專利名稱：一種葉輪不旋轉的雙涵道工業泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種非容積式工業泵，確切地說，涉及一種葉輪不旋轉的雙函道工業泵。
現有技術中，非容積式工業泵通常都是殼體靜止不動，而由葉輪高速轉動泵送液體的，例如單級和多級的離心泵、軸流泵、混流泵、旋渦泵等都是以這種方式工作的。一般來說，現在已能定型批量生產的各種非容積式工業泵大致上已經構成了非常廣泛的型譜覆蓋范圍。只是在小排量、高揚程的型譜范圍內，目前的產品尚不能滿足工業生產需求。
本發明的目的是提供一種能夠彌補現有工業泵型譜缺陷的、適應在小排量、高揚程范圍內工作的工業泵-一種葉輪不旋轉的雙函道工業泵。
本發明的結構原理圖如
圖1所示由殼體1、旋轉筒體2和靜止葉輪3等部件組成的本發明，其中旋轉筒體2是一個兩端分別為其轉軸和圓形通孔的中間凸出的園柱形中空筒體，在筒體空腔里同軸裝有靜止葉輪3，葉輪3的切向裝有噴嘴4(參見圖2)，噴嘴后側是呈蝸殼狀的擴壓螺旋通道(內函道)5，葉輪與旋轉筒體之間的孔隙為外函道6，噴嘴的末端在軸心處連通并向外構成泵的出口7，整個筒體2被密封裝在附有泵的入口8的殼體1內。附圖1還表明了本發明的旋轉筒體2由屏蔽電機9(或采用普通電機經磁力偶合屏蔽)驅動高速轉動，而葉輪3則固定不轉。
附圖2是本發明葉輪3的剖面圖及液體流向示意圖。
附圖3是本發明內外函道結構示意圖。
下面結合附圖，具體介紹本發明的工作機理。
在葉輪3的切向裝的噴嘴可以是1個，也可以是2～4個(圖2所示為2個噴嘴)，這些噴嘴應用耐摩材料制成。在旋轉筒體的一側中心位置，由于在中間有從葉輪引出的出口管道，形成了泵的環形入口(其結構基本上與離心泵葉輪的環形入口相似)，液體由泵的入口8進入泵體，再由此環形入口被吸入旋轉筒體2內，經旋轉筒體的端部流道被引流到筒體腔內外壁，并被加速到與筒體一樣的旋轉速度，這個過程類似于離心泵中葉輪流道的加速作用。液體在泵體內的流程分為兩種在旋轉筒體2內形成外函道6，在靜止葉輪3內部構成內函道5。由于離心力的作用，液體在外函道由旋轉中心流向筒體外壁時，其壓力逐漸增加，即旋轉曲率半徑越大，則由離心力造成的壓力也越大。噴嘴設在外函道的外緣，在噴嘴入口處獲得一個由旋轉液體的離心力產生的壓力(由于噴嘴處于外函道的最外側，靜壓最大)。當泵中液體在外函道中與筒體同步高速旋轉時，液體在外函中與筒體的相對切向速度為0，因此即使筒體達到非常高的轉速，也不會產生明顯的水力損失。所以，旋轉筒體可以允許在非常高的轉速下工作。但是，液體在外函道中的絕對切向速度則大體上與筒體在該位置的旋轉速度相近似。假設液體進入噴嘴前在外函道的絕對切向速度為V1〔V1＝ (n·2πr)/60 M/S，式中n轉速(轉/分)，r噴嘴所在筒體位置的曲率半徑(m)〕，但在進入靜止葉輪之后，經過能把流速均勻、平緩、光滑地由V1過渡到V2的擴壓流道(又稱內函道)，流體的切向速度逐漸降低到出口速度V2 [V2=Q/F× (104)/3600 式中Q流量(M3/h)，F出口截面積(cm2)〕根據水力學的伯諾利方程，在內函道中流體的速度由初速度V1降低到出口速度V2時，其速頭差為(V12-V22)/2g，除去水力損失外，該速頭差將全部轉化為壓頭。設定V1＝300米/秒，V2＝20米/秒，則理論上速頭差為(300m/s＊300m/s-20m/s＊20m/s)/(2＊9.8m/s＊s)＝4567米，這個水頭除去損失，再加上離心力所產生的壓頭，就是泵的總輸出揚程。由此可見，本發明的揚程是由筒體的旋轉速度和噴嘴所處的曲率半徑為主要因素決定的，與流量大小并無直接關系。因此，即使在很低的流量下本發明也可獲得很高的揚程，也就是說，該泵可在工業泵型譜的左上角范圍(小流量、高揚程)內正常工作。
本發明還具有其他許多特點首先是沒有內部漏失，其容積損耗為零。其次，這種泵的液體在筒體內同步高速旋轉，盡管液體具有很高的絕對切向速度，但在筒體內的相對切向速度卻幾乎為零，所以液體在筒體內沒有明顯的水力損耗。再次，由于這種泵的葉輪靜止固定安裝，其軸向力不需要作平衡處理，所以這種泵沒有平衡裝置，結構簡單。這種泵的損失主要是由靜葉輪的圓盤損失(相當于一個光潔園盤在液體中高速旋轉時的水力損失)，進入噴嘴以后的水力摩阻損失和噴嘴進口損失所組成。與傳統的容積泵相比較，減少了容積損失，平衡損失以及流體在泵殼中以復雜的流動狀態高速流動時的水力損耗。所以，本發明在理論設計估算上，其效率要比同類型譜范圍內其他非容積工業泵的效率要高得多。
為了改善液體吸入泵體的工作條件，旋轉筒體的環形入口應按照濁流式葉片誘導葉輪設計。而控制內函道液體的流態是減少流道中水力損耗的主要癥結，所以內函道內應根據不同的流速范圍設置若干片穩定流態的導葉。
權利要求
1.一種葉輪不旋轉的雙函道工業泵，其特征是由殼體、旋轉筒體和靜止葉輪等部件組成，其中旋轉筒體是一個兩端分別為其轉軸和圓形通孔的中間凸出的園柱形中空筒體，在筒體空腔里同軸裝有靜止葉輪，葉輪的切向裝有噴嘴，噴嘴后側是呈蝸殼狀的擴壓螺旋通道(內函道)。葉輪與旋轉筒體之間的孔隙為外函道，噴嘴的末端在軸心處連通并向外構成泵的出口，整個筒體被密封裝在附有泵的入口的殼體內。
2.如權利要求1所述的雙函道工業泵，其特征是葉輪切向裝的噴嘴可以是1～4個。
3.如權利要求1所述的雙函道工業泵，其特征是葉輪切向裝的噴嘴應用耐摩材料制成。
全文摘要
一種葉輪不旋轉的雙涵道工業泵，由殼體、旋轉筒體和靜止葉輪等部件組成。液體進入泵體后，先流入靜葉輪和旋轉筒體之間的外涵道，獲得高速，又經裝在外涵道外緣的葉輪上的噴嘴進入其中的蝸殼狀擴壓內涵道，并由其軸心處出口排出泵體。屬于非容積式工業泵，可以在很低的流量下得到非常高的揚程，填補了工業泵型譜的缺陷。裝置結構簡單，構件少，效率高，工作壽命長。
文檔編號F04D1/02GK1065511SQ9110182
公開日1992年10月21日 申請日期1991年4月4日 優先權日1991年4月4日
發明者石行, 曹博, 劉殿奎 申請人:北京市西城區新開通用試驗廠