CN211900990U - 一种用于多级离心泵的叶轮及多级离心泵 - Google Patents

Abstract

一种用于多级离心泵的叶轮及多级离心泵，属于离心泵技术领域。所述叶轮为分体式结构，包括叶片、叶轮后盖板、叶轮母体、叶轮前盖板，所述叶轮母体是在套筒外周延伸成圆盘结构，所述圆盘结构形成安装叶轮的叶轮后盖板，其安装叶片侧为弧形面，在弧形面和叶轮前盖板间沿圆周均匀间隔布置5枚叶片，另一侧为直面，直面端为套筒结构。本实用新型减少机泵的空化、振动现象，机械密封运行平稳，从而达到提高泵的效率，增加节能效果。

Description

一种用于多级离心泵的叶轮及多级离心泵

技术领域

本实用新型属于离心泵技术领域，特别是涉及一种用于多级离心泵的叶轮及多级离心泵。

背景技术

现有的多级离心泵，叶轮开口为4mm叶轮外径为240mm。其叶轮开口小直径大，铸造后叶轮内部易产生包砂、沙眼和缩松，且无法整体铸造。且多级离心泵叶轮的进口处因一定真空压力下会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，这种汽泡的形成发展和破裂以致材料受到破坏的全过程，称为汽蚀现象，产生汽蚀会致使材料受到破坏，会引起强烈的振动，汽蚀发展严重时，大量汽泡的存在会堵塞流道的截面，减少流体从叶轮获得的能量，导致扬程下降，效率也相应降低，汽泡的溃灭又引起振动噪声，影响整个泵的机械性能。尤其是首级叶轮出现汽蚀现象较多，特别是高温及液态烃介质，产生汽蚀会致使材料受到破坏，会引起强烈的振动，严重时会导致整个泵机械性能受到影响，甚至影响整个装置运行。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，为了解决首级叶轮存在的汽蚀现象，本实用新型提供一种用于多级离心泵的叶轮及多级离心泵，通过分体式设计，改变其整体结构，减小液流急据加速与降低，从而减少汽蚀现象。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型一种用于多级离心泵的叶轮，所述叶轮为分体式结构，包括叶片、叶轮后盖板、叶轮母体、叶轮前盖板，所述叶轮母体是在套筒外周延伸成圆盘结构，所述圆盘结构形成安装叶轮的叶轮后盖板，其安装叶片侧为弧形面，在弧形面和叶轮前盖板间沿圆周均匀间隔布置5枚叶片，另一侧为直面，直面端为套筒结构。

优选地，所述叶轮前盖板为弧形结构，一端带有与叶轮密封环连接的套筒，另一端为喇叭口状，叶轮前盖板的内壁与叶片接触侧结构相同；套筒与喇叭口状连接处带有一台阶，以定位叶轮密封环。

优选地，所述叶轮前盖板为弧形结构的弧度d为80～85度，曲率半径Ri为19-19.8mm。

优选地，所述叶片为弧形曲面结构，弧度γ为90～100度，曲率半径R为192～195mm。

优选地，所述叶轮入口处直径di，di尺寸为0.833Di，Di尺寸是平衡机构中大鼓直径。

一种多级离心泵，包括多级所述的叶轮，所述叶轮的二级至末级叶轮入口处直径相同，首级叶轮入口处直径d1大于二级至末级叶轮入口处直径d2的3％-5％。

优选地，所述首级叶轮前盖板进口处曲率半径R1大于二级至末级叶轮前盖板进口处曲率半径R2的4％-5％。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型通过设置多级分体式叶轮，通过带有圆盘结构的叶轮母体上安装沿圆周均匀间隔布置5枚叶片，在叶轮母体两侧的套筒结构分别用于安装导叶和中段，导叶、中段与叶轮间形成满足介质通过的流道，减少机泵的空化、振动现象，机械密封运行平稳，从而达到提高泵的效率，增加节能效果。

2、本实用新型通过加大叶轮入口处直径，增大叶轮前盖板进口段的曲率半径，并且增大首级叶轮的入口处直径及叶轮前盖板进口段的曲率半径，增大了过流面积，减小叶轮进口绝对速度及相对速度，从而减小液流急据加速与降低，减少汽蚀现象，增加了多级离心泵的使用寿命，使泵能长时间的平稳的运行，带来了巨大的经济效益。

3.本实用新型在降低汽蚀现象产生的同时，减小介质对叶轮的冲刷磨损，增加流量及扬程，提高效率，增加节能效果，减小振动，机泵运行稳定。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为单个叶轮的安装结构示意图。

图3为图1中叶片安装示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为图1中叶轮前盖板的结构示意图。

图6为叶轮参数示意图。

图7为现有首级叶轮空泡体积等值面图。

图8为本实用新型首级叶轮空泡体积等值面图。

图9为本实用新型安装于离心泵的结构示意图。

1.叶轮，101.叶片，102.叶轮后盖板，103.叶轮母体，104.叶轮前盖板，105.叶轮密封环，106.中段密封环，107.导叶密封环，108.流道；

2.首级叶轮，3.末级叶轮，

4.驱动端冷却函体，5.前盖，6.吸入段，7.非驱动端轴承部件，8.平衡机构，9.中段，10.吐出段，11.导叶，12.穿杠螺母，13.后盖，14.非驱动端冷却函体，15.泵轴，16.穿杠螺栓，17.驱动端轴承部件，18.机械密封。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

实施例：如图1所示，本实用新型为分体式结构，包括叶片101、叶轮后盖板102、叶轮母体103、叶轮前盖板104，所述叶轮母体103是在套筒外周延伸成圆盘结构，所述圆盘结构形成安装叶轮的叶轮后盖板102，其安装叶片101侧为弧形面，弧形面端通过叶轮前盖板104上套置的叶轮密封环105和叶轮中段内圈的中段密封环106配合套装，在弧形面和叶轮前盖板104间沿圆周均匀间隔布置5枚叶片101，另一侧为直面，直面端为套筒结构，在安装时，直面端的套筒通过导叶密封环17安装导叶11。

如图5所示，所述叶轮前盖板104为弧形结构，其弧度d为80～85度，本例中d为85度；一端带有与叶轮密封环105连接的套筒，另一端为喇叭口状，叶轮前盖板104的内壁与叶片接触侧结构相同，保证两者紧密接触；套筒与喇叭口状连接处带有一台阶，以定位叶轮密封环105。

如图2所示，所述叶轮中段9为各级叶轮的级间隔板，用于与相邻两级叶轮结构配合连接，相邻两个级间隔板连接部位为凹槽定位配合结构，与相邻两侧的叶轮导叶间通过螺栓连接，与叶轮通过中段密封环106配合套装，相对叶轮及导叶端带有开口槽。

如图3、图4所示，本例所述叶片101为弧形曲面结构，弧度γ为90～100度，即γ为叶片71相对中段9的内侧弧线与泵轴15水平轴线间的夹角，曲率半径R为192～195mm；本例中γ为100度，R为195mm，所述叶轮入口处直径di，di尺寸为0.833Di，Di尺寸是平衡机构中大鼓直径，本例Di为135mm。所述叶片101与叶轮前盖板104焊接，保证液体不在叶片101间窜动，减少容积损失，提高泵的效率。导叶11为开式导叶，即其相对叶轮端带有开口槽，导叶11、中段9与叶轮间的开口槽形成整体流道108，流经叶片的液体经叶片流入整体流道108，经中段9和导叶11间的流道流出。开式导叶的开口槽可以在满足要求的情况下加大铸造，内部便于清理打光，减小摩擦损失，提高泵的效率。

如图2所示，所述叶轮密封环105为与叶轮前盖板104配合的套筒结构，中段密封环106为与叶轮密封环105和中段9分别配合的带有定位台阶的筒状结构，导叶密封环107为叶轮母体103和导叶11配合的带有定位台阶的筒状结构。

如图7、图8所示，为现有首级叶轮和本实用新型优化后的首级叶轮空泡体积等值面图，首级叶轮优化前后都发生了汽蚀现象，其汽蚀区域主要在叶片前缘背面侧如图8所示剖面线部分，图中可明确看出空泡的非对称分布，说明空化流动具有较强的不稳定性。对比空泡形态，优化后叶轮比原叶轮空泡形态及汽蚀区域要小一些，说明与原叶轮相比，优化叶轮的汽蚀性能得到明显提升。

如图6、图8所示，本实用新型用于多级离心泵，包括吸入段、吐出段、泵轴15、叶轮1、机械密封18、前盖5、后盖13、平衡机构11、驱动端轴承部件2和非驱动端轴承部件7，所述叶轮1为多级叶轮，顺次套置在泵体吸入段6和吐出段10间的泵轴15上，所述叶轮的二级至末级叶轮入口处直径相同，首级叶轮入口处直径d1大于二级至末级叶轮入口处直径d2的3％-5％，本例首级叶轮入口处直径d1为110mm，二级至末级叶轮入口处直径d2为106.5mm，增大了过流面积，减少汽蚀现场产生；每个所述叶轮1对应泵体吸入段6与中段9，对应吐出段10设置导叶11，泵体吸入段6套置在泵轴15上，泵体吐出段10通过平衡机构11套置在泵轴15及末级叶轮套筒上，在泵体吸入段6和吐出段10间形成介质流动的泵腔，泵体吸入段6连接前盖5，通过前盖5连接驱动端冷却函体4一端，驱动端冷却函体4另一端连接驱动端轴承部件17，吐出段10端部连接后盖13，通过后盖13连接非驱动端冷却函体14一端，非驱动端冷却函体14另一端连接非驱动端轴承部件7，在驱动端冷却函体4和非驱动端冷却函体14的凹槽内均设置有套置于泵轴上的机械密封18。

所述首级叶轮前盖板进口处曲率半径R1大于二级至末级叶轮前盖板进口处曲率半径R2的4％-5％；本例首级叶轮前盖板进口处曲率半径R1为19.8mm，二级至末级叶轮前盖板进口处曲率半径R2为19mm；在不影响机械性能的同时减少了汽蚀现象的产生。

本例其他未提及的零部件均为本领域普通技术人员熟知的现有通用结构。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于多级离心泵的叶轮，其特征在于：所述叶轮为分体式结构，包括叶片、叶轮后盖板、叶轮母体、叶轮前盖板，所述叶轮母体是在套筒外周延伸成圆盘结构，所述圆盘结构形成安装叶轮的叶轮后盖板，其安装叶片侧为弧形面，在弧形面和叶轮前盖板间沿圆周均匀间隔布置5枚叶片，另一侧为直面，直面端为套筒结构。

2.根据权利要求1所述用于多级离心泵的叶轮，其特征在于：所述叶轮前盖板为弧形结构，一端带有与叶轮密封环连接的套筒，另一端为喇叭口状，叶轮前盖板的内壁与叶片接触侧结构相同；套筒与喇叭口状连接处带有一台阶，以定位叶轮密封环。

3.根据权利要求2所述用于多级离心泵的叶轮，其特征在于：所述叶轮前盖板为弧形结构的弧度α为80～85度，曲率半径Ri为19-19.8mm。

4.根据权利要求1所述用于多级离心泵的叶轮，其特征在于：所述叶片为弧形曲面结构，弧度γ为90～100度，曲率半径R为192～195mm。

5.根据权利要求1所述用于多级离心泵的叶轮，其特征在于：所述叶轮入口处直径di，di尺寸为0.833Di，Di尺寸是平衡机构中大鼓直径。

6.一种多级离心泵，其特征在于：包括多级如权利要求1-4任一项所述的叶轮，所述叶轮的二级至末级叶轮入口处直径相同，首级叶轮入口处直径d1大于二级至末级叶轮入口处直径d2的3％-5％。

7.根据权利要求6所述的多级离心泵，其特征在于：所述首级叶轮前盖板进口处曲率半径R1大于二级至末级叶轮前盖板进口处曲率半径R2的4％-5％。

Images