專利名稱：雙向貫/軸流泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于貫流泵或者軸流泵類，特別用于泵站雙向供水。
背景技術：
貫流泵和軸流泵都是大流量、低揚程的泵，其基本構成如圖1和圖2所示。
圖1為軸流泵，主要組成部分為葉輪1和導葉2。葉輪和導葉都布置在一個類似于圓管的泵體3之內。水從圖中右邊的進口流入，依次通過葉輪和導葉。然后通過一個彎管流出。采用彎管是為了將軸伸出泵外，以便和電機連接(電機在圖中沒有表示出來)。但彎管本身對泵內的流動是不利的。
貫流泵取消了軸流泵中的彎管，將電機4布置在泵的內部，如圖2所示。水流通過葉輪和導葉之后，從電機的周圍流向出口。出口與進口的流動方向相同，水流的流動方向是一貫的，故稱為貫流式。這樣的布置方式對水流有利，也可以降低泵站的造價，但泵本身的結構復雜，成本較高，故只用于流量特別大的場合。
為提高能量轉換效率，要求水流在從泵中流出的時候，不具有圓周方向的分速度，即不具有繞軸線旋轉的速度。水流在進入泵的進口之前，是不具有這樣的速度分量的。但葉輪是旋轉的，其對水流的作用力具有圓周方向的分量，所以水流在圓周方向的分速度在經過葉輪以后必然要發生變化。為了使水流在進入和離開泵時都不具有圓周分速度，就需要葉輪與導葉的配合。這種配合可以有兩種方式。
第一種方式是葉輪1在前，導葉2在后(后導葉)。絕大多數軸流泵與貫流泵采用這種方式。設想用一個與泵軸線同心的圓柱面去截葉片，然后將其展開成平面，則該平面上兩個葉片的關系可用圖3表示。圖中u表示葉片旋轉的方向，v表示水流動的方向。
水流進入葉輪之前，流動方向是軸向的，經過葉輪之后，受葉片的作用，產生了圓周方向的分速度，總的流動方向如圖中所示，是傾斜的。為減小損失，導葉葉片的進口邊就應該與這個方向相同。同時，為使水流流過導葉之后不具有圓周方向的分速度，導葉葉片的出邊的方向又應該是軸向的。所以，導葉的形狀就必須具有圖中所示的彎曲方向。所以這樣的葉輪與導葉配合可以實現水流在流出泵的時候沒有旋轉。
還有一種方法是將導葉2放在前面，葉輪1放在后面，如圖4所示。在這種配置下進入導葉的水流是軸向的，而流出導葉的水流具有與葉輪旋轉方向相反的圓周速度分量。在葉輪的作用下，水流獲得的圓周速度方向與葉輪的旋轉方向相同。這兩種相反的速度相互抵銷后，水流流出葉輪的方向仍然是軸向的。
所以，導葉在前在后都可以達到目的，但是導葉的形狀(彎曲方向和彎曲程度)、葉片的形狀(葉片的彎曲方向和彎曲程度)以及葉輪的轉速都必須滿足既定的關系，否則就不可能達到最高效率。
有些泵站需要兩個方向抽水，例如在汛期排澇時，從內河向外江抽水，在干旱時從外江向內河抽水。目前工程上解決這個問題的幾種辦法，可以分成以下兩類。一類是從泵的外部采取措施，例如在水工建筑物中設置專用的通道、閘門等設施，控制水的流向。這種方式的優點是可以利用現有的泵產品，缺點是增加了土建工作量，提高了泵站的建設費用。而且，過流通道的復雜化和過多的閘門，也使泵站的裝置效率降低。對于揚程很低的泵站，通常要求泵采用臥式安裝方式。這種情況下，利用水工建筑物改變抽水方向將非常困難。還可以改變泵的安裝實現雙向抽水，泵站的過水流道設計是正常的，但泵的結構設計中，有意將進、出水法蘭的尺寸做成相同。當需要反向抽水時，將泵拆卸下來然后掉頭安裝，就可以實現反向抽水。這種方法的優點是簡化了水工建筑物，提高了裝置效率。但拆卸并重新安裝的工作量比較大，特別是對于大型泵，時間和費用的花銷都不可忽略。如果遇到緊急情況需要立即反向抽水，也難以滿足要求。
第二類是改變泵的旋轉方向。
通過改變泵的旋轉方向來實現雙向抽水在結構上非常簡單，幾乎不需要作任何改動。但是改變葉輪的旋轉方向會產生兩個問題，第一個問題是葉輪的葉片如何適應雙向工作的問題，因為普通的軸流式葉片反向旋轉后，葉片的彎度的方向與需要的正好相反，同時頭部和尾部相互易位，這都會造成效率的降低。為解決這個問題已經提出了幾種方法，如將葉片旋轉180度、采用“S”形葉片、采用對移葉片和采用變彎度葉片等。可以認為第一個問題已經基本解決。第二個問題是導葉如何適應雙向工作的問題，這個問題尚未得到很好的解決。
中國專利“新型雙向軸流泵”(申請號92240864.5，公開號2152105)提出了一個解決辦法，即在一臺泵中設置前后兩個導葉，并將導葉體作成分瓣結構。這樣，當需要反向工作時，通過轉動機構將葉輪葉片旋轉180度，同時將兩端的導葉拆下，然后交換位置并掉頭重新安裝。從流動的角度來看，這個方案已經解決了前面提出的問題，但從結構的角度看，拆卸并重新安裝導葉并不是一件簡單的工作，特別是對于大型泵，仍是一件十分費力費時的工作。
發明內容
本實用新型提出一種雙向貫/軸流泵，在葉輪兩端都采用半活動導葉，解決葉輪反向運行時導葉出現的問題，以方便泵站雙向供水。
本實用新型的一種雙向貫/軸流泵，泵體內的葉輪前后軸向分別裝有前導葉和后導葉，前導葉和后導葉均呈徑向均勻設置；其特征在于所述每片前導葉和后導葉均為半活動導葉，即由導葉固定部分和導葉可轉動部分組成，導葉固定部分與泵體通過鑄造或者焊接連接，導葉可轉動部分與泵體外的導葉傳動機構轉動連接并通過轉動軸與導葉固定部分鉸接。
所述的雙向貫/軸流泵，其進一步的特征在于所述前導葉和后導葉各配置一套導葉轉動機構，所述導葉轉動機構包括絲桿、螺母和控制環，控制環位于泵體外表、與泵同軸，絲桿通過螺母與控制環傳動連接；鉸接在控制環上的各連桿通過拐臂與露出泵體的各導葉可轉動部分轉動軸連接。
所述的雙向貫/軸流泵，所述葉輪的葉片可以是骨線為直線的對稱葉片。
所述的雙向貫/軸流泵，所述葉輪的葉片橫截面形狀也可以為S形。
所述的雙向貫/軸流泵，其特征在于所述葉輪的葉片還可以為普通翼型、與葉輪輪轂活動連接并與葉輪輪轂內的葉輪轉動機構傳動連接。
本實用新型在貫/軸流泵的葉輪的兩端都裝置半活動導葉，每一個半活動導葉都由兩部分組成，一部分固定，是一塊沿軸向延伸的平板，另一部分形狀與第一部分相近，但可以繞其端部的一根小軸旋轉。圖9(a)表示正向工作的情況，葉片沿箭頭所示方向旋轉，水流從下向上流動。這時旋轉導葉的可轉動部分，使前導葉成一沿軸線的平板，后導葉為一折線型，與常規的后導葉比較接近。圖9(b)表示反向運行的情況，通過轉動導葉的活動部分，仍然可以使前后導葉都保持需要的形狀，但位置正好相互交換了。由此圖可見，不管葉輪向哪個方向轉動，泵的工作情況都不變。這就徹底解決了雙向運行所產生的問題。
圖1為軸流泵結構示意圖；圖2為貫流泵結構示意圖；圖3為后導葉工作方式示意圖；圖4為前導葉工作方式示意圖；圖5為本實用新型的半活動導葉示意圖；圖6為本實用新型的一種雙向軸流泵結構示意圖；圖7為一種導葉轉動機構示意圖，其中圖7(a)為導葉轉動機構正視圖、圖7(b)為圖7(a)的左視圖；圖8為圖7(b)局部俯視圖；圖9表示用半活動導葉實現水流雙向運行的情況，其中圖9(a)表示正向工作的情況，圖9(b)表示反向工作的情況。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進一步說明。
圖5表示本實用新型的半活動導葉，它包括導葉固定部分5和導葉可轉動部分6，導葉固定部分與內外殼體鑄造或焊接或一個整體，導葉可轉動部分是單獨的，其端部有轉動軸7。
圖6所表示的雙向軸流泵，泵體3內葉輪1前后軸向分別裝有前導葉和后導葉，它們呈徑向均勻設置，每片前導葉和后導葉都由圖5所示的半活動導葉構成，端部的轉動軸7伸出泵體3，可與導葉轉動機構連接。
圖7給出一種導葉轉動機構，參見圖7(a)和圖7(b)，轉動手柄8，可以帶動絲桿9，從而推動螺母10。螺母10通過支架11固接在控制環12上，所以轉動手柄就可以推動控制環12繞泵的軸心線轉動。控制環12通過各連桿13與拐臂14相連，各拐臂14分別與每一個導葉可轉動部分6的轉動軸7固連，這樣，轉動手柄即可轉動每一個導葉可轉動部分。
圖8從俯視方向表示局部的導葉轉動機構；連桿13與控制環12、拐臂14均通過球鉸15活動連接。
圖9表示用半活動導葉實現水流雙向運行的情況，其中圖9(a)表示正向工作情況，圖9(b)表示反向工作情況，圖中v為水流方向，u表示葉輪1的運動方向，其它標識同前。
權利要求1.一種雙向貫/軸流泵，泵體內的葉輪前后軸向分別裝有前導葉和后導葉，前導葉和后導葉均呈徑向均勻設置；其特征在于所述每片前導葉和后導葉均為半活動導葉，即由導葉固定部分和導葉可轉動部分組成，導葉固定部分與泵體通過鑄造或者焊接連接，導葉可轉動部分與泵體外的導葉轉動機構傳動連接并通過轉動軸與導葉固定部分鉸接。
2.如權利要求1所述的雙向貫/軸流泵，其特征在于所述前導葉和后導葉各配置一套導葉轉動機構，所述導葉轉動機構包括絲桿、螺母和控制環，控制環位于泵體外表、與泵同軸，絲桿通過螺母與控制環傳動連接；鉸接在控制環上的各連桿通過拐臂與露出泵體的各導葉可轉動部分轉動軸連接。
3.如權利要求1所述的雙向貫/軸流泵，其特征在于所述葉輪的葉片是骨線為直線的對稱葉片。
4.如權利要求1、2或3所述的雙向貫/軸流泵，其特征在于所述葉輪的葉片橫截面形狀為S形。
5.如權利要求1、2或3所述的雙向貫/軸流泵，其特征在于所述葉輪的葉片為普通翼型、與葉輪輪轂活動連接并與葉輪輪轂內的葉輪轉動機構傳動連接。
專利摘要雙向貫/軸流泵，屬于貫流泵或者軸流泵類，解決葉輪反向運行時導葉出現的問題，以方便泵站雙向供水。本實用新型的雙向貫/軸流泵，泵體內的葉輪前后軸向分別裝有呈徑向均勻布置的前導葉和后導葉，每片前導葉和后導葉均為半活動導葉，即由導葉固定部分和導葉可轉動部分組成，導葉固定部分與泵體通過鑄造或者焊接連接，導葉可轉動部分與泵體外的導葉轉動機構傳動連接并通過轉動軸與導葉固定部分鉸接，本實用新型可徹底解決泵雙向運行所產生的問題，適用于各類泵站雙向供水。
文檔編號F04D29/24GK2688942SQ200320125590
公開日2005年3月30日 申請日期2003年12月25日 優先權日2003年12月25日
發明者張克危, 陳斌, 劉甲凡 申請人:華中科技大學, 南京藍深制泵集團股份有限公司