一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，即在傳統(tǒng)軸流泵的轉(zhuǎn)輪前設(shè)可調(diào)式導(dǎo)葉裝置。前置導(dǎo)葉布置在泵殼和導(dǎo)流帽之間的吸入室內(nèi)，一端通過(guò)軸與導(dǎo)流帽上的軸承活動(dòng)連接，另一端通過(guò)軸和泵殼上的軸承活動(dòng)連接，且與泵殼連接的軸穿出泵殼與外設(shè)調(diào)角裝置相連接。前置導(dǎo)葉進(jìn)口邊傾斜，出口邊水平。前置導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊平行于泵殼及導(dǎo)流帽，且靠近泵殼的邊長(zhǎng)度較長(zhǎng)?？烧{(diào)式前置導(dǎo)葉改善了軸流泵“馬鞍區(qū)”水力特性，拓寬了軸流泵穩(wěn)定運(yùn)行范圍和高效運(yùn)行區(qū)域。在工程實(shí)際中，根據(jù)不同來(lái)流和泵站揚(yáng)程條件調(diào)節(jié)前置導(dǎo)葉，可改善軸流泵實(shí)際運(yùn)行工況，提高軸流泵效率和汽蝕性能。
【專利說(shuō)明】一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，屬于水力機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0003]軸流泵廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中，尤其是在排澇、灌溉和長(zhǎng)距離供水等方面發(fā)揮著 巨大作用。但是，客觀上軸流泵在小流量工作時(shí)，存在性能不穩(wěn)定的區(qū)域，S卩“馬鞍區(qū)”，其水 力特性極不穩(wěn)定，機(jī)組振動(dòng)和噪聲劇烈；在大流量“負(fù)沖角”區(qū)工作時(shí)，轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口的沖擊 勢(shì)必會(huì)惡化內(nèi)部流態(tài)，引起較大的水力損失，降低運(yùn)行效率。因此，工程中由于上下游水環(huán) 境條件的不斷改變，軸流泵的實(shí)際運(yùn)行工況往往會(huì)偏離高效區(qū)域甚至穩(wěn)定運(yùn)行范圍，或出 現(xiàn)汽蝕等問(wèn)題。
[0004]針對(duì)上述情況，本發(fā)明增設(shè)可調(diào)式前置導(dǎo)葉，通過(guò)調(diào)節(jié)前置導(dǎo)葉角度來(lái)拓寬傳統(tǒng) 軸流泵的穩(wěn)定運(yùn)行范圍和高效運(yùn)行區(qū)域，改善水泵的實(shí)際運(yùn)行工況?？烧{(diào)式前置導(dǎo)葉離心 泵、混流泵等已有應(yīng)用。然而，軸流泵處于“馬鞍區(qū)”時(shí)內(nèi)部流動(dòng)更復(fù)雜、水力特性更不穩(wěn)定， 尚未見(jiàn)前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵。
[0006]本發(fā)明的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，即在傳統(tǒng)軸流泵的轉(zhuǎn)輪前設(shè)可調(diào)式導(dǎo)葉裝置。
[0007]一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，前置導(dǎo)葉布置在泵殼和導(dǎo)流帽之間的吸入室內(nèi)，一 端通過(guò)軸與導(dǎo)流帽上的軸承活動(dòng)連接，另一端通過(guò)軸和泵殼上的軸承活動(dòng)連接，且與泵殼 連接的軸穿出泵殼與外設(shè)調(diào)角裝置相連接。
[0008]前置導(dǎo)葉可跟隨外設(shè)調(diào)角裝置進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，以改變流經(jīng)前置導(dǎo)葉水流的流動(dòng)特 征。
[0009]本發(fā)明的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，還包括葉輪和后置導(dǎo)葉。
[0010]本發(fā)明前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵的前置導(dǎo)葉為4片均布，結(jié)構(gòu)及分布如圖1、2、3所 示。前置導(dǎo)葉進(jìn)口邊傾斜，出口邊水平。前置導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊分別平行于泵 殼及導(dǎo)流帽，且靠近泵殼的邊長(zhǎng)度較長(zhǎng)，可以更好地阻斷由于葉輪旋轉(zhuǎn)造成的回流區(qū)。前置 導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊與泵殼及導(dǎo)流帽間留有較小間隙，避免調(diào)角時(shí)發(fā)生碰撞。
[0011]前置導(dǎo)葉出口邊與葉輪進(jìn)口邊的軸向距離h為葉輪直徑的0.12倍。
[0012]調(diào)角動(dòng)作如圖4所示，當(dāng)前置導(dǎo)葉沿順流方向時(shí)，調(diào)角角度為0° ;從調(diào)角角度為 0°開(kāi)始，跟隨外部調(diào)角裝置，當(dāng)前置導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致時(shí)為正角度；相反 為負(fù)角度。調(diào)角角度范圍為-20°?+20°，調(diào)角裝置每調(diào)節(jié)一下，角度變幅為5°，且每次 調(diào)至指定角度時(shí)，可由調(diào)角裝置固定前置導(dǎo)葉，防止水流流動(dòng)造成前置導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)。[0013]本發(fā)明基于葉輪理論，結(jié)合CFD技術(shù)和模型試驗(yàn)，研究了軸流泵內(nèi)流特征及外特性，提供了一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵。本發(fā)明的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，可改善軸流泵“馬鞍區(qū)”性能，拓寬軸流泵穩(wěn)定運(yùn)行范圍和高效運(yùn)行區(qū)域；并可在工程實(shí)際中，根據(jù)不同來(lái)流條件調(diào)節(jié)前置導(dǎo)葉，改善軸流泵實(shí)際運(yùn)行工況，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，減小流動(dòng)損失，提高軸流泵效率及汽蝕性能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為吸入室結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為前置導(dǎo)葉與泵殼、導(dǎo)流帽連接示意圖。
[0017]圖4為前置導(dǎo)葉調(diào)角示意圖。
[0018]圖中:1、泵殼；2、導(dǎo)流帽；3、吸入室；4、前置導(dǎo)葉；5、軸；6、軸承；7、葉輪；8、后置導(dǎo)葉；9、前置導(dǎo)葉進(jìn)口邊；10、前置導(dǎo)葉出口邊；11、葉輪進(jìn)口邊；12、葉輪室；13、導(dǎo)葉室；h—前置導(dǎo)葉出口邊與葉輪進(jìn)口邊的軸向距離。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在工程實(shí)際中，由于流量、水位的變化，軸流泵常在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，在葉輪頭部存在沖角，引起水力損失，造成運(yùn)行不穩(wěn)定、效率下降、易發(fā)生汽蝕等問(wèn)題。本發(fā)明在傳統(tǒng)軸流泵的轉(zhuǎn)輪前設(shè)可調(diào)式導(dǎo)葉裝置。
[0020]一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，前置導(dǎo)葉4布置在泵殼I和導(dǎo)流帽2之間的吸入室3內(nèi)，一端通過(guò)軸5與導(dǎo)流帽上的軸承6活動(dòng)連接，另一端通過(guò)軸和泵殼上的軸承活動(dòng)連接，且與泵殼連接的軸穿出泵殼與外設(shè)調(diào)角裝置相連接。
[0021]前置導(dǎo)葉進(jìn)口邊9傾斜，出口邊10水平。前置導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊平行于泵殼及導(dǎo)流帽，且靠近泵殼的邊長(zhǎng)度較長(zhǎng)，可以更好地阻斷由于葉輪旋轉(zhuǎn)造成的回流區(qū)。前置導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊與泵殼及導(dǎo)流帽間留有較小間隙，避免調(diào)角時(shí)發(fā)生碰撞。
[0022]本發(fā)明的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，還包括葉輪I和后置導(dǎo)葉8。
[0023]前置導(dǎo)葉出口邊與葉輪進(jìn)口邊11的軸向距離h為葉輪直徑的0.12倍。
[0024]前置導(dǎo)葉不調(diào)角時(shí)，沿順流方向，角度為0° ;前置導(dǎo)葉調(diào)角時(shí)，跟隨外部調(diào)角裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致時(shí)為正角度；相反為負(fù)角度。調(diào)角范圍為-20°?+20°，調(diào)角裝置每調(diào)節(jié)一下，角度變幅為5°，且每次調(diào)至指定角度時(shí)，可由調(diào)角裝置固定前置導(dǎo)葉，防止水流流動(dòng)造成前置導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)。
[0025]實(shí)施效果:
安裝可調(diào)式前置導(dǎo)葉，未進(jìn)行調(diào)角時(shí)，在大流量區(qū)域軸流泵揚(yáng)程無(wú)變化，在小流量區(qū)域揚(yáng)程有明顯增加，改善了“馬鞍區(qū)”水力特性。前置導(dǎo)葉靠近泵殼的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，可以更好地阻斷由于葉輪旋轉(zhuǎn)造成的回流區(qū)。
[0026]結(jié)合理論分析和大量CFD模擬研究，當(dāng)來(lái)流條件導(dǎo)致泵站揚(yáng)程較高時(shí)，可將前置導(dǎo)葉往正角度調(diào)節(jié)；當(dāng)軸流泵靠近“馬鞍區(qū)”附近時(shí)，可將前置導(dǎo)葉往負(fù)角度調(diào)節(jié)；當(dāng)水流惡化，軸流泵汽蝕性能降低時(shí)，可將前置導(dǎo)葉往正角度調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)角度的幅值可根據(jù)實(shí)際工程確定。
[0027]通過(guò)調(diào)節(jié)前置導(dǎo)葉角度，進(jìn)一步提高了軸流泵的揚(yáng)程和效率。當(dāng)來(lái)流條件改變時(shí)， 軸流泵常處于非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，效率較低，通過(guò)調(diào)節(jié)前置導(dǎo)葉，改善了軸流泵實(shí)際運(yùn)行工 況，提高運(yùn)行穩(wěn)定性，減小流動(dòng)損失，提高軸流泵效率及汽蝕性能，因此拓寬了軸流泵的高 效運(yùn)行范圍。
[0028]相比于全調(diào)節(jié)軸流泵葉輪，可調(diào)式前置導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行負(fù)荷小，相對(duì)成本較 低，具有良好的實(shí)用性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
【權(quán)利要求】
1.一種前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，前置導(dǎo)葉(4)布置在泵殼(I)和導(dǎo)流帽(2)之間的吸入室(3)內(nèi)，一端通過(guò)軸(5)與導(dǎo)流帽(2)上的軸承(6)活動(dòng)連接，另一端通過(guò)軸(5)和泵殼(I)上的軸承(6)活動(dòng)連接，且與泵殼(I)連接的軸穿出泵殼與外設(shè)調(diào)角裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，還包括葉輪(7)和后置導(dǎo)葉(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，所述前置導(dǎo)葉(4)為4片均布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，所述前置導(dǎo)葉進(jìn)口邊(9)傾斜，出口邊(10)水平；前置導(dǎo)葉靠近泵殼及導(dǎo)流帽的兩邊分別平行于泵殼及導(dǎo)流帽，且靠近泵殼(I)的邊長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，所述前置導(dǎo)葉出口邊(10)與葉輪進(jìn)口邊(11)的軸向距離為葉輪直徑的0.12倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的前置導(dǎo)葉可調(diào)式軸流泵，其特征在于，前置導(dǎo)葉(4)在-20°?+20°范圍內(nèi)跟隨外設(shè)調(diào)角裝置調(diào)節(jié)及固定。
【文檔編號(hào)】F04D29/56GK103557186SQ201310564451
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】馮衛(wèi)民, 程千, 郭志偉, 沈思敏 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)