可調(diào)導(dǎo)葉裝置及節(jié)段式多級(jí)離心泵的制作方法
【專利說明】可調(diào)導(dǎo)葉裝置及節(jié)段式多級(jí)離心泵
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)等液體輸送領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)導(dǎo)葉裝置和采用該裝置的立式安裝節(jié)段式多級(jí)離心栗。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]節(jié)段式多級(jí)離心栗是將多個(gè)葉輪安裝在一根軸上串聯(lián)工作，軸上葉輪數(shù)即代表栗的級(jí)數(shù)。節(jié)段式多級(jí)栗結(jié)構(gòu)一般分為進(jìn)水段、中段(中段數(shù)為葉輪個(gè)數(shù)減I)和出水段，各段用拉緊螺栓連成一個(gè)整體。節(jié)段式多級(jí)離心栗吸入口朝同一方向排列，液體從前一級(jí)葉輪流出后經(jīng)導(dǎo)葉進(jìn)入下一級(jí)葉輪進(jìn)口，使能量逐級(jí)增加，最后經(jīng)出水段流出。
[0005]節(jié)段式多級(jí)離心栗多采用立式安裝設(shè)計(jì)以節(jié)省空間，安裝方便。水栗進(jìn)出口不在同一軸線上，下部進(jìn)水，上部出水，且進(jìn)水段、中段和出水段通過拉緊螺栓連接;水栗和電機(jī)通過彈性聯(lián)軸節(jié)(通常為聯(lián)軸器)連接;密封一般采用機(jī)械密封。節(jié)段式多級(jí)離心栗應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)液體的輸送和城市給排水、高層建筑增壓供水、消防增壓、遠(yuǎn)距離送水和鍋爐給水等。
[0006]另外，隨著工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，因而對(duì)碳排放的要求越來越嚴(yán)格，這就迫使產(chǎn)品不斷升級(jí)，不斷的提供高效節(jié)能的解決方案。在水栗系統(tǒng)領(lǐng)域，目前常用的方法是采用變頻技術(shù)，變頻技術(shù)對(duì)水栗系統(tǒng)節(jié)能做出了很大的貢獻(xiàn)，然而水栗的設(shè)計(jì)是按照額定點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)(即在額定流量，水栗的效率最高)，當(dāng)水栗偏離額定點(diǎn)工作時(shí)，即在部分負(fù)荷和過載工況下，其效率較低，而且偏離額定流量越遠(yuǎn)，其效率下降越多。
[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有節(jié)段式多級(jí)離心栗部分負(fù)荷和過載工況下效率較低的技術(shù)缺陷，提出了一種可調(diào)導(dǎo)葉裝置，以及應(yīng)用該可調(diào)導(dǎo)葉裝置的新型節(jié)段式多級(jí)離心栗。
[0008]其中，可調(diào)導(dǎo)葉裝置根據(jù)水栗出口的壓力調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的角度，因而水栗在任意工況下都運(yùn)行在效率優(yōu)化工作點(diǎn)，提高了水栗部分負(fù)荷和超負(fù)荷工況下的水力效率，提高了水栗系統(tǒng)，特別是變頻或者變流量水栗系統(tǒng)的運(yùn)行效率，節(jié)約水栗系統(tǒng)能耗。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種可調(diào)導(dǎo)葉裝置，其用于根據(jù)水栗出口壓力信號(hào)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉角度，因而提高了水栗在部分負(fù)荷和過載工況下的運(yùn)行效率，其包括:驅(qū)動(dòng)裝置、反饋信號(hào)處理器、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、螺旋齒軸、主動(dòng)齒輪、導(dǎo)葉和從動(dòng)齒輪，所述反饋信號(hào)處理器接收到水栗出口壓力傳感器傳來的壓力信號(hào)并經(jīng)過處理，從而確定所述導(dǎo)葉的偏轉(zhuǎn)角度;其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動(dòng)所述螺旋齒軸，所述螺旋齒軸通過齒輪與所述主動(dòng)齒輪嚙合連接，所述從動(dòng)齒輪與所述主動(dòng)齒輪嚙合連接，所述導(dǎo)葉與所述從動(dòng)齒輪連接。
[0011]所述可調(diào)導(dǎo)葉裝置根據(jù)水栗出口的壓力調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的角度，因而水栗在任意工況下都運(yùn)行在效率優(yōu)化工作點(diǎn)，提高了水栗部分負(fù)荷和超負(fù)荷工況下的水力效率。
[0012]對(duì)于給定的水力設(shè)計(jì)，壓力和流量是一一對(duì)應(yīng)的，即不同的壓力對(duì)應(yīng)著不同的流量，不同的流量對(duì)應(yīng)不同的葉輪液體出口速度，當(dāng)導(dǎo)葉的角度和流體出口速度方向一致時(shí)，水力損失最小，水力效率最高?？烧{(diào)導(dǎo)葉裝置根據(jù)壓力傳感器(一般安裝在水栗出口)反饋的信號(hào)調(diào)整導(dǎo)葉的角度，從而保證在任意工況下，水栗都在優(yōu)化效率點(diǎn)運(yùn)行(水栗出口壓力與導(dǎo)葉角度的關(guān)系，一般通過水力仿真確定并經(jīng)過試驗(yàn)修正)。
[0013]本發(fā)明還提供了一種包含上述可調(diào)導(dǎo)葉裝置的節(jié)段式多級(jí)離心栗，其包括:
由下至上依次軸向連接的底座、進(jìn)水段、中段、出水段、原動(dòng)機(jī)支架及原動(dòng)機(jī);所述底座內(nèi)設(shè)置有軸承座;所述原動(dòng)機(jī)支架用于連接原動(dòng)機(jī)和離心栗機(jī)械部件;所述原動(dòng)機(jī)用于把液體栗送到給定的高度；
栗軸，軸向容置在所述進(jìn)水段、中段和出水段中，所述栗軸套接有首級(jí)葉輪、次級(jí)葉輪、末級(jí)葉輪、軸套和葉輪間隔環(huán)；
所述原動(dòng)機(jī)通過彈性連接器與所述栗軸連接，把動(dòng)力通過所述栗軸傳遞到所述次級(jí)葉輪及首級(jí)葉輪，從而通過所述原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述彈性連接器并帶動(dòng)所述栗軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
軸套，套接在所述栗軸上靠近所述軸承座的一端，以用于防止所述栗軸磨損；
滑動(dòng)軸承，裝配在所述軸承座中并套接在所述軸套外側(cè)，用于滑動(dòng)支撐所述栗軸，所述滑動(dòng)軸承內(nèi)壁上開有多條螺旋溝槽；
滾動(dòng)軸承，套接在所述栗軸上靠近所述彈性連接器的一端，以用于滾動(dòng)支撐所述栗軸；所述進(jìn)水段裝配在所述底座上，所述進(jìn)水段中液體的流通通道為流道，所述流道的口部為吸入口 ；
所述中段裝配在進(jìn)水段和出水段中間用于裝配上述的可調(diào)導(dǎo)葉裝置，其包括:驅(qū)動(dòng)裝置、反饋信號(hào)處理器、動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)、螺旋齒軸、主動(dòng)齒輪、導(dǎo)葉和從動(dòng)齒輪，所述反饋信號(hào)處理器接收到水栗出口壓力傳感器傳來的壓力信號(hào)并經(jīng)過處理，從而確定所述導(dǎo)葉的偏轉(zhuǎn)角度;其中，所述驅(qū)動(dòng)裝置通過所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)連接并驅(qū)動(dòng)所述螺旋齒軸，所述螺旋齒軸通過齒輪與所述主動(dòng)齒輪嚙合連接，所述從動(dòng)齒輪與所述主動(dòng)齒輪嚙合連接，所述導(dǎo)葉與所述從動(dòng)齒輪連接；
所述出水段裝配在所述中段和原動(dòng)機(jī)支架之間并與所述原動(dòng)機(jī)支架連接，且所述出水段與栗軸之間設(shè)置有機(jī)械密封;所述出水段中液體流通部分為流道，所述流道的口部為排出口；
所述首級(jí)葉輪通過鍵連接裝配在所述栗軸上靠近所述滑動(dòng)軸承的一端，所述栗軸帶動(dòng)所述首級(jí)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將從所述進(jìn)水段導(dǎo)入的液體加壓并輸送至所述可調(diào)導(dǎo)葉裝置；所述次級(jí)葉輪及末級(jí)葉輪均通過葉輪間隔環(huán)軸向定位裝配在所述栗軸上；
所述葉輪間隔環(huán)軸向套設(shè)在所述栗軸上，并軸向位于所述首級(jí)葉輪與次級(jí)葉輪之間、所述次級(jí)葉輪與次級(jí)葉輪之間以及次級(jí)葉輪與末級(jí)葉輪之間，用于分隔葉輪并保證葉輪在所述栗軸上的軸向定位；
所述可調(diào)導(dǎo)葉裝置徑向裝配在所述中段內(nèi)，并徑向位于所述首級(jí)葉輪與次級(jí)葉輪之間、所述次級(jí)葉輪與次級(jí)葉輪之間以及次級(jí)葉輪與末級(jí)葉輪之間。
[0014]其中，裝配在所述吸入端的葉輪為所述首級(jí)葉輪，所述次級(jí)葉輪位于所述首級(jí)葉輪與機(jī)械密封之間。
[0015]進(jìn)一步的，所述首級(jí)葉輪和次級(jí)葉輪上均開有水力平衡孔用于軸向力的平衡。
[0016]其中，所述葉輪通過所述葉輪間隔環(huán)分隔并進(jìn)行軸向定位，且所述葉輪間隔環(huán)通過擋圈定位在所述栗軸上。
[0017]進(jìn)一步的，所述底座分為可拆卸的支撐座與底蓋，所述軸承座位于所述支撐座內(nèi)，所述底蓋具有凸臺(tái)以支撐所述軸承座，因而可以通過從底部拆卸所述底蓋而不需拆卸栗體就可以更換所述滑動(dòng)軸承，便于維護(hù)。
[0018]其中，所述機(jī)械密封套設(shè)在所述栗軸上并位于所述出水段與栗軸之間，且所述機(jī)械密封局部伸出所述出水段以方便直接從所述出水段拆卸，因而不用拆卸栗體就可以維修或更換所述機(jī)械密封，便于維護(hù)。
[0019]其中，所述原動(dòng)機(jī)是電機(jī)或其他類型的原動(dòng)機(jī)，如內(nèi)燃機(jī)。
[0020]進(jìn)一步的，所述進(jìn)水段與出水段均360度周向轉(zhuǎn)動(dòng)安裝，液體吸入口與排出口方向可調(diào)，可以適應(yīng)不同方向安裝的管路系統(tǒng)。
[0021]進(jìn)一步的，所述出水段采用蝸殼形結(jié)構(gòu)。
[0022]本發(fā)明采用可調(diào)導(dǎo)葉機(jī)構(gòu)根據(jù)水栗出口的壓力調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的角度，提高了水栗部分負(fù)荷和超負(fù)荷工況下的水力效率，提高了水栗系統(tǒng)，特別是變頻或者變流量水栗系統(tǒng)的運(yùn)行效率，節(jié)約水栗系統(tǒng)能耗。
[0023]本發(fā)明的軸承座可以從底座的底部拆卸，所以不用拆卸栗體就可以更換滑動(dòng)軸承，便于維護(hù)。
[0024]本發(fā)明的機(jī)械密封可以直接從出水段上方拆卸，所以不用拆卸栗體就可以維修或更換機(jī)械密封，便于維護(hù)。
[0025]本發(fā)明的進(jìn)水段和出水段可以在周向任意旋轉(zhuǎn)，所以可以適應(yīng)多種不同方向管路系統(tǒng)的安裝。
[0026]
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。
[0028]圖1為本發(fā)明節(jié)段式多級(jí)離心栗的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明可調(diào)導(dǎo)葉裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明可調(diào)導(dǎo)葉裝置螺旋齒軸與主動(dòng)齒輪嚙合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中數(shù)字表示:
1.底座2.軸承座3.軸套
4.滑動(dòng)軸承5.進(jìn)水段6.擋圈
7.栗軸8.葉輪間隔環(huán)9.首級(jí)葉輪
10.可調(diào)導(dǎo)葉裝置11.中段12.次級(jí)葉輪
13.出水段14.螺母15.螺栓
16.機(jī)械密封17.滾動(dòng)軸承18.聯(lián)軸器
19.電機(jī)支架20.電機(jī)21.吸入口 22.排出口1001.驅(qū)動(dòng)裝置 1002.反饋信號(hào)處理器
1003.動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu) 1004.螺旋齒軸 1005.主動(dòng)齒輪 1006.導(dǎo)葉1007.從動(dòng)齒輪
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0031]如圖1所示，本發(fā)明的節(jié)段式多級(jí)離心栗具體包括:底座1、軸承座2、軸套3、滑動(dòng)軸承4、進(jìn)水段5、擋圈6、栗軸7、葉輪間隔環(huán)8、首級(jí)葉輪9、可調(diào)導(dǎo)葉裝置10、中段11、次級(jí)葉輪12、出水段13、機(jī)械密封16、滾動(dòng)軸承17、聯(lián)軸器18、電機(jī)支架19和電機(jī)20，其中出水段13通過螺栓15螺