一种紧凑型轴流泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种紧凑型轴流泵，适用于大中型水利工程泵站用立式轴流泵，属于水力机械技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，大型调水工程、农田排灌等建设快速发展，大中型灌排泵站建设投资也在不断加大，轴流泵作为一种扬程低，流量大的泵型，在我国泵站建设中被广泛使用。一般情况下，由于轴流泵常年在水下工作，这使得泵的安装和检修都十分困难，检修拆装工作量非常大。在传统结构的轴流泵使用中，若要经行安装和检修，先要关闭闸门，将管道和蓄水池中的水位降低，然后检修人员在池内水中进行零件的安装和检查，这就导致水下安装不便以及工作环境恶劣等问题。随后出现了轴流泵整体吊装检修的方法，该方法需要对弯管部分进行拆装，这就存在吊装困难，拆卸麻烦，水泵的相对位置改变等问题。因此，传统轴流泵导叶和弯管结构使泵的安装及检修变得复杂，增加了运行成本，对传统导叶结构进行创新设计是解决该问题的有效方法和途径。
[0003]目前国内对轴流泵导叶结构的创新设计有很多，如公开号为CN203035596U的专利技术，该专利提出了叶轮与导叶的配套结构，但在该配套结构后依然需要连接弯管以改变流向，没有从根本上解决装卸困难的问题；公开号为CN203285744U的专利技术，将导叶通过内筒体与管道连为一体，该段管道进口接叶轮出水口，管道出口接弯管，虽然导叶的装卸方便了，但在装卸叶轮时仍然需要水下作业或者拆卸弯管。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的轴流泵中导叶结构装卸困难的不足，本发明提供了一种紧凑型轴流泵，以实现叶轮和导叶的整体抽芯取出，方便安装和检修。
[0005]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0006]一种紧凑型轴流泵，包括叶轮、轴流泵叶片、叶轮轮毂、泵轴、导叶和导叶轮毂，所述导叶轮毂上设有挡板和至少两个相互间隔、围绕导叶轮毂螺旋上升的导叶片，所述导叶片的末端均终止于挡板；所述导叶片的外部设有轴向进口、径向出口的外壳，其入口接进水段，出口接出水段；所述挡板径向尺寸沿导叶轮毂切向延伸至外壳的出口，且轴向尺寸沿导叶轮毂的轴向从导叶片的起始端延伸至终止端；所述导叶片与外壳间有间隙，所述挡板与外壳的出口相连。
[0007]进一步的，所述导叶片为两个，分别是包角为周向360°的导叶长叶片和包角为周向180°的导叶分流叶片，所述导叶长叶片和导叶分流叶片的入口端关于导叶轮毂呈轴对称。
[0008]进一步的，所述导叶长叶片和导叶分流叶片的起始段均为径向尺寸由零逐渐增大的流线型；中间段的径向尺寸均保持不变，最后均逐渐终止于挡板。
[0009]进一步的，所述导叶长叶片和导叶分流叶片的厚度相同，旋向相同且与叶轮旋转方向一致。
[0010]进一步的，所述外壳为与导叶长叶片相匹配的螺旋状的蜗壳；所述蜗壳的内径与导叶长叶片外径相同，所述蜗壳的轴向高度和外径尺寸呈线性增加。
[0011]进一步的，所述蜗壳、导叶长叶片、导叶轮毂和挡板构成螺旋状的腔体，所述腔体轴面截面的半径和高度沿周向从导叶长叶片的起始端逐渐增大至终止端。
[0012]进一步的，所述蜗壳采用混凝土浇筑。
[0013]本发明的有益效果:
[0014](I)本发明采用螺旋状的导叶片、挡板、蜗壳的组合结构代替传统的导叶加弯管结构，使得叶轮和导叶可通过整体抽芯取出，方便安装检修；与一般导叶结构相比，进一步提高了扩散性能，并充分利用了液体从叶轮流出的旋转运动。
[0015](2)所述螺旋形导叶片的起始端为流线型，这使得流动更加平稳；其旋向与叶轮旋转方向一致，利用液体从叶轮流出的旋转运动将动能转化为压能，达到降速增压的效果；与导叶叶片匹配的蜗壳结构，提高了导叶的扩散性能，转换动能为压能，使液流轴向流进、径向流出；蜗壳结构采用了混凝土浇筑，不但提高了可靠性，还降低了运行和检修成本。导叶轮毂上设置的挡板与蜗壳出口连接进行周向定位，当泵轴旋转时，导叶不跟随泵轴一起运动，且与蜗壳相对位置不发生变化。
【附图说明】
[0016]图1为本发明所述紧凑型轴流泵的示意图。
[0017]图2为螺旋状的导叶片和挡板组合结构的三维示意图。
[0018]图3为图2的俯视图。
[0019]图4为蜗壳的不意图。
[0020]图5为图4的俯视图。
[0021]图6为图5中a，b，c，d，e截面的示意图。
[0022]附图标记说明如下:
[0023]1-导叶长叶片，2-导叶轮毂，3-导叶分流叶片，4-挡板，5-泵轴，6-轴流泵叶片，7-叶轮轮穀，8-蜗壳，9-进水段，10-出水段。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0025]如图1所示，轴流泵叶片6固定在叶轮轮毂7上，叶轮轮毂7通过键及轴端螺母与泵轴5固定，键约束旋转运动，轴端螺母约束轴向运动，叶轮与旋转轴的相对位置不发生变化。当流体经过叶轮时，高速旋转的轴流泵叶片6对流体做功，增加流体的动能和压能。导叶轮毂2与泵轴5通过轴承连接，导叶轮毂2上焊接有挡板4、导叶长叶片I和导叶分流叶片3，导叶的外部设有与导叶长叶片I相匹配的蜗壳8，蜗壳8的入口接进水段9，周向螺旋360°后接出水段10。
[0026]所述挡板4的径向尺寸沿导叶轮毂2的切向方向延伸并超出蜗壳8的出口端，用以进行周向定位，使导叶长叶片I和导叶分流叶片3不跟随泵轴5 —起转动且与蜗壳8相对位置不发生变化。导叶长叶片I及导叶分流叶片3与蜗壳8之间有间隙，导叶可通过抽芯与叶轮一起取出。当进行安装或检修时，只需将叶轮和导叶整体抽芯，在地面上进行安装和零件的检修，完毕后再将叶轮和导叶吊装复位即可。
[0027]如图2和图3所示，所述导叶长叶片I和导叶分流叶片3相互间隔且围绕导叶轮毂2周向螺旋上升，包角分别为周向360°和180°。所述导叶长叶片I和导叶分流叶片3的起始段均为径向尺寸由零逐渐增大的流线型使流动更加平稳且关于导叶轮毂2呈轴对称，中间段径向尺寸保持不变，最后均逐渐终止于挡板4 ;当旋转的流体通过导叶长叶片I和导叶分流叶片3后到达挡板4时，受挡板4和蜗壳8的作用，沿导叶轮毂2切向流出至出水段10。
[0028]导叶长叶片I和导叶分流叶片3厚度相同且保持不变，均为导叶轮毂2直径的百分之一，在满足强度要求下可适当放大或缩小厚度取值。从进水段9沿轴向看，导叶长叶片I和导叶分流叶片3的旋向与叶轮旋转方向相同，均为逆时针方向，可充分利用液流从叶轮流出后的旋转运动，并使流动更加平稳。
[0029]如图4所示，蜗壳8的轴向高度和外径尺寸沿圆周方向线性增加，使得由所述蜗壳8、导叶长叶片1、导叶轮毂7和挡板4构成的腔体的轴面截面的半径和高度沿周向从导叶长叶片I的起始端逐渐增大至终止端。为进一步描述该腔体的形状，如图5和图6所示过轴线分别做平面a，b，c，d，e，这5个截面的周向角度分别为0°，60。，120。，195。和270。，所述腔体的截面面积沿圆周方向逐渐增大。当高速旋转的流体进入腔体后，导叶长叶片I和导叶分流叶片3充分利用流体的旋转运动，并通过截面逐渐增大的腔体，使流体的动能降低，压能增大，达到降速增压的效果，从而使流动损失降低；蜗壳8采用混凝土浇筑工艺，不但提高了可靠性，还降低了运行和检修成本。
[0030]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种紧凑型轴流泵，包括叶轮、轴流泵叶片(6)、叶轮轮毂(7)、泵轴(5)、导叶和导叶轮毂(2)，其特征在于，所述导叶轮毂(2)上设有挡板(4)和至少两个相互间隔、围绕导叶轮毂(2)螺旋上升的导叶片，所述导叶片的末端均终止于挡板(4);所述导叶片的外部设有轴向进口、径向出口的外壳，其入口接进水段(9)，出口接出水段(10);所述挡板(4)径向尺寸沿导叶轮毂⑵切向延伸至外壳的出口，且轴向尺寸沿导叶轮毂⑵的轴向从导叶片的起始端延伸至终止端；所述导叶片与外壳间有间隙，所述挡板(4)与外壳的出口相连。
2.根据权利要求1所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述导叶片为两个，分别是包角为周向360°的导叶长叶片(I)和包角为周向180°的导叶分流叶片(3)，所述导叶长叶片(I)和导叶分流叶片⑶的入口端关于导叶轮毂⑵呈轴对称。
3.根据权利要求2所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述导叶长叶片(I)和导叶分流叶片(3)的起始段均为径向尺寸由零逐渐增大的流线型；中间段的径向尺寸均保持不变，最后均逐渐终止于挡板(4)。
4.根据权利要求3所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述导叶长叶片(I)和导叶分流叶片(3)的厚度相同，旋向相同且与叶轮旋转方向一致。
5.根据权利要求1或2所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述外壳为与导叶长叶片(I)相匹配的螺旋状的蜗壳(8);所述蜗壳(8)的内径与导叶长叶片(I)外径相同，所述蜗壳(8)的轴向高度和外径尺寸呈线性增加。
6.根据权利要求5所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述蜗壳(8)、导叶长叶片(1)、导叶轮毂(7)和挡板(4)构成螺旋状的腔体，所述腔体轴面截面的半径和高度沿周向从导叶长叶片(I)的起始端逐渐增大至终止端。
7.根据权利要求5所述的紧凑型轴流泵，其特征在于，所述蜗壳(8)采用混凝土浇筑。
【专利摘要】本发明提供了一种紧凑型轴流泵，包括叶轮、轴流泵叶片、叶轮轮毂、泵轴、导叶和导叶轮毂，所述导叶的叶片为螺旋形，所述导叶轮毂上设有挡板，所述螺旋形叶片经周向螺旋后终止于挡板处，所述挡板沿导叶轮毂切向延伸至出水口，其轴向由螺旋形叶片的起始端延伸至终止端；导叶长叶片和导叶分流叶片的厚度相同，旋向相同且与叶轮转方向一致；导叶长叶片外部还设有蜗壳，蜗壳的入口接进水段，周向螺旋360°后接出水段，挡板与蜗壳相连；本发明采用一种独特的螺旋导叶和挡板组合结构，取代传统的导叶和弯管结构，使叶轮和导叶可以整体抽芯，安装检修方便；同时改变了泵体中的液体流向，起到降速扩压、转换动能为压能的作用。
【IPC分类】F04D29-52, F04D3-00, F04D29-54, F04D29-64
【公开号】CN104564694
【申请号】CN201410830406
【发明人】张德胜, 潘强, 施卫东, 高雄发, 张俊杰, 张启华
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日