CN109989945A - 一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵 - Google Patents

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俞剑锋
陈金林
胡锦波
陈康明
樊华
赵炳锋
詹积粮
袁中帅
邵苏芳
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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Abstract

本发明公开了一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，包括进水流道和旋转叶轮、蜗壳式排水流道、可调节导水叶以及转动驱动机构；环绕旋转叶轮的出水方向周向布设有若干可调节导水叶，各个可调节导水叶连接于转动驱动机构，并可在转动驱动机构的驱动下作轴向转动；相邻的两个可调节导水叶之间可通过转动相互接触或分离；蜗壳式排水流道环绕可调节导水叶出水方向的一侧设置，当相邻的两个可调节导水叶之间相互分离时，其形成的空隙和蜗壳式排水流道相连通。本发明通过在旋转叶轮的出口设置可调节开度的导水叶，当偏离设计工况较多时，通过调节导水叶的角度可以实现调节离心泵的扬程及流量性能，实现离心泵的高效及稳定运行。

Description

一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵
技术领域
本发明涉及离心泵技术领域，具体涉及一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵。
背景技术
跨区域调水和跨季节调水已成为当今解决区域性和季节性水资源紧缺的重要途径。这种调水工程的建设涉及国家战略性工程，对水资源的优化利用意义重大，影响深远。
传统的离心水泵叶轮出口直接与排水流道连接，水泵不具有调节功能，当泵站的水位大幅变化时，水泵运行因大幅偏离设计扬程而出现振动、效率低、不能稳定运行等情况，泵站运行可能进入水泵驼峰区不能运行等，以上问题在水泵行业已普遍存在。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，旋转叶轮的出口设置可调节开度的导水叶，当偏离设计工况较多时，通过调节导水叶的角度可以实现调节离心泵的扬程及流量性能，实现离心泵的高效及稳定运行。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，包括进水流道和旋转叶轮，所述进水流道位于所述旋转叶轮的下方；还包括有蜗壳式排水流道、可调节导水叶以及转动驱动机构；在所述旋转叶轮的出水方向的一侧，环绕旋转叶轮周向布设有若干可调节导水叶，各个可调节导水叶连接于所述转动驱动机构，并可在转动驱动机构的驱动下作轴向转动；相邻的两个可调节导水叶之间可通过转动相互接触或分离；所述蜗壳式排水流道环绕所述可调节导水叶的出水方向的一侧设置；当相邻的两个可调节导水叶之间相互分离时，其形成的空隙和所述蜗壳式排水流道相连通。
进一步地，所述转动驱动机构包括操作环、操作环转动控制机构、连杆传动机构，各个可调节导水叶分别连接一连杆传动机构的一端，所述连接杆传动机构的另一端均连接于所述操作环的外缘；所述操作环连接于所述操作环转动控制机构，并由操作环转动控制机构控制转动。
更进一步地，所述操作环转动控制机构采用液压控制机构。
再进一步地，所述液压控制机构主要包括液压缸和控制器，所述控制器控制连接于所述液压缸，所述液压缸的执行杆连接于所述操作环的侧部。
进一步地，还包括有底环和顶盖，各个可调节导水叶的上端穿出所述顶盖与所述连杆传动机构连接；各个可调节导水叶的上端和下端还通过轴承分别与底环和顶盖连接。
进一步地，还包括有座环；所述座环主要由上环板、下环板和支撑柱构成，所述支撑柱的上端和下端分别连接于所述上环板和下环板；所述可调节导水叶和转动驱动机构均设于所述座环上，所述蜗壳式排水流道环绕所述座环的出水方向的一侧设置。
更进一步地，所述蜗壳式排水流道分别与所述座环的上环板、下环板刚性连接后与混凝土浇筑固定。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，全部流量必须经过可调节导水叶后进入金属蜗壳式排水流道中，当相邻的两个可调节导水叶相互接触时，即为排水流道全关状态，当相邻的两个可调节导水叶相互分离并且转动至最大角度时，到达最大开度位置，即为排水流道全开状态。通过调节所述可调节导水叶的角度，可以调节排水流道的开度，从而实现对离心泵运行工况的精准调节，校正离心泵偏离工况以及参与离心泵的开停机。
2、本发明设计的可调节导水叶具有快速开启及关闭的功能，可替代泵组的出口保护阀门，当泵组启动及事故时可快速动作，实现快速开启或关闭并保护泵组。
3、本发明可以适应大型及超大型立式水泵机组的结构要求。
4、金属蜗壳式排水流道能有效地改善水泵出口的水力流态，提高水泵的运行效率。
5、本发明中，可调节导水叶关闭时，实现了旋转叶轮的压水启动(排出叶轮的水)，实现大型离心泵的变频器启动。
本发明可用于各种输水工程。
附图说明
图1为本发明实施例中离心泵的横向剖面图；
图2为本发明实施例中离心泵的俯视局部剖面图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1-2所示，一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，包括进水流道1和旋转叶轮2，所述进水流道1位于所述旋转叶轮2的下方；还包括有蜗壳式排水流道5、可调节导水叶3以及转动驱动机构；在所述旋转叶轮2的出水方向的一侧，环绕旋转叶轮2周向布设有若干可调节导水叶3，各个可调节导水叶3连接于所述转动驱动机构，并可在转动驱动机构的驱动下作轴向转动；相邻的两个可调节导水叶3之间可通过转动相互接触或分离；所述蜗壳式排水流道5环绕所述可调节导水叶的出水方向的一侧设置，当相邻的两个可调节导水叶3之间相互分离时，其形成的空隙和所述蜗壳式排水流道5相连通。
在上述液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵中，水在旋转叶轮2的作用下，从进水流道1进入旋转叶轮2，经过可调节导水叶3后进入蜗壳式排水流道5，实现将水从低海拔位置向高海拔位置输送。其中，全部流量必须经过可调节导水叶后进入蜗壳式排水流道中，当相邻的两个可调节导水叶相互接触时，即为排水流道全关状态，当相邻的两个可调节导水叶相互分离并且转动至最大角度时，到达最大开度位置，即为排水流道全开状态。通过调节所述可调节导水叶的角度，可以调节排水流道的开度，从而实现对离心泵运行工况的精准调节，校正离心泵偏离工况以及参与离心泵的开停机。
需要说明的是，蜗壳式排水流道5可采用金属材料制成。
进一步地，所述转动驱动机构包括操作环9、操作环转动控制机构、连杆传动机构4，各个可调节导水叶3分别连接一连杆传动机构4的一端，所述连接杆传动机构4的另一端均传动连接于所述操作环9的外缘；所述操作环9连接于所述操作环转动控制机构，并由操作环转动控制机构控制转动。
上述转动驱动机构中，操作环转动控制机构用于控制操作环9的转动，操作环9转动时，所有的连杆传动机构4在操作环9的带动同步转动，从而带动所有的可调节导水叶3同步转动。
在本实施例中，所述操作环转动控制机构采用液压传动控制方式。由液压控制机构10完成操作。
在本实施例中，所述液压控制机构主要包括液压缸及控制器，控制器控制连接于所述液压缸，所述液压缸的执行杆连接于所述操作环的一侧，通过执行杆的伸缩带动操作环转动，从而带动各个连接杆传动机构转动，最终带动可调节导水叶转动。在本实施例中，液压缸设有两个，两个液压缸的执行杆分别连接于操作环的两侧，通过两个执行杆相反方向的运动驱动操作环向设定的方向转动设定的角度。
进一步地，还包括有底环7和顶盖6，各个可调节导水叶3的上端穿出所述顶盖6与所述连杆传动机构4连接；各个可调节导水叶3还通过轴承与底环7和顶盖6连接。底环7、顶盖6和可调节导水叶3共同形成一个闭环流道，可以保证所有流量只能通过可调节导水叶流出。
进一步地，还包括有座环8，所述座环主要由上环板、下环板和支撑柱构成，所述支撑柱的上端和下端分别连接于所述上环板和下环板；所述可调节导水叶3和转动驱动机构均设于所述座环上，所述蜗壳式排水流道5位于所述座环的出水方向的外侧。实际应用时，蜗壳式排水流道5与座环8的上环板、下环板通过焊接固定连接。座环8连同蜗壳式排水流道5一起被浇筑在钢筋混凝土里。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，包括进水流道和旋转叶轮，所述进水流道位于所述旋转叶轮的下方；还包括有蜗壳式排水流道、可调节导水叶以及转动驱动机构；在所述旋转叶轮的出水方向的一侧，环绕旋转叶轮周向布设有若干可调节导水叶，各个可调节导水叶连接于所述转动驱动机构，并可在转动驱动机构的驱动下作轴向转动；相邻的两个可调节导水叶之间可通过转动相互接触或分离；所述蜗壳式排水流道环绕所述可调节导水叶的出水方向的一侧设置；当相邻的两个可调节导水叶之间相互分离时，其形成的空隙和所述蜗壳式排水流道相连通。
2.根据权利要求1所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，所述转动驱动机构包括操作环、操作环转动控制机构、连杆传动机构，各个可调节导水叶分别连接一连杆传动机构的一端，所述连接杆传动机构的另一端均连接于所述操作环的外缘；所述操作环连接于所述操作环转动控制机构，并由操作环转动控制机构控制转动。
3.根据权利要求2所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，所述操作环转动控制机构采用液压控制机构。
4.根据权利要求3所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，所述液压控制机构主要包括液压缸和控制器，所述控制器控制连接于所述液压缸，所述液压缸的执行杆连接于所述操作环的侧部。
5.根据权利要求1所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，还包括有底环和顶盖，各个可调节导水叶的上端穿出所述顶盖与所述连杆传动机构连接；各个可调节导水叶的上端和下端还通过轴承分别与底环和顶盖连接。
6.根据权利要求1所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，还包括有座环；所述座环主要由上环板、下环板和支撑柱构成，所述支撑柱的上端和下端分别连接于所述上环板和下环板；所述可调节导水叶和转动驱动机构均设于所述座环上，所述蜗壳式排水流道环绕所述座环的出水方向的一侧设置。
7.根据权利要求6所述的液控导叶调节流量立式金属蜗壳离心泵，其特征在于，所述蜗壳式排水流道分别与所述座环的上环板、下环板刚性连接后与混凝土浇筑固定。
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