴重的渦旋流動，消除此類渦旋流動就能在一定程度上同時達到節(jié)能的目的。
[0004]離心泵的葉輪流道中也存在嚴重的渦旋流動，因為流體在葉輪流道中流動時受到兩種力的作用，一是離心力，二是科氏力，前一種力的作用方向是向葉輪的外圈，后一種力的作用方向是葉輪旋轉相反的切線方向，此二力的合力方向為向后又向外的傾斜方向，由于科氏力的存在，葉輪流道的流體會緊靠著葉輪工作面流動，從而使非工作面附近行成負壓空穴區(qū)，此區(qū)域的負壓會把泵殼內(nèi)的高壓流體吸引進來而產(chǎn)生嚴重的渦流。
[0005]傳統(tǒng)離心泵因泵殼流道為圓形橫截面，當流體從葉輪流道噴出時的寬度要比泵殼圓截面小很多，此種流動現(xiàn)象就象水管沒入水池內(nèi)噴水一樣，其水流周圍為靜止水，所以會形成強烈的渦旋流動。這在流體力學中稱為“潛流”。由于渦旋流動所消耗的無用功很大，所以就會造成此類泵的運行效率很低。此種現(xiàn)象對高揚程和小流量的泵就非常嚴重，所以其運行效率極低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題就在于:針對現(xiàn)有技術存在的技術問題，本發(fā)明提供一種結構簡單緊湊、能夠提高泵整體效率的離心泵。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種離心泵，包括泵殼及安裝于泵殼內(nèi)的葉輪，所述葉輪包括若干個葉片，相鄰所述葉片之間形成葉輪流道，所述泵殼內(nèi)的流道為梯形截面，所述流道的梯形截面中梯形的窄邊等于所述葉輪流道的出口寬度。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進:所述梯形截面為環(huán)形漸擴式梯形流道。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進:所述梯形橫截面中梯形的小邊寬度與葉輪流道之間留有配合余量3?5_。
[0010]所述環(huán)形流道中梯形截面的兩側面為圓錐曲面。
[0011]作為本發(fā)明的進一步改進:每個所述葉輪流道出口弧長為相鄰兩個所述葉片之間的外圓弧長的0.3?0.8。
[0012]作為本發(fā)明的進一步改進:所述葉輪與主軸相連，并在主軸及驅動部件的驅動下轉動。
[0013]作為本發(fā)明的進一步改進:所述泵殼的頂部開設有出水口，所述泵殼的側面上開設有進水口，所述葉輪的進水口朝向泵殼的進水口。
[0014]作為本發(fā)明的進一步改進:所述主軸上設有軸套，并通過壓蓋固定于泵殼上。
[0015]作為本發(fā)明的進一步改進:所述壓蓋、軸套與泵殼之間設有密封填料層。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、本發(fā)明的離心泵，泵殼內(nèi)的環(huán)形流道為梯形橫截面，即形成環(huán)形漸擴式梯形流道，所述梯形橫截面中梯形的小邊即為葉輪流道的出口寬度。這樣，流體從葉輪流道的出口噴出時截面沒有突然擴大，噴出的流體周圍將不會出現(xiàn)靜止的流體，也就不會形成渦旋流動，因此就能夠從根本上完全消除由于泵殼內(nèi)的渦流所消耗的無用功，最終可以大大提高離心泵整機的運行效率。
[0017]2、本發(fā)明的離心泵，葉輪流道出口實際弧長為兩葉片之間的出口弧長的0.3?
0.8倍。這樣就能消除兩葉片之間的負壓空穴區(qū)，從而徹底消除了由此產(chǎn)生的渦流，可大大提高離心泵的運行效率。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明另一個視角的局部結構示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明在具體應用實例中泵殼內(nèi)流體的流層分布示意圖。
[0021]圖4是本發(fā)明中葉輪的結構示意圖。
[0022]圖5是本發(fā)明中葉輪的側視結構示意圖。
[0023]圖例說明:
1、泵殼；2、葉輪；3、主軸；4、出水口 ；5、進水口 ；6、軸套；7、壓蓋；8、密封填料層；9、端蓋；10、環(huán)形流道；201、葉片；202、葉輪流道；203、工作面；204、非工作面。
【具體實施方式】
[0024]以下將結合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0025]如圖1?圖5所示，本發(fā)明的離心泵，包括泵殼I及安裝于泵殼I內(nèi)的葉輪2，葉輪2與主軸3相連，并在主軸3及驅動部件的驅動下轉動；泵殼I的頂部開設有出水口 4，泵殼I的側面上開設有進水口 5，葉輪2的工作面朝向進水口 5。葉輪2包括若干個葉片201，相鄰葉片201之間形成葉輪流道202。本發(fā)明中泵殼I內(nèi)的環(huán)形流道10為梯形橫截面，即形成環(huán)形漸擴式梯形流道，所述梯形橫截面中梯形的小邊即為葉輪流道202的出口寬度。通過這種設計，流體從葉輪流道202的出口噴出時截面沒有突然擴大，噴出的流體周圍將不會出現(xiàn)無靜止的流體，也就不會形成渦旋流動，因此就能夠從根本上完全消除由于泵殼I內(nèi)的渦流所消耗的無用功，最終可以大大提高離心泵整機的運行效率。
[0026]在較佳的實施例中，考慮到裝配精度的問題，梯形橫截面中梯形的小邊寬度與葉輪流道202之間留有配合余量3?5mm。即:與葉輪流道202之間共留有間隙3?5mm或者改為各邊留有間隙1.5?2.5mm。
[0027]作為較佳的實施例，本發(fā)明中環(huán)形流道10中梯形截面的兩側面為圓錐曲面。
[0028]如圖3所示，采用本發(fā)明的上述結構之后，泵殼I內(nèi)的流體將會是形成許多平行長條梯形曲面流層，其最外一片流層貼整泵外周曲面內(nèi)壁。由于在泵殼I內(nèi)的截面無突變，整個流線順暢，每個曲面流層的擴散角幾乎相等，而且其擴散角很小，還大大小于無壓出口的拉伐爾噴咀角5°范圍內(nèi)(泵的出水口 4為有壓出口，漸擴管噴咀角大點也無關)?？梢詳喽ù朔N結構的泵殼I內(nèi)無論流體的流速多快，絕對形成不了渦流，因為這不是射流也不是潛流，而是象流體在曲管內(nèi)的穩(wěn)定流動。
[0029]本實施例中，主軸3上設有軸套6，并通過壓蓋7固定于泵殼I上。壓蓋7、軸套6與泵殼I之間設有密封填料層8。在進水口 5的一端上還設有端蓋9。
[0030]參見圖4和圖5，流體在水泵的葉輪2內(nèi)流動過程中受兩種力的作用:一種是離心力，另一種是所謂的“科氏”力。離心力是向葉輪2外的作用力，而科氏力是向葉輪2旋轉方向相反的切線方向作用，此兩種力的合力方向為:向外、又向后傾斜。由于葉輪2的外周長比內(nèi)周長大很多，所以相鄰兩葉片201之間的葉輪流道202也是外弧長比內(nèi)弧長大很多，由于上述所說的科氏力的存在，流體將會拼命地往后靠近葉片201的工作面203擠去，從而造成葉片201的非工作面204附近形成空穴負壓區(qū)。正是由于此空穴負壓區(qū)的存在，一來可把泵殼I內(nèi)的高壓流體一部分吸進來而產(chǎn)生渦流，極大的影響到泵的效率；二來會因科氏力的作用造成靠近工作面203處流速加快，使流體出葉輪后的絕對速度加大，直接沖向泵殼的外壁而產(chǎn)生水擊和渦流。
[0031]本發(fā)明中，每個所述葉輪流道202出口弧長為相鄰兩個所述葉片201之間的外圓弧長的0.3?0.8，這樣由葉輪外徑與內(nèi)徑的比值變化而改變。上述葉輪流道202內(nèi)的負壓空穴區(qū)由加厚葉片201出口端所覆蓋，從而徹底消除了由此而產(chǎn)生的渦流，可大大提高離心泵的運行效率。
[0032]進一步，以在鑄造葉輪時把此“空穴區(qū)”做成實體也不會增加很多重量。
[0033]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種離心泵，包括泵殼(I)及安裝于泵殼(I)內(nèi)的葉輪(2)，所述葉輪(2)包括若干個葉片(201)，相鄰所述葉片(201)之間形成葉輪流道(202)，其特征在于，所述泵殼(I)內(nèi)的環(huán)形流道(10)為梯形截面，所述環(huán)形流道(10)的梯形截面中梯形的窄邊等于所述葉輪流道(202)的出口寬度。
2.根據(jù)權利要求1所述的離心泵，其特征在于，所述梯形截面為環(huán)形漸擴式梯形流道。
3.根據(jù)權利要求2所述的離心泵，其特征在于，所述梯形橫截面中梯形的小邊寬度與葉輪流道(202)之間留有配合余量3?5mm。
4.根據(jù)權利要求2所述的離心泵，其特征在于，所述環(huán)形流道(10)中梯形截面的兩側面為圓錐曲面。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的離心泵，其特征在于，每個所述葉輪流道(202)出口弧長為相鄰兩個所述葉片(201)之間的外圓弧長的0.3?0.8。
6.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的離心泵，其特征在于，所述葉輪(2)與主軸(3)相連，并在主軸(3)及驅動部件的驅動下轉動。
7.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的離心泵，其特征在于，所述泵殼(I)的頂部開設有出水口(4)，所述泵殼(I)的側面上開設有進水口(5)，所述葉輪(2)的進水口朝向泵殼(I)的進水口(5)。
8.根據(jù)權利要求6所述的離心泵，其特征在于，所述主軸(3)上設有軸套(6)，并通過壓蓋(7)固定于泵殼(I)上。
9.根據(jù)權利要求8所述的離心泵，其特征在于，所述壓蓋(7)、軸套(6)與泵殼(I)之間設有密封填料層(8)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離心泵，包括泵殼及安裝于泵殼內(nèi)的葉輪，所述葉輪包括若干個葉片，相鄰所述葉片之間形成葉輪流道，所述泵殼內(nèi)的環(huán)形流道為梯形截面，所述環(huán)形流道的梯形截面中梯形的窄邊等于所述葉輪流道的出口寬度。本發(fā)明具有結構簡單緊湊、能夠清除泵的流道內(nèi)形成的渦流，從而能提高泵整體效率等優(yōu)點。
【IPC分類】F04D29-22, F04D29-42, F04D29-66, F04D1-00
【公開號】CN104776030
【申請?zhí)枴緾N201510123143
【發(fā)明人】陳永生, 陳瑜
【申請人】長沙正達輕科紙業(yè)設備有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月20日