一種減小離心泵軸向力的回流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及離心栗領(lǐng)域，尤其是一種減小離心栗軸向力的回流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]離心栗是一種通用機械，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。栗在運轉(zhuǎn)過程中，葉輪上作用著軸向力，該力拉動葉輪軸向移動，與固定零件接觸，造成栗零件的損壞以致不能正常工作，嚴重地影響了離心栗運行的可靠性和安全性。因此，必須平衡或者減小軸向力，才能保證離心栗安全、可靠地運行。
[0003]離心栗產(chǎn)生軸向力的主要原因是前后蓋板不對稱，后蓋板的壓力大于前蓋板，兩個力的方向相反，從而產(chǎn)生指向葉輪吸入口的力。目前減小軸向力的方法多為減小后栗腔中的壓力，比如平衡孔與密封環(huán)結(jié)構(gòu)、平衡盤、背葉片等結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)減小軸向力的同時，也會降低運行效率，平衡孔與密封環(huán)、平衡盤等裝置會加劇容積損失，背葉片結(jié)構(gòu)增大了軸功率，從而降低了運行效率。
[0004]專利CN201310251695.6《一種核電用離心式余熱排出栗回流裝置》中，將后栗腔的高壓流體引入到余熱排出栗的進口，增大進口流體的平均壓力從而改善汽蝕性能。但是，余熱排出栗的進口速度較大，從后栗腔引入的高壓流體的速度方向與進口速度方向垂直，會產(chǎn)生沖擊損失，也惡化了葉輪進口流動穩(wěn)定性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種減小離心栗軸向力的回流裝置，在不擾動葉輪內(nèi)部流場的前提下，通過加大前蓋板上的壓力，從而減小與后蓋板上的壓差，達到減小軸向力的目的。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0007]本發(fā)明提供了一種減小離心栗軸向力的回流裝置，在離心栗出口段I周向均勻開設(shè)回流孔2;在栗前蓋周向均勻開設(shè)回流孔4和回流孔5;回流管路6的兩端聯(lián)接回流孔2和回流孔4、回流孔5，一個回流孔2聯(lián)接一個回流孔4和一個回流孔5，回流管路6可采用三通結(jié)構(gòu)；高壓流體從離心栗出口段I上的回流孔2流出，經(jīng)過回流管路6，從回流孔4和回流孔5進入壓力較低的前栗腔。本發(fā)明在不擾動葉輪內(nèi)部流場以及降低效率的前提下，通過加大前蓋板上的壓力，減小與后蓋板上的壓差，達到減小離心栗軸向力的目的。
[0008]—種減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，在栗前蓋3的栗出口段I周向均勻開設(shè)4-8個第一回流孔2，在栗前蓋3前端面上周向均勻開設(shè)4-8個第二回流孔4和4-8個第三回流孔5;所述第二回流孔4、第三回流孔5不在同一圓上;所述第一回流孔2與第二回流孔
4、第三回流孔5之間通過三通結(jié)構(gòu)的回流管路7連通。
[0009]進一步的，所述第一回流孔2、第二回流孔4、第三回流孔5的數(shù)量相等，第一回流孔2及與其所連通的第二回流孔4、第三回流孔5在同一徑向位置上。
[0010]進一步的，所述第二回流孔4、第三回流孔5避開栗前蓋3前端面的豎直直徑和水平直徑開設(shè)。
[0011]進一步的，所述第二回流孔4、第三回流孔5分布在葉輪外徑與葉輪前口環(huán)之間，其徑向位置關(guān)系是:
[0012]第二回流孔4 徑向位置:D2 = D3+(0.1 ?0.5)(D4-D3);
[0013]第三回流孔5 徑向位置= D1 = Dd(Oj-Oj)(D4-D3);
[0014]其中=D1為第三回流孔5位置直徑，D2為第二回流孔4位置直徑，D3為前口環(huán)8的直徑，D4為葉輪外徑。
[0015]進一步的，第二回流孔4的過流斷面面積大于等于第三回流孔5的過流斷面面積，第一回流孔2的過流斷面面積大于等于第二回流孔4和第三回流孔5的過流斷面面積之和。
[0016]本發(fā)明所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，通過在栗出口段I周向均勻開設(shè)4-8個第一回流孔2，在栗前蓋3前端面上周向均勻開設(shè)4-8個第二回流孔4和4-8個第三回流孔5;并采用三通結(jié)構(gòu)的回流管路7連通。高壓流體從離心栗出口段I上的第一回流孔2流出，經(jīng)過回流管路7，從第二回流孔4和第三回流孔5進入壓力較低的前栗腔，通過將離心栗出口段I的高壓流體弓I入到前栗腔，增大流體作用在葉輪前蓋板6上的壓力，從而減小與后蓋板上的壓差。葉輪是栗最重要的做功過流部件，本回流裝置增大了前栗腔流體的壓力，前栗腔一部分壓力較高的流體經(jīng)過口環(huán)節(jié)流降壓，然后進入栗的進口段，還有一部分流體進入到葉輪出口處再流進蝸殼，并不影響葉輪中的流動。因此，本發(fā)明在不擾動葉輪內(nèi)部流場的前提下，達到減小軸向力的目的。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明所述一種減小離心栗軸向力的回流裝置示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明栗前蓋上的第二回流孔、第三回流孔的分布示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明所述離心栗出口段第一回流孔示意圖。
[0020]圖中:
[0021]1-出口段，2-第一回流孔，3-栗前蓋，4-第二回流孔，5-第三回流孔，6-葉輪前蓋板，7-回流管路，8-前口環(huán)。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，在栗前蓋3的出口段I周向均勻開設(shè)4-8個第一回流孔2，在栗前蓋3前端面上周向均勻開設(shè)4-8個第二回流孔4和4-8個第三回流孔5;所述第二回流孔4、第三回流孔5不在同一圓上;所述第一回流孔2與第二回流孔4、第三回流孔5之間通過三通結(jié)構(gòu)的回流管路7連通。高壓流體從離心栗出口段I上的第一回流孔2流出，經(jīng)過回流管路7，從第二回流孔4和第三回流孔5進入壓力較低的前栗腔，通過將離心栗出口段I的高壓流體引入到前栗腔，增大流體作用在葉輪前蓋板6上的壓力，從而減小與后蓋板上的壓差。本回流裝置增大了前栗腔流體的壓力，前栗腔一部分壓力較高的流體經(jīng)過口環(huán)節(jié)流降壓，然后進入栗的進口段，還有一部分流體進入到葉輪出口處再流進蝸殼，并不影響葉輪中的流動。因此，本發(fā)明在不擾動葉輪內(nèi)部流場的前提下，達到減小軸向力的目的。
[0024]較佳地，所述第一回流孔2、第二回流孔4、第三回流孔5的數(shù)量相等，第一回流孔2及與其所連通的第二回流孔4、第三回流孔5在同一徑向位置上。
[0025]所述第二回流孔4、第三回流孔5避開栗前蓋3前端面的豎直直徑和水平直徑開設(shè)。
[0026]所述第二回流孔4、第三回流孔5分布在葉輪外徑與葉輪前口環(huán)之間，其徑向位置關(guān)系是:
[0027]第二回流孔4徑向位置:D2= D3+(0.1 ?0.5)(D4-D3)；
[0028]第三回流孔5 徑向位置= D1 = Dd(Oj-Oj)(D4-D3);
[0029]其中=D1為第三回流孔5位置直徑，D2為第二回流孔4位置直徑，D3為前口環(huán)8的直徑，D4為葉輪外徑。
[0030]第二回流孔4的過流斷面面積大于等于第三回流孔5的過流斷面面積，第一回流孔2的過流斷面面積大于等于第二回流孔4和第三回流孔5的過流斷面面積之和。
[0031]以一臺低比轉(zhuǎn)數(shù)離心栗離心栗IS50-32-160為例，在離心栗出口段I周向均勻開設(shè)8個第一回流孔2;在栗前蓋3周向均勻開設(shè)8個第二回流孔4和8個第三回流孔5，第二回流孔4和第三回流孔5在栗前蓋3周向上均勻分布，并避開栗前蓋3前端面的豎直直徑和水平直徑開設(shè)；回流管路7采用三通結(jié)構(gòu)；回流管路7的兩端連接第一回流孔2和第二回流孔4、第三回流孔5，第一回流孔2、第二回流孔4、第三回流孔5的數(shù)量相等，第一回流孔2及與其所連通的第二回流孔4、第三回流孔5在同一徑向位置上。前口環(huán)8的直徑D3 = 70mm，葉輪外徑D4 =160mm,
[0032]第二回流孔4徑向位置:D2 = D3+0.3(D4_D3) = 97mm
[0033]第三回流孔5 徑向位置:D1 = D3+0.7 (D4-D3 ) = 133mm
[0034]第二回流孔4和第三回流孔5的直徑為5mm，第一回流孔2的直徑為12mm。
[0035]通過數(shù)值模擬，葉輪的水力效率沒有下降，而軸向力減小了35%。
[0036]所述實施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，在栗前蓋(3)的出口段(I)周向均勻開設(shè)4-8個第一回流孔(2)，在栗前蓋(3)前端面上周向均勻開設(shè)4-8個第二回流孔(4)和4-8個第三回流孔(5);所述第二回流孔(4)、第三回流孔(5)不在同一圓上;所述第一回流孔(2)與第二回流孔(4)、第三回流孔(5)之間通過三通結(jié)構(gòu)的回流管路(7)連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，所述第一回流孔(2)、第二回流孔(4)、第三回流孔(5)的數(shù)量相等，第一回流孔(2)及與其所連通的第二回流孔(4)、第三回流孔(5)在同一徑向位置上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，所述第二回流孔(4)、第三回流孔(5)避開栗前蓋(3)前端面的豎直直徑和水平直徑開設(shè)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，所述第二回流孔(4)、第三回流孔(5)分布在葉輪外徑與葉輪前口環(huán)之間，其徑向位置關(guān)系是: 第二回流孔4徑向位置:D2 = D3+ (0.1?0.5) (D4-D3)； 第三回流孔5徑向位置^! = 03+(0.5?0.9)(D4-D3); 其中=D1為第三回流孔(5)位置直徑，D2為第二回流孔(4)位置直徑，D3為前口環(huán)(8)的直徑，D4為葉輪外徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減小離心栗軸向力的回流裝置，其特征在于，第二回流孔(4)的過流斷面面積大于等于第三回流孔(5)的過流斷面面積，第一回流孔(2)的過流斷面面積大于等于第二回流孔(4)和第三回流孔(5)的過流斷面面積之和。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種減小離心泵軸向力的回流裝置，在離心泵出口段周向均勻開設(shè)第一回流孔；在泵前蓋周向均勻開設(shè)第二回流孔和第三回流孔；三通結(jié)構(gòu)的回流管路的兩端聯(lián)接第一回流孔和第二回流孔和第三回流孔。高壓流體從離心泵出口段上的回流孔流出，經(jīng)過回流管路，從回流孔和回流孔進入壓力較低的前泵腔。本發(fā)明在不擾動葉輪內(nèi)部流場以及降低效率的前提下，通過加大前蓋板上的壓力，減小與后蓋板上的壓差，達到減小離心泵軸向力的目的。
【IPC分類】F04D29/42
【公開號】CN105508302
【申請?zhí)枴緾N201610029030
【發(fā)明人】顧延東, 袁壽其, 裴吉, 王文杰, 孟凡, 陳佳
【申請人】江蘇大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月15日