一种适用于离心泵的抗气蚀导流结构

1.本实用新型属于离心泵配件技术领域，尤其涉及一种适用于离心泵的抗气蚀导流结构。


背景技术：

2.目前，气蚀对离心泵工作性能有重要的影响，其造成的损伤还会严重缩短离心泵的寿命。离心泵运转时，泵内的液体在进入叶轮叶片之前压力一直下降，进入叶轮叶片后随叶片旋转，速度升高，动能增加，从而能够克服管道阻力或重力影响，被输送到较远或较高地方。
3.由于离心泵液体进口的节流作用，泵内压力最低点一般位于叶片入口附近的截面处，若其局部压力小于此处温度下该液体的饱和蒸气压，液体就要汽化，同时溶解在该液体中的气体也逸出，形成大量小气泡，从而使得液流的过流面积减小，流动损失增大，导致泵内流量减小，扬程变小，效率降低，性能恶化。同时，气泡还会随液体流到离心泵叶轮的背缘，此处液体压力高于气泡内的压力，则气泡会凝结溃灭，形成空穴。瞬间，周围的液体以极高的速度向空穴冲击，造成液体互相撞击，使局部压力骤然剧增，有时可达数百个大气压，阻碍液体正常流动，严重时会造成断流。如果这些气泡在流道壁面附近溃灭，则周围的液体以极高频率和速度连续撞击金属表面，金属表面会因冲击、疲劳而剥落。若气泡内还夹杂某些活性气体(如氧气等)，它们借助蒸气凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，对金属起电化学腐蚀作用，这就更会加快金属剥落速度。这种液体汽化、凝结形成高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥落和电化学腐蚀的综合现象统称为气蚀。
4.气蚀产生与离心泵输运液体特质，离心泵叶轮结构有关，也与离心泵运行条件，如转速有强相关。一般而言，我们可以通过以下几点，尽量避免气蚀现象的发生：
5.1)提高离心泵本身抗气蚀性能，如：改进泵的入口至叶轮附近的结构设计；采用前置诱导轮，以提高液流压力；采用双吸叶轮，用以减缓进口流速；采用抗气蚀的材料等。
6.2)提高进液装置有效气蚀余量，如：减小管路上的流动损失；降低泵入口工质介质温度等。
7.以上措施可根据泵的选型、选材以及使用现场等条件，进行综合分析，适当加以应用。而在日常使用泵站前一定要按操作规程来进行，定期检查和维护离心泵的进出口管路以及叶片也是较为有效的离心泵抗气蚀运行方法。但总体而言，抑制气泡产生以及其在叶轮背部的聚集是减缓气蚀危害的重要举措。
8.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
9.(1)由于离心泵本身的机械性能和设计使得气蚀现象更加的严重。
10.(2)由于管路流动损失过大而进口的流速过大造成进口处的气蚀更加严重。
11.解决以上问题及缺陷的难度为：液体离心泵内流道内气蚀的发生是客观存在的现象，不可避免，我们能做的是降低气蚀发生的机率。当离心泵运转速度过大，离心泵叶轮腔内负压产生机率越高，越容易发生气蚀。工程上，主要通过增大离心泵进口压力，即增加进
口流量，如：加装增压泵，来降低泵气蚀发生概率，还少有从优化泵体结构角度，提升离心泵自身的抗气蚀能力。
12.解决以上问题及缺陷的意义为：本实用新型通过在泵体外壳加设循环回流道，加强离心泵高速运转工况下回流，来弥补泵高速运转时的进口流，减弱气蚀发生机率，同时通过设置的气泡流道，规范气泡流动路径，使产生气泡有序转移，抑制气泡在流场高流动区域发生爆炸，降低气蚀危害。本实用新型从结构优化角度，提升离心泵泵体的抗气蚀等级。


技术实现要素：

13.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种适用于离心泵的抗气蚀导流结构。
14.本实用新型是这样实现的，一种适用于离心泵的抗气蚀导流结构包括：
15.液体导流结构和气泡导流结构；
16.所述液体导流结构设置有多道位于外壳里侧的液体导流道；
17.所述气泡导流结构设置有多道位于叶轮背面的气泡导流道；
18.所述液体导流道和气泡导流道分别凸出于外壳里侧表面和叶轮背面。
19.进一步，所述液体导流道为反液流方向，从外到内，逐渐加高。
20.进一步，所述液体导流道在壳体里侧均布设置，尺寸为0.5-0.8mm，数量为叶轮数的1.5倍。
21.进一步，所述气泡导流道数为2-3道，气泡导流道早深后浅，尾端位于叶轮最大曲率处。
22.进一步，壳体导流道与叶轮呈15～20度夹角。
23.结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：
24.本实用新型能优化离心泵内流场结构，大幅度提高离心泵的抗气蚀能力。
25.本实用新型在离心泵以正常转速运转时，由于气泡导流和液流补充结构更多充任泵的加强筋作用，由于筋体较浅，对离心泵流体的流向、输运影响极小。气泡导流结构起经常性作用，能弱化严重气蚀损伤的发生，而回流补充结构一般在离心泵高速运转时，通过回流的循环补充，起到抑制气泡产生作用。两种结构的融合运用，能有效提升离心泵工作效能和工作寿命。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型实施例提供的适用于离心泵的抗气蚀导流结构的示意图。
28.图2是本实用新型实施例提供的气泡导流结构的示意图。
29.图3是本实用新型实施例提供的液体导流道的结构示意图。
30.图4是本实用新型实施例提供的气泡导流结构的示意图。
31.图5是本实用新型实施例提供的气泡导流道的结构示意图。
32.图6是本实用新型实施例提供的适用于离心泵的抗气蚀导流结构立体图。
33.图中：1、外壳；2、叶轮；3、法兰盘；4、液体导流结构；5、气泡导流结构；6、凹槽通孔；7、螺栓孔；8、液体导流道；9、气泡导流道。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种适用于离心泵的抗气蚀导流结构，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。
36.如图1至图6所示，本实用新型实施例提供的适用于离心泵的抗气蚀导流结构包括液体导流结构4和气泡导流结构5；
37.本实用新型实施例中的液体导流结构4设置有多道位于外壳里侧的液体导流道8；液体导流道为反液流方向，从外到内，逐渐加高，尺寸为0.5-0.8mm；反流向结构在壳体上形成均布，形成流道数量为1.5倍(取整数)叶轮数。
38.本实用新型实施例中的气泡导流结构5设置有多道位于叶轮背面的气泡导流道9；气泡导流道9高0.3-0.5mm，宽0.8-1.2mm；结构均布，根据叶轮宽度，形成流道数，流道数一般2-3道；气泡导流道9早深后浅，消失于叶轮最大曲率处。壳体导流道与叶轮呈15～20度夹角。
39.本实用新型在使用时，离心泵通过法兰盘和凹槽通孔外侧分布的圆形内螺纹螺栓孔与外部管路连通固定，泵工作时，液体导流结构4与液体相对运动，起到回流作用，通过回流的循环补充，可起到抑制气泡产生作用；离心泵转轴上叶轮的气泡导流结构5为叶轮背面的凸起的气泡导流道9，叶轮根部产生的气泡，经气泡导流道9汇集沿叶轮边溢出，以降低气泡撕裂产生气蚀的危害程度。两种结构的融合运用，可有效提升离心泵工作效能和工作寿命。
40.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。