本發(fā)明涉及旋流泵，具體而言，涉及兩級(jí)旋流泵。

背景技術(shù)：

考慮到汽蝕因素，現(xiàn)有的兩級(jí)泵的首級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑總比次級(jí)葉輪的進(jìn)口直徑大，從而造成兩個(gè)葉輪所產(chǎn)生的軸向力不平衡，會(huì)明顯降低水泵的軸承壽命，影響水泵的運(yùn)行可靠性。

現(xiàn)有的旋流泵為了平衡葉輪的軸向力，要么增加平衡盤、平衡環(huán)、平衡室等結(jié)構(gòu)，要么在葉輪上設(shè)置副葉片。也就是說(shuō)，現(xiàn)有的旋流泵需要設(shè)置額外的部件，來(lái)平衡葉輪的軸向力，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的旋流泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。為此，本發(fā)明提出一種能夠自動(dòng)地平衡葉輪軸向力的兩級(jí)旋流泵。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出兩級(jí)旋流泵，所述兩級(jí)旋流泵包括：泵體，所述泵體上設(shè)有進(jìn)料口和出料口；泵蓋，所述泵蓋設(shè)在所述泵體上；軸，所述軸通過(guò)軸承可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在所述泵體上；以及首級(jí)葉輪和次級(jí)葉輪，所述首級(jí)葉輪和所述次級(jí)葉輪中的每一個(gè)套設(shè)在所述軸上，所述首級(jí)葉輪和所述次級(jí)葉輪中的每一個(gè)位于所述泵體內(nèi)，其中所述首級(jí)葉輪的形狀與所述次級(jí)葉輪的形狀相同，所述首級(jí)葉輪的尺寸與所述次級(jí)葉輪的尺寸相同，所述首級(jí)葉輪與所述次級(jí)葉輪相對(duì)所述軸的一個(gè)徑向截面對(duì)稱。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵通過(guò)設(shè)置形狀、尺寸相同的首級(jí)葉輪和次級(jí)葉輪、且使首級(jí)葉輪與次級(jí)葉輪相對(duì)軸的一個(gè)徑向截面對(duì)稱，從而可以完全自動(dòng)地平衡兩級(jí)旋流泵的葉輪的軸向力。換言之，首級(jí)葉輪的軸向力與次級(jí)葉輪的軸向力大小相等且方向相反，由此無(wú)需設(shè)置額外的部件，就可以平衡兩級(jí)旋流泵的首級(jí)葉輪的軸向力和次級(jí)葉輪的軸向力。

因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵具有葉輪軸向力自動(dòng)平衡、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造難度小、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵還可以具有以下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述首級(jí)葉輪的葉片的前端面與所述泵體的側(cè)面之間形成第一輸送通道，所述次級(jí)葉輪與所述泵蓋的側(cè)面之間形成與所述第一輸送通道連通的第二輸送通道。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述首級(jí)葉輪的葉片具有正沖角，所述次級(jí)葉輪的葉片具有正沖角。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述首級(jí)葉輪的葉片為高低折邊葉片，所述次級(jí)葉輪的葉片為高低折邊葉片。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述兩級(jí)旋流泵進(jìn)一步包括軸封，所述軸封設(shè)在所述軸與所述軸承之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述軸封為雙端面波紋管機(jī)械軸封。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

兩級(jí)旋流泵100、泵體1、泵蓋2、首級(jí)葉輪3、次級(jí)葉輪4、軸5。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵100。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵100包括泵體1、泵蓋2、軸5、首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4。

泵體1上設(shè)有進(jìn)料口和出料口，泵蓋2設(shè)在泵體1上。軸5通過(guò)軸承可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在泵體1上。首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4中的每一個(gè)套設(shè)在軸5上，首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4中的每一個(gè)位于泵體1內(nèi)。其中，首級(jí)葉輪3的形狀與次級(jí)葉輪4的形狀相同，首級(jí)葉輪3的尺寸與次級(jí)葉輪4的尺寸相同，首級(jí)葉輪3與次級(jí)葉輪4相對(duì)軸5的一個(gè)徑向截面對(duì)稱。也就是說(shuō)，首級(jí)葉輪3的大小與次級(jí)葉輪4的大小相同，該一個(gè)徑向截面垂直于軸5的軸線。

現(xiàn)有的旋流泵為了平衡葉輪的軸向力，要么增加平衡盤、平衡環(huán)、平衡室等結(jié)構(gòu)，要么在葉輪上設(shè)置副葉片。也就是說(shuō)，現(xiàn)有的旋流泵需要設(shè)置額外的部件，來(lái)平衡葉輪的軸向力，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的旋流泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、制造成本高。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵100通過(guò)設(shè)置形狀、尺寸相同的首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4、且使首級(jí)葉輪3與次級(jí)葉輪4相對(duì)軸5的一個(gè)徑向截面對(duì)稱，從而可以完全自動(dòng)地平衡兩級(jí)旋流泵100的葉輪的軸向力。換言之，首級(jí)葉輪3的軸向力與次級(jí)葉輪4的軸向力大小相等且方向相反，由此無(wú)需設(shè)置額外的部件，就可以平衡兩級(jí)旋流泵100的首級(jí)葉輪3的軸向力和次級(jí)葉輪4的軸向力。

因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵100具有葉輪軸向力自動(dòng)平衡、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造難度小、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的兩級(jí)旋流泵100采用旋流泵的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。兩級(jí)旋流泵100在輸送介質(zhì)溫差大、含固量高、輸送介質(zhì)中帶有較大顆粒和較長(zhǎng)纖維時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)。這是由于旋流泵的主要結(jié)構(gòu)特征是葉輪退縮在壓水室后面的泵腔內(nèi)，工作原理是：介質(zhì)受葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用使能量增加，進(jìn)入葉片間的介質(zhì)受葉片作用與葉輪一起運(yùn)動(dòng)，在葉輪出口附近的介質(zhì)因離心力形成較大的貫通流，同時(shí)在葉輪中部的介質(zhì)產(chǎn)生循環(huán)流，貫通流經(jīng)該出料口流出并產(chǎn)生一定的壓力而達(dá)到額定揚(yáng)程；介質(zhì)中的絕大部分固體顆粒和纖維不直接經(jīng)過(guò)葉輪獲得能量，而是在無(wú)葉腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)后經(jīng)該出料口排出，從而達(dá)到輸送復(fù)雜介質(zhì)或含雜質(zhì)流體的目的。

與離心泵相比，兩級(jí)旋流泵100結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)流部件不易磨損，在輸送含有較大顆粒和較長(zhǎng)纖維的流體時(shí)，過(guò)流能力強(qiáng)且運(yùn)行穩(wěn)定。與同樣的體積的離心泵相比，兩級(jí)旋流泵100可以將揚(yáng)程提高30%。由此兩級(jí)旋流泵100能夠明顯地提高揚(yáng)程，或明顯地降低體積，進(jìn)而明顯地減輕重量。

由于兩級(jí)旋流泵100的葉輪進(jìn)口處無(wú)密封環(huán)，因此不存在磨損后，因泵體1與首級(jí)葉輪3、泵蓋2和次級(jí)葉輪4的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙增大，而導(dǎo)致的泵性能下降的問(wèn)題。兩級(jí)旋流泵100的揚(yáng)程在流量有效使用范圍內(nèi)的變化不大于5%，因此兩級(jí)旋流泵100特別適用于流量變化的工況下、恒壓輸送系統(tǒng)的需要。

由于離心泵的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止部件之間存在間隙（例如葉輪口環(huán)間隙），因此為了平衡葉輪的軸向力，需要增加設(shè)置平衡孔等附加結(jié)構(gòu)、部件，由此造成部分從葉輪獲得能量的液體通過(guò)間隙或平衡孔從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，導(dǎo)致液體的部分能量消耗于泄露的流動(dòng)過(guò)程中。

由于兩級(jí)旋流泵100的葉輪流道寬，因此兩級(jí)旋流泵100的汽蝕性能與離心泵有較大差異。具體而言，離心泵的效率汽蝕余量曲線呈先下降后上升的趨勢(shì)，在小流量區(qū)氣蝕性能較差，汽蝕發(fā)生時(shí)揚(yáng)程急劇下降，在中間流量范圍內(nèi)氣蝕性能較好，臨界汽蝕余量值較小，汽蝕發(fā)生時(shí)揚(yáng)程曲線緩慢下降，大流量區(qū)氣蝕性能變差，臨界汽蝕余量值變大。

而對(duì)于兩級(jí)旋流泵100，在較大的葉輪進(jìn)口尺寸變化范圍內(nèi)，對(duì)汽蝕性能無(wú)明顯影響，故兩級(jí)旋流泵100的首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4的進(jìn)口直徑和出口直徑可以完全相同，從而可以完全自動(dòng)地平衡泵轉(zhuǎn)子軸向力。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，首級(jí)葉輪3的葉片可以是高低折邊葉片，次級(jí)葉輪4的葉片可以是高低折邊葉片。由于兩級(jí)旋流泵100的內(nèi)部存在明顯的漩渦，因此兩級(jí)旋流泵100可以采用高低折邊葉片，由此可以有效地減少環(huán)流損失，提高水力效率。具有折邊的葉輪，通過(guò)改善壓水室的流動(dòng)情況，減小了水力損失，提高了旋流泵揚(yáng)程和效率。

兩級(jí)旋流泵100的無(wú)葉腔內(nèi)部存在較強(qiáng)的縱向漩渦和軸向漩渦，首級(jí)葉輪3的葉片以及次級(jí)葉輪4的葉片選用高低折邊葉片，在提高兩級(jí)旋流泵100的水力效率的同時(shí)，對(duì)揚(yáng)程的影響很小，而且高低折邊葉片使兩級(jí)旋流泵100的高效點(diǎn)向小流量方向偏移。

首級(jí)葉輪3的葉片的前端面與泵體1的側(cè)面之間形成第一輸送通道，次級(jí)葉輪4與泵蓋2的側(cè)面之間形成與該第一輸送通道連通的第二輸送通道。隨葉輪深伸入無(wú)葉腔的尺寸的增大，揚(yáng)程曲線和效率曲線均升高，由此不僅可以保證兩級(jí)旋流泵100內(nèi)液體的回流空間，而且可以保證泵體1和首級(jí)葉輪3之間以及泵蓋2和次級(jí)葉輪4之間無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)間隙，從而消除了泵體1和首級(jí)葉輪3以及泵蓋2和次級(jí)葉輪4相互磨損的問(wèn)題，保證兩級(jí)旋流泵100即便長(zhǎng)期恒壓運(yùn)行，性能也不會(huì)下降。

首級(jí)葉輪3的葉片可以具有正沖角，次級(jí)葉輪4的葉片也可以具有正沖角。為首級(jí)葉輪3的葉片以及次級(jí)葉輪4的葉片添加正沖角，可以改善兩級(jí)旋流泵100在大流量條件下的工作性能。

有利地，首級(jí)葉輪3和次級(jí)葉輪4可以相向布置。兩級(jí)旋流泵100可以進(jìn)一步包括軸封，該軸封可以設(shè)在軸5與該軸承之間。該軸封可以是雙端面波紋管機(jī)械軸封。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。