一種導流殼式的雙級雙吸離心泵的制作方法

本發明涉及一種雙級離心泵，特別是涉及一種導流殼式的雙級雙吸離心泵。

背景技術：

雙進口兩級雙吸離心泵具有流量大、揚程高等特點，在高揚程提水工程中具有廣闊的應用前景。目前雙進口兩級雙吸泵主要有過渡流道式和徑向導葉式兩種。過渡流道式兩級雙吸離心泵采用雙進口蝸殼加過橋的方式將液體由首級葉輪引入第二級葉輪，而徑向導葉式兩級雙吸離心泵通過徑向導葉將水流由首級葉輪引入第二級葉輪。然而，對于過渡流道式兩級雙吸離心泵，由于過橋尺寸龐大、流道轉彎急、結構復雜，很難用于抽送含有較大顆粒物或柔性長纖維介質的液體。對于徑向導葉式兩級雙吸離心泵，其徑向導葉的軸向尺寸很小、喉部面積小，流體在正導葉和反導葉之間快速調整，在抽送含有較大顆粒物或柔性長纖維介質的液體時，很容易產生流道堵塞現象。

此外，過渡流道式和徑向導葉式雙級雙吸離心泵的兩級葉輪的揚程都是相等的，即均為水泵總揚程的一半，這導致兩級葉輪的比轉速相同，雖然這在某種程度上簡化水力設計使得兩級葉輪的葉片制作使用相同的木模圖，但造成了首級葉輪氣蝕性能和吸入能力差。

技術實現要素：

針對背景技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種氣蝕能力強和吸入能力強的導流殼式的雙級雙吸離心泵。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種導流殼式的雙級雙吸離心泵，其特征在于：其包括泵體和貫穿所述泵體且與所述泵體轉動連接的傳動軸，在位于所述泵體內的所述傳動軸上前后間隔設置有兩個首級葉輪，在位于兩個所述首級葉輪之間的所述傳動軸上設置有第二級葉輪，所述泵體內固定設置有級間導流殼，所述級間導流殼為葉輪，其流道呈S形，其位于所述首級葉輪與所述第二級葉輪之間，所述級間導流殼的進口端與所述首級葉輪出口端連接，其出口端與所述第二級葉輪的進口端連接。

所述首級葉輪和所述第二級葉輪通過鍵與所述傳動軸連接。

所述第二級葉輪為雙吸式葉輪。

所述首級葉輪為單吸式葉輪，所述首級葉輪的葉輪后蓋板為后傾式，其與所述傳動軸軸線的夾角為75°。

所述泵體內設置有吸水室和壓水室，所述吸水室呈半螺旋形，其位于所述泵體的兩端且與所述首級葉輪的進口端相通，所述壓水室位于所述泵體的中部且與所述第二級葉輪的出口端相通。

在所述泵體與所述首級葉輪的進口之間設置有首級密封環，所述級間導流殼的外管與所述泵體的內殼之間設置有前靜止密封，其為普通O形密封圈，所述級間導流殼的后沿與所述泵體內殼之間設置有后靜止密封，其為普通O形密封圈。

所述級間導流殼的葉片數為所述首級葉輪的葉片數減1。

所述級間導流殼的進口過水斷面面積與所述首級葉輪的出口過水斷面面積相等，所述級間導流殼的出口過水斷面面積與所述第二級葉輪的進口過水斷面面積相等，所述級間導流殼從進口到出口的過水斷面面積F按下式(1)逐漸減小：

F＝(F₂-F₁)L²+F₁ (1)

其中，F₁是所述首級葉輪出口處的過水斷面面積，F₂是所述第二級葉輪2進口處過水斷面面積。

所述過水斷面面積F的獲取過程如下：

離心泵葉輪過水斷面面積計算中，向所述級間導流殼葉輪前后蓋板剖視圖中做切圓，得到兩切點A、B，兩切點和圓心形成三角形，三角形的重心為點C，內切圓半徑為ρ，弦AB長為s，R_c為圓心距傳動軸軸線的距離，利用如下式(2)計算級間導流殼中的過水斷面面積F

L為所述級間導流殼相對流線長度，其滿足0≤L≤1，其確定過程如下：

認為所述級間導流殼的起點為0，終點為所述級間導流殼的實際長度n，某一點距離所述級間導流殼的起點距離為w，公式如下式(3)：

所述級間導流殼的葉片進口安放角與所述首級葉輪的葉片出口安放角相同；所述級間導流殼的葉片出口安放角α₄為90°，所述級間導流殼葉片除進口和出口外任一位置的安放角α由下式(4)確定：

其中，α₃為所述級間導流殼葉片的進口安放角，φ為所述級間導流殼葉片的包角，x為從所述級間導流殼葉片的入口起算的螺旋線圓周角，其滿足0≤x≤φ。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明在首級葉輪和第二級葉輪之間設置的級間導流殼呈S型，其流道寬闊、轉彎平順，因此能夠在盡量減少能量損失的情況下將首級葉輪流出的復雜流體引入第二級葉輪中為第二級葉輪提供無旋流態的流體，減少了能量損失，且首級葉輪的揚程小，后蓋板為后傾式與泵軸線夾角為75°，因此本發明吸入性能好，抗氣蝕能力強，特別適合于抽送含有大顆粒或細長柔性介質的液體。2、本發明中的第二級葉輪為普通雙吸式葉輪，其通過兩個級間導流殼接收來自兩個首級葉輪的流體，并繼續對流體做功，因此本水泵的揚程高。3、本發明中的的泵體用于將高壓腔與低壓腔的流體隔離，因此本水泵能為完成能量轉換提供必要的輔助空間。4、本發明中的吸水室為半螺旋形，因此能夠為首級葉輪創造水平均勻入流條件。5、本發明中的壓水室為蝸殼形，因此從第二級葉輪流出流體的環量損耗少。6、本發明中級間導流殼的進口過水斷面面積與首級葉輪的出口過水斷面面積相等，導流殼的出口過水斷面面積與第二級葉輪的進口過水斷面面積相等，因此減少了流體在首級葉輪與級間導流殼之間和級間導流殼與第二級葉輪之間傳遞過程中的能量損失。

附圖說明

圖1是本發明整體結構的半剖示意圖；

圖2是本發明首級葉輪的半剖面示意圖；

圖3是本發明級間導流殼與前靜止密封以及后靜止密封的結構示意圖；

圖4是本發明級間導流殼葉輪過水斷面示意圖；

圖5是本發明級間導流殼中葉片安放角示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

如圖1～3所示，本發明提出了一種導流殼式的雙級雙吸離心泵，它包括泵體1和貫穿泵體1且與泵體1轉動連接的傳動軸2，在位于泵體1內的傳動軸2上前后間隔設置有兩個首級葉輪3，在位于兩個首級葉輪3之間的傳動軸2上設置有第二級葉輪4，泵體1內固定設置有級間導流殼5，級間導流殼5為葉輪，其流道呈S形，流道寬闊、轉彎平順，其位于首級葉輪3與第二級葉輪4之間，級間導流殼5的進口端與首級葉輪3出口端連接，其出口端與第二級葉輪4的進口端連接，級間導流殼5將從首級葉輪3流出的流體引入第二級葉輪4，并為第二級葉輪4提供無旋流態的流體。

上述實施例中，首級葉輪3和第二級葉輪4通過鍵與傳動軸2連接。

上述實施例中，第二級葉輪4為雙吸式葉輪，其直徑大，其吸收來自兩個首級葉輪3的流體，因此揚程大于首級葉輪，提高了水泵的揚程，這種水泵吸入性能好，抗汽蝕能力強。

上述實施例中，首級葉輪3為單吸式葉輪，首級葉輪3的葉輪后蓋板31為后傾式，其與傳動軸軸線的夾角為75°，其揚程小，便于吸入含有大顆粒或細長柔性介質的流體，增強泵的汽蝕性能和吸入性能。

上述實施例中，泵體1內設置有吸水室6和壓水室10，吸水室6呈半螺旋形，其位于泵體1的兩端且與首級葉輪3的進口端相通，壓水室10位于泵體1的中部且與第二級葉輪4的出口端相通，吸水室6用于為首級葉輪3創造水平均勻入流條件，壓水室10用于收集第二級葉輪4流出的流體，消除環量。

上述實施例中，在泵體1與首級葉輪3的進口之間設置有首級密封環7，其避免水流從首級葉輪3出口的高壓區11沿動靜部件之間的間隙反向進入葉輪進口的低壓區12；級間導流殼5的外管與泵體1的內殼之間設置有前靜止密封8，其為普通O形密封圈，用于阻止水流從首級葉輪3的出口進入級間導流殼5的外部區域；級間導流殼5的后沿與泵體內殼之間設置有后靜止密封9，其為普通O形密封圈，用于阻止水流從第二級葉輪4的出口進入級間導流殼5的外部區域。

上述實施例中，級間導流殼5的葉片數為首級葉輪3的葉片數減1。

上述實施例中，級間導流殼5的進口過水斷面面積與首級葉輪3的出口過水斷面面積相等，級間導流殼的出口過水斷面面積與第二級葉輪4的進口過水斷面面積相等，級間導流殼5從進口到出口的過水斷面面積F按下式(1)逐漸減小：

F＝(F₂-F₁)L²+F₁ (1)

其中，F₁是首級葉輪3出口處的過水斷面面積，F₂是第二級葉輪2進口處過水斷面面積，F的獲取過程如下：

如圖4所示，離心泵葉輪過水斷面面積計算中，向級間導流殼5葉輪前后蓋板剖視圖中做切圓，得到兩切點A、B，兩切點和圓心形成三角形，三角形的重心為點C，內切圓半徑為ρ，弦AB長為s，R_c為圓心距傳動軸2軸線的距離，利用如下式(2)計算級間導流殼5中的過水斷面面積F

L為導流殼相對流線長度(0≤L≤1)。其確定過程如下：

認為級間導流殼5的起點為0，終點為導流殼的實際長度n，某一點距離級間導流殼5的起點距離為w，公式如下式(3)：

上述實施例中，如圖5所示，級間導流殼5的葉片進口安放角與首級葉輪3的葉片出口安放角相同；級間導流殼5的葉片出口安放角α₄為90°，級間導流殼5葉片除進口和出口外任一位置的安放角α由下式(4)確定：

其中，α₃為級間導流殼葉片的進口安放角，φ為級間導流殼葉片5的包角，x為從級間導流殼葉片5的入口起算的螺旋線圓周角(0≤x≤φ)。

本發明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本發明的保護范圍之外。