本發(fā)明涉及旋流泵，具體而言，涉及兩級旋流泵。

背景技術(shù)：

考慮到汽蝕因素，現(xiàn)有的兩級泵的首級葉輪的進(jìn)口直徑總比次級葉輪的進(jìn)口直徑大，從而造成兩個葉輪所產(chǎn)生的軸向力不平衡，會明顯降低水泵的軸承壽命，影響水泵的運行可靠性。

現(xiàn)有的旋流泵為了平衡葉輪的軸向力，要么增加平衡盤、平衡環(huán)、平衡室等結(jié)構(gòu)，要么在葉輪上設(shè)置副葉片。也就是說，現(xiàn)有的旋流泵需要設(shè)置額外的部件，來平衡葉輪的軸向力，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的旋流泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、制造成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。為此，本發(fā)明提出一種能夠自動地平衡葉輪軸向力的兩級旋流泵。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例提出兩級旋流泵，所述兩級旋流泵包括：泵體，所述泵體上設(shè)有進(jìn)料口和出料口；泵蓋，所述泵蓋設(shè)在所述泵體上；軸，所述軸通過軸承可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在所述泵體上；以及首級葉輪和次級葉輪，所述首級葉輪和所述次級葉輪中的每一個套設(shè)在所述軸上，所述首級葉輪和所述次級葉輪中的每一個位于所述泵體內(nèi)，其中所述首級葉輪的形狀與所述次級葉輪的形狀相同，所述首級葉輪的尺寸與所述次級葉輪的尺寸相同，所述首級葉輪與所述次級葉輪相對所述軸的一個徑向截面對稱。

根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵通過設(shè)置形狀、尺寸相同的首級葉輪和次級葉輪、且使首級葉輪與次級葉輪相對軸的一個徑向截面對稱，從而可以完全自動地平衡兩級旋流泵的葉輪的軸向力。換言之，首級葉輪的軸向力與次級葉輪的軸向力大小相等且方向相反，由此無需設(shè)置額外的部件，就可以平衡兩級旋流泵的首級葉輪的軸向力和次級葉輪的軸向力。

因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵具有葉輪軸向力自動平衡、結(jié)構(gòu)簡單、制造難度小、制造成本低的優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵還可以具有以下附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述首級葉輪的葉片的前端面與所述泵體的側(cè)面之間形成第一輸送通道，所述次級葉輪與所述泵蓋的側(cè)面之間形成與所述第一輸送通道連通的第二輸送通道。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述首級葉輪的葉片具有正沖角，所述次級葉輪的葉片具有正沖角。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述首級葉輪的葉片為高低折邊葉片，所述次級葉輪的葉片為高低折邊葉片。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述兩級旋流泵進(jìn)一步包括軸封，所述軸封設(shè)在所述軸與所述軸承之間。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述軸封為雙端面波紋管機械軸封。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵的結(jié)構(gòu)示意圖。

兩級旋流泵100、泵體1、泵蓋2、首級葉輪3、次級葉輪4、軸5。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵100。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵100包括泵體1、泵蓋2、軸5、首級葉輪3和次級葉輪4。

泵體1上設(shè)有進(jìn)料口和出料口，泵蓋2設(shè)在泵體1上。軸5通過軸承可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在泵體1上。首級葉輪3和次級葉輪4中的每一個套設(shè)在軸5上，首級葉輪3和次級葉輪4中的每一個位于泵體1內(nèi)。其中，首級葉輪3的形狀與次級葉輪4的形狀相同，首級葉輪3的尺寸與次級葉輪4的尺寸相同，首級葉輪3與次級葉輪4相對軸5的一個徑向截面對稱。也就是說，首級葉輪3的大小與次級葉輪4的大小相同，該一個徑向截面垂直于軸5的軸線。

現(xiàn)有的旋流泵為了平衡葉輪的軸向力，要么增加平衡盤、平衡環(huán)、平衡室等結(jié)構(gòu)，要么在葉輪上設(shè)置副葉片。也就是說，現(xiàn)有的旋流泵需要設(shè)置額外的部件，來平衡葉輪的軸向力，由此導(dǎo)致現(xiàn)有的旋流泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、制造成本高。

根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵100通過設(shè)置形狀、尺寸相同的首級葉輪3和次級葉輪4、且使首級葉輪3與次級葉輪4相對軸5的一個徑向截面對稱，從而可以完全自動地平衡兩級旋流泵100的葉輪的軸向力。換言之，首級葉輪3的軸向力與次級葉輪4的軸向力大小相等且方向相反，由此無需設(shè)置額外的部件，就可以平衡兩級旋流泵100的首級葉輪3的軸向力和次級葉輪4的軸向力。

因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵100具有葉輪軸向力自動平衡、結(jié)構(gòu)簡單、制造難度小、制造成本低等優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明實施例的兩級旋流泵100采用旋流泵的設(shè)計方法進(jìn)行設(shè)計制造。兩級旋流泵100在輸送介質(zhì)溫差大、含固量高、輸送介質(zhì)中帶有較大顆粒和較長纖維時具有明顯優(yōu)勢。這是由于旋流泵的主要結(jié)構(gòu)特征是葉輪退縮在壓水室后面的泵腔內(nèi)，工作原理是：介質(zhì)受葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用使能量增加，進(jìn)入葉片間的介質(zhì)受葉片作用與葉輪一起運動，在葉輪出口附近的介質(zhì)因離心力形成較大的貫通流，同時在葉輪中部的介質(zhì)產(chǎn)生循環(huán)流，貫通流經(jīng)該出料口流出并產(chǎn)生一定的壓力而達(dá)到額定揚程；介質(zhì)中的絕大部分固體顆粒和纖維不直接經(jīng)過葉輪獲得能量，而是在無葉腔內(nèi)運動后經(jīng)該出料口排出，從而達(dá)到輸送復(fù)雜介質(zhì)或含雜質(zhì)流體的目的。

與離心泵相比，兩級旋流泵100結(jié)構(gòu)簡單、過流部件不易磨損，在輸送含有較大顆粒和較長纖維的流體時，過流能力強且運行穩(wěn)定。與同樣的體積的離心泵相比，兩級旋流泵100可以將揚程提高30%。由此兩級旋流泵100能夠明顯地提高揚程，或明顯地降低體積，進(jìn)而明顯地減輕重量。

由于兩級旋流泵100的葉輪進(jìn)口處無密封環(huán)，因此不存在磨損后，因泵體1與首級葉輪3、泵蓋2和次級葉輪4的運轉(zhuǎn)間隙增大，而導(dǎo)致的泵性能下降的問題。兩級旋流泵100的揚程在流量有效使用范圍內(nèi)的變化不大于5%，因此兩級旋流泵100特別適用于流量變化的工況下、恒壓輸送系統(tǒng)的需要。

由于離心泵的葉輪轉(zhuǎn)動件與靜止部件之間存在間隙（例如葉輪口環(huán)間隙），因此為了平衡葉輪的軸向力，需要增加設(shè)置平衡孔等附加結(jié)構(gòu)、部件，由此造成部分從葉輪獲得能量的液體通過間隙或平衡孔從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，導(dǎo)致液體的部分能量消耗于泄露的流動過程中。

由于兩級旋流泵100的葉輪流道寬，因此兩級旋流泵100的汽蝕性能與離心泵有較大差異。具體而言，離心泵的效率汽蝕余量曲線呈先下降后上升的趨勢，在小流量區(qū)氣蝕性能較差，汽蝕發(fā)生時揚程急劇下降，在中間流量范圍內(nèi)氣蝕性能較好，臨界汽蝕余量值較小，汽蝕發(fā)生時揚程曲線緩慢下降，大流量區(qū)氣蝕性能變差，臨界汽蝕余量值變大。

而對于兩級旋流泵100，在較大的葉輪進(jìn)口尺寸變化范圍內(nèi)，對汽蝕性能無明顯影響，故兩級旋流泵100的首級葉輪3和次級葉輪4的進(jìn)口直徑和出口直徑可以完全相同，從而可以完全自動地平衡泵轉(zhuǎn)子軸向力。

在本發(fā)明的一些實施例中，首級葉輪3的葉片可以是高低折邊葉片，次級葉輪4的葉片可以是高低折邊葉片。由于兩級旋流泵100的內(nèi)部存在明顯的漩渦，因此兩級旋流泵100可以采用高低折邊葉片，由此可以有效地減少環(huán)流損失，提高水力效率。具有折邊的葉輪，通過改善壓水室的流動情況，減小了水力損失，提高了旋流泵揚程和效率。

兩級旋流泵100的無葉腔內(nèi)部存在較強的縱向漩渦和軸向漩渦，首級葉輪3的葉片以及次級葉輪4的葉片選用高低折邊葉片，在提高兩級旋流泵100的水力效率的同時，對揚程的影響很小，而且高低折邊葉片使兩級旋流泵100的高效點向小流量方向偏移。

首級葉輪3的葉片的前端面與泵體1的側(cè)面之間形成第一輸送通道，次級葉輪4與泵蓋2的側(cè)面之間形成與該第一輸送通道連通的第二輸送通道。隨葉輪深伸入無葉腔的尺寸的增大，揚程曲線和效率曲線均升高，由此不僅可以保證兩級旋流泵100內(nèi)液體的回流空間，而且可以保證泵體1和首級葉輪3之間以及泵蓋2和次級葉輪4之間無運轉(zhuǎn)間隙，從而消除了泵體1和首級葉輪3以及泵蓋2和次級葉輪4相互磨損的問題，保證兩級旋流泵100即便長期恒壓運行，性能也不會下降。

首級葉輪3的葉片可以具有正沖角，次級葉輪4的葉片也可以具有正沖角。為首級葉輪3的葉片以及次級葉輪4的葉片添加正沖角，可以改善兩級旋流泵100在大流量條件下的工作性能。

有利地，首級葉輪3和次級葉輪4可以相向布置。兩級旋流泵100可以進(jìn)一步包括軸封，該軸封可以設(shè)在軸5與該軸承之間。該軸封可以是雙端面波紋管機械軸封。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。