專利名稱：一種無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是屬于水泵技術(shù)領(lǐng)域。
在現(xiàn)有的水泵技術(shù)產(chǎn)品中，動(dòng)力式葉片泵常常使用比轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)泵進(jìn)行比較和分類。不同比轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，泵的性能不同，葉輪的形狀也不同。由于葉輪的形狀各異，泵的其它配合部件如泵殼體、進(jìn)出口流道等形狀截然不同，加上流動(dòng)的方向不同，這就給泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、部件的加工工藝和裝修等帶來(lái)相當(dāng)?shù)睦щy；由于現(xiàn)有泵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和加工工藝較困難，其造價(jià)也較高；特別是由于泵內(nèi)流通斷面的形狀、大小和方向的變化導(dǎo)致水力損失較大，配合間隙的難以控制造成容積損失較大，泵輪轂體和泵軸的斷面直徑較大，不僅相對(duì)減小了流通面積，而且機(jī)械損失亦較大，因而泵的效率較低。對(duì)于串聯(lián)運(yùn)行的多級(jí)泵來(lái)說(shuō)，不僅結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，而且泵效率就更低。
在現(xiàn)有的水泵技術(shù)產(chǎn)品中，還有一種螺旋泵。該類泵的結(jié)構(gòu)是將具有多個(gè)螺距的連續(xù)螺旋葉片設(shè)置在一根直徑較大長(zhǎng)度較長(zhǎng)的輪轂體上而構(gòu)成泵的工作轉(zhuǎn)輪，再將該工作轉(zhuǎn)輪裝置在斷面為圓形的管狀泵殼內(nèi)，動(dòng)力通過(guò)泵軸使轉(zhuǎn)動(dòng)的螺旋葉葉片對(duì)水施加動(dòng)力作用來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。泵內(nèi)的軸向流動(dòng)是合理的，但是該泵的輪轂體直徑較大，使泵內(nèi)流通面積減小因而工作流量較小，加上工作轉(zhuǎn)輪上螺旋葉片與泵殼內(nèi)壁的間隙較大，泵內(nèi)泄漏流量較大，因而容積效率較低，特別是這種泵的軸向尺寸大，從而限制了轉(zhuǎn)速的提高，故泵的工作流量小、揚(yáng)程低、效率低和性能差。
傳統(tǒng)的離心泵、混流泵、軸流泵和螺旋泵，無(wú)法按水輪機(jī)工況運(yùn)行。
本實(shí)用新型參考了張新在《水泵技術(shù)》(1984年第1期)上發(fā)表的“軸流泵設(shè)計(jì)中的環(huán)量分布及軸面速度分布”、金平仲等人在《水泵技術(shù)》(1985年第2期)上發(fā)表的“軸流泵的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法”和關(guān)醒凡在《水泵技術(shù)》(1982年第1期)上發(fā)表的“關(guān)于研制高性能軸流泵模型葉片若干問(wèn)題的探討”等論文。
本實(shí)用新型的目的是，采用軸流泵的變環(huán)量設(shè)計(jì)方法，分析螺旋泵螺旋葉片的螺旋角和輪轂兩個(gè)參數(shù)對(duì)螺旋泵性能參數(shù)如流量、揚(yáng)程和功率的影響，根據(jù)理論分析的結(jié)果，研制出一種高性能的新式理想螺旋泵，這種新式螺旋泵取消了輪轂，從根本上改善了泵內(nèi)液體的流動(dòng)條件，不僅有利于工作流量的提高，而且對(duì)揚(yáng)程和輸送功率都十分有利，這種新式螺旋泵的螺旋葉片按理論分析的最佳螺旋角設(shè)計(jì)，進(jìn)一步使泵內(nèi)液體的流動(dòng)處于最佳狀態(tài)，從而使泵的工作流量、場(chǎng)程和功率均為最佳。這種新式螺旋泵的設(shè)計(jì)方法比傳統(tǒng)的離心泵、混流泵和軸流泵大為簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單又合理，加工工藝也不難，用材料量較小，成本較低。改變工作轉(zhuǎn)輪的直徑可以增大或減少工作流量，改變螺距數(shù)可提高或降低揚(yáng)程，因而可自成系列，進(jìn)而替代現(xiàn)有的傳統(tǒng)泵。另外該泵還可做為水輪機(jī)工況運(yùn)行。
本實(shí)用新型的核心部件是工作轉(zhuǎn)輪1，工作轉(zhuǎn)輪的圓形筒筒2的內(nèi)壁上設(shè)置一組或一組以上的螺旋葉片3，螺旋葉片在轉(zhuǎn)輪的中心線4交匯，在轉(zhuǎn)輪的進(jìn)口5和轉(zhuǎn)輪的出口6兩端面處，螺旋葉片的半徑沿軸向逐漸縮小，葉片的厚度則沿軸向逐漸增厚，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口端的螺旋葉片7收縮成進(jìn)口端軸8，而轉(zhuǎn)輪出口端的螺旋葉片9則收縮成出口端軸10，轉(zhuǎn)輪的進(jìn)口端軸與潛水電機(jī)軸11聯(lián)接，轉(zhuǎn)輪出口端軸與導(dǎo)葉體12中心處的導(dǎo)軸承13相配裝，導(dǎo)葉體內(nèi)的導(dǎo)葉14將軸瓦15和導(dǎo)葉體外殼16裝配成一體，該軸承以工作流體為潤(rùn)滑介質(zhì)，為防止液體中泥砂等雜質(zhì)的侵蝕，軸承上面設(shè)置螺釘17固定的端蓋18(或旋塞)封口。工作轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)筒與泵殼19保持一定的配合縫隙，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口處的縫隙20處設(shè)置固定式外密封圈21和隨轉(zhuǎn)輪緊固的運(yùn)動(dòng)內(nèi)密封圈22，內(nèi)密封圈靠漲箍23緊固在轉(zhuǎn)輪上，轉(zhuǎn)輪出口處的縫隙24處設(shè)置固定式外密封圈25和運(yùn)動(dòng)內(nèi)密封圈26以及漲箍27與轉(zhuǎn)輪進(jìn)口處對(duì)稱布置。泵進(jìn)口處有帶網(wǎng)孔的進(jìn)水節(jié)28以使進(jìn)水條件改善。最后，用螺栓29通過(guò)法蘭30將泵出口段31、導(dǎo)葉體、泵體32、進(jìn)水節(jié)和潛水電機(jī)33依次聯(lián)接，便可配成潛水式螺旋泵。
如果該泵按井泵使用時(shí)，只要把進(jìn)口處的端軸和止推軸承34相接，泵導(dǎo)葉體內(nèi)的出口端軸加長(zhǎng)，并通過(guò)聯(lián)軸器和上面的動(dòng)力機(jī)軸35相接即可。
本實(shí)新型與傳統(tǒng)的葉片泵和螺旋泵相比，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)1、設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化；2、構(gòu)造簡(jiǎn)單，工藝不難，成本低；3、技術(shù)性能好，效率高，省能源；4、易系列化生產(chǎn)，有利于普及推廣，市場(chǎng)前景很好；5、可做為水輪機(jī)工況運(yùn)行。



圖1是該新式螺旋泵與潛水電機(jī)裝配的潛水螺旋泵的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是該新式螺旋泵按普通井泵裝置方式的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3是一個(gè)單螺距螺旋葉片的示意圖。
本實(shí)用新型的最好方式是在工作轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)筒內(nèi)均勻地設(shè)置3組至7組螺旋葉片，各組葉片的內(nèi)緣沿泵中心線相互固接，同時(shí)各組葉片的外緣嚴(yán)格準(zhǔn)確地按泵流量所要求的最佳螺旋角度β＝36.57°控制與工作轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁面固接，那么該無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵便可高效率運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵，是由工作轉(zhuǎn)輪、泵殼、導(dǎo)葉體、進(jìn)水節(jié)和出口所組成，其特征是泵內(nèi)工作轉(zhuǎn)輪的圓柱形轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁上固定連接著一個(gè)或一個(gè)以上的螺旋形葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵，其特征是工作轉(zhuǎn)輪的軸中心線處無(wú)輪轂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵，其特征是螺旋形葉片外緣處的螺旋角度為36.57°。
專利摘要一種無(wú)輪轂高性能理想螺旋泵，屬水泵技術(shù)領(lǐng)域。為從根本上解決傳統(tǒng)泵技術(shù)設(shè)計(jì)難、不便于系列化生產(chǎn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能差和價(jià)格高等缺點(diǎn)。按無(wú)輪轂和最佳螺旋角度設(shè)計(jì)的多組螺旋葉片均勻裝置在圓形筒的內(nèi)壁上，兩端的螺旋葉片漸縮成端軸，形成泵的工作轉(zhuǎn)輪，裝配在筒形泵殼內(nèi)而組成螺旋泵。其設(shè)計(jì)方法十分簡(jiǎn)便，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于系列化生產(chǎn)，造價(jià)低，各方面性能優(yōu)，還可做為水輪機(jī)工況運(yùn)行。因而是一種高性能的理想螺旋泵。
文檔編號(hào)F04D3/00GK2180808SQ93244299
公開日1994年10月26日 申請(qǐng)日期1993年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月15日
發(fā)明者趙貴, 蔡報(bào)智, 康慶澤 申請(qǐng)人:趙貴