專利名稱：泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泵葉輪，特別涉及一種節(jié)能導(dǎo)葉裝置。
背景技術(shù)：
葉片泵是泵類產(chǎn)品的重要組成部分，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍非常廣泛，現(xiàn)代電力工業(yè)約1/3的電力用于驅(qū)動(dòng)葉片泵。葉片泵工作效率的提高，對(duì)于減少能源消耗有直接意義?；诳蒲泄ぷ髡唛L(zhǎng)期不懈的努力，泵葉輪的效率已達(dá)到較高的水平，但整個(gè)泵裝置的效率仍然不高。這是由于葉片泵裝置的效率不僅僅取決于泵葉輪的性能，還與泵的進(jìn)出口流道的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，只有當(dāng)泵裝置整個(gè)流道的各過(guò)流部件達(dá)到最佳匹配關(guān)系，泵裝置的效率才能獲得有效的提高。由于葉片泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，葉輪出口的絕對(duì)速度都有圓周速度分量，如果不采取適當(dāng)措施，該分量對(duì)應(yīng)的能量會(huì)在葉輪出口后的流道中逐漸損耗。為回收這部分能量，目前有兩種方法可以采用，一是設(shè)置壓水室，二是設(shè)置導(dǎo)流葉片(簡(jiǎn)稱導(dǎo)葉)。對(duì)于軸流泵和混流泵，常規(guī)的做法是設(shè)置導(dǎo)葉，其作用是將葉輪出口的流體收集起來(lái)引到出水管路或到次級(jí)葉輪進(jìn)口，將動(dòng)能變?yōu)閴耗埽龍A周速度分量。轉(zhuǎn)速越小，回收的能量越多，導(dǎo)葉的作用越大，當(dāng)比轉(zhuǎn)速達(dá)1600時(shí)，仍有5%以上的能量可回收。目前在軸流泵和混流泵及很多其它類型的流體機(jī)械中采用的導(dǎo)葉裝置具有如下缺陷導(dǎo)葉裝置由沿圓周均勻分布的葉柵所組成，每片導(dǎo)葉的幾何形狀與安裝角度均相同， 且葉片間的間隔也一致，導(dǎo)葉裝置布置在葉輪與出水彎管之間，導(dǎo)葉的進(jìn)口與葉輪出口銜接，導(dǎo)葉出口與出水彎管銜接。由于彎管是一種非軸對(duì)稱的流道結(jié)構(gòu)，它會(huì)嚴(yán)重影響甚至完全破壞葉輪出口準(zhǔn)軸對(duì)稱的流暢結(jié)構(gòu)。沿圓周均勻分布的導(dǎo)葉型式是基于葉輪出口流暢軸對(duì)稱假定而提出的，與實(shí)際的葉輪出口流暢并不匹配，由于傳統(tǒng)導(dǎo)葉不能適應(yīng)真實(shí)流暢，其回收能量的作用受到嚴(yán)重影響，在彎管對(duì)流暢影響很大的場(chǎng)合下，這種傳統(tǒng)的導(dǎo)葉布置不僅不能起到回收?qǐng)A周速度分量的作用，還會(huì)惡化泵性能，此時(shí)只能被迫取消導(dǎo)葉裝置，造成能量的巨大浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)葉裝置的缺陷，本發(fā)明提供了一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的措施是一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，包括導(dǎo)連接在葉輪和出水彎管之間的導(dǎo)葉室、導(dǎo)葉和輪轂，設(shè)置在導(dǎo)葉室內(nèi)部的導(dǎo)葉上設(shè)置有若干葉片，導(dǎo)葉連接在輪轂上，葉片沿圓周方向非均勻的設(shè)置在導(dǎo)葉上，各葉片之間的間隔和各葉片的流線型及安放角度均不相同；所述導(dǎo)葉的葉片集中布置于導(dǎo)葉室中的一側(cè)，從導(dǎo)葉出口處觀察，并令彎管出水方向?yàn)?X軸方向， 導(dǎo)葉裝置俯視圖的上側(cè)為+y方向，當(dāng)葉輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，彎管出水方向?yàn)橛覀?cè)(+X軸方向) 時(shí)，導(dǎo)葉集中布置于導(dǎo)葉裝置俯視圖中導(dǎo)葉室下側(cè)(_y軸方向)。當(dāng)葉輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，彎管出水方向?yàn)橛覀?cè)(+χ軸方向)時(shí)，導(dǎo)葉集中布置于導(dǎo)葉裝置俯視圖中導(dǎo)葉室上側(cè)(+y軸方向)；所述導(dǎo)葉的葉片數(shù)為2 10片。本發(fā)明的有益效果導(dǎo)葉沿周向采取不同間隔布置，且各導(dǎo)葉葉片采用不同的流線型及安放角度，使導(dǎo)葉裝置能克服出流彎管的非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)所造成的流暢不均衡性導(dǎo)葉安放位置的疏密度根據(jù)葉輪出口與出流彎管進(jìn)口的實(shí)際流暢特征所決定，這種流暢特征通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真或真機(jī)實(shí)驗(yàn)予以獲得，通過(guò)采用合理的導(dǎo)葉間隔及各導(dǎo)葉不同的流線外型及安放角度，可保證導(dǎo)葉的每片葉片均能滿意地完成回收流體圓周速度分量并引導(dǎo)流體順利進(jìn)入下級(jí)流道的任務(wù)，水力損失得到有效控制，泵所消耗的能量大大減少；通過(guò)節(jié)能導(dǎo)葉裝置與出水彎管的協(xié)調(diào)，使泵出口的流體流暢速度與壓力分布達(dá)到理想狀態(tài)，可以進(jìn)一步減少與泵銜接的管道系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。另外，此裝置不僅可應(yīng)用于軸流泵和混流泵， 也可應(yīng)用于采用傳統(tǒng)均勻?qū)~裝置作為能量回收裝置或?qū)Я餮b置的其它各種流體機(jī)械。


圖1、本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)縱剖示意圖；圖2、傳統(tǒng)裝置的俯視示意圖；圖3、本發(fā)明裝置實(shí)例-T型導(dǎo)葉裝置的俯視示意圖；圖4、本發(fā)明裝置實(shí)例-傘型導(dǎo)葉裝置的俯視示意圖；圖5、本發(fā)明裝置實(shí)例-非等距傘型導(dǎo)葉裝置俯視示意圖；圖6、傳統(tǒng)均勻?qū)~裝置中彎管出口的流暢圖；圖7、非等距傘型導(dǎo)葉裝置中彎管出口的流暢圖。
具體實(shí)施例方式一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，包括導(dǎo)連接在葉輪1和出水彎管5之間的導(dǎo)葉室2、導(dǎo)葉 3和輪轂4，設(shè)置在導(dǎo)葉室2內(nèi)部的導(dǎo)葉3上設(shè)置有若干葉片，導(dǎo)葉3連接在輪轂4上，葉片沿圓周方向非均勻的設(shè)置在導(dǎo)葉3上，各葉片之間的間隔和各葉片的流線型及安放角度均不相同；所述導(dǎo)葉3的葉片集中布置于導(dǎo)葉室2中的一側(cè)，從導(dǎo)葉出口處觀察，并令彎管出水方向?yàn)?χ軸方向，導(dǎo)葉裝置俯視圖的上側(cè)為+y方向，當(dāng)葉輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，彎管出水方向?yàn)橛覀?cè)(+χ軸方向)時(shí)，導(dǎo)葉集中布置于導(dǎo)葉裝置俯視圖中導(dǎo)葉室下側(cè)(_y軸方向)。當(dāng)葉輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，彎管出水方向?yàn)橛覀?cè)(+χ軸方向)時(shí)，導(dǎo)葉集中布置于導(dǎo)葉裝置俯視圖中導(dǎo)葉室上側(cè)(+y軸方向)；所述導(dǎo)葉3的葉片數(shù)為2 10片。實(shí)例一、圖3為T(mén)型導(dǎo)葉裝置，3片導(dǎo)葉的布置形狀如同一個(gè)“T”字。此裝置的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便在傳統(tǒng)導(dǎo)葉裝置上進(jìn)行改造，但性能較其它裝置型式有一定差距。實(shí)例二、圖4為傘型導(dǎo)葉裝置，3片導(dǎo)葉的布置形狀如同一把傘，位于側(cè)面的兩個(gè)導(dǎo)葉與中間導(dǎo)葉的間距相等，便于設(shè)計(jì)及制造。該裝置在_y側(cè)形成稠密度較大的葉柵通道，有利于引導(dǎo)流體以較小的阻力進(jìn)入出水彎管。實(shí)例三、圖5為非等距傘型導(dǎo)葉裝置，它是傘型導(dǎo)葉裝置的進(jìn)一步改進(jìn)，靠近彎管的導(dǎo)葉與中間導(dǎo)葉的間距大于遠(yuǎn)離彎管的導(dǎo)葉與中間導(dǎo)葉的間距，該裝置充分考慮了葉輪出口至彎管進(jìn)口之間的流動(dòng)不均衡性，能形成很好的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以大幅提高泵的效率，具有優(yōu)良的節(jié)能性能。由于非等距傘形導(dǎo)葉裝置最好地體現(xiàn)了 “非均勻”導(dǎo)葉裝置的設(shè)計(jì)思想，它對(duì)泵裝置的性能提高也最明顯。
當(dāng)以上三種實(shí)例的每片導(dǎo)葉進(jìn)一步采用不同的流線形狀及安放角度時(shí)，可使泵裝置的性能達(dá)到更高水平。圖6為采用傳統(tǒng)均勻?qū)~裝置時(shí)彎管出口的流暢結(jié)構(gòu)，存在復(fù)雜的二次流動(dòng)和紊亂的渦流。圖7為采用非等距傘型導(dǎo)葉裝置時(shí)彎管出口的流暢結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)表明流體的流動(dòng)非常諧調(diào)。從兩圖對(duì)比可以清晰地發(fā)現(xiàn)，非等距傘形導(dǎo)葉裝置有效地改善了泵出口的流動(dòng)狀態(tài)，因此，不僅可較大程度的提高泵的效率，還大大減少了泵出口后整個(gè)管路系統(tǒng)的水力損失。本發(fā)明的有益效果導(dǎo)葉沿周向采取不同間隔布置，且各導(dǎo)葉葉片采用不同的流線型及安放角度，使導(dǎo)葉裝置能克服出流彎管的非軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)所造成的流暢不均衡性導(dǎo)葉安放位置的疏密度根據(jù)葉輪出口與出流彎管進(jìn)口的實(shí)際流暢特征所決定，這種流暢特征通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真或真機(jī)實(shí)驗(yàn)予以獲得，通過(guò)采用合理的導(dǎo)葉間隔及各導(dǎo)葉不同的流線外型及安放角度，可保證導(dǎo)葉的每片葉片均能滿意地完成回收流體圓周速度分量并引導(dǎo)流體順利進(jìn)入下級(jí)流道的任務(wù)，水力損失得到有效控制，泵所消耗的能量大大減少；通過(guò)節(jié)能導(dǎo)葉裝置與出水彎管的協(xié)調(diào)，使泵出口的流體流暢速度與壓力分布達(dá)到理想狀態(tài)，可以進(jìn)一步減少與泵銜接的管道系統(tǒng)中的流動(dòng)阻力損失。另外，此裝置不僅可應(yīng)用于軸流泵和混流泵， 也可應(yīng)用于采用傳統(tǒng)均勻?qū)~裝置作為能量回收裝置或?qū)Я餮b置的其它各種流體機(jī)械。本領(lǐng)域內(nèi)普通的技術(shù)人員的簡(jiǎn)單更改和替換都是本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，包括導(dǎo)連接在葉輪(1)和出水彎管(5)之間的導(dǎo)葉室O)、 導(dǎo)葉(3)和輪轂G)，設(shè)置在導(dǎo)葉室O)內(nèi)部的導(dǎo)葉(3)上設(shè)置有若干葉片，導(dǎo)葉(3)連接在輪轂(4)上，其特征在于葉片沿圓周方向非均勻地設(shè)置在導(dǎo)葉(3)上，各葉片之間的間隔和各葉片的流線型及安放角度均不相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，其特征在于所述導(dǎo)葉(3)的葉片集中布置于導(dǎo)葉室O)中的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，其特征在于所述導(dǎo)葉(3)的葉片數(shù)為2 10片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種泵用節(jié)能導(dǎo)葉裝置，包括導(dǎo)連接在葉輪(1)和出水彎管(5)之間的導(dǎo)葉室(2)、導(dǎo)葉(3)和輪轂(4)，設(shè)置在導(dǎo)葉室(2)內(nèi)部的導(dǎo)葉(3)上設(shè)置有若干葉片，導(dǎo)葉(3)連接在輪轂(4)上，葉片沿圓周方向非均勻的設(shè)置在導(dǎo)葉(3)上，各葉片之間的間隔和各葉片的流線型及安放角度均不相同。本發(fā)明的有益效果克服流暢不均衡性，節(jié)能高效，應(yīng)用廣泛。
文檔編號(hào)F04D29/44GK102200141SQ20111014782
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者梁開(kāi)洪 申請(qǐng)人:溫州市天成密封件制造有限公司