專(zhuān)利名稱(chēng)：垂直軸離心泵供水量的調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)垂直軸離心泵的供水量的調(diào)節(jié)裝置。
在所要抽取的水量不固定的地方，例如城市污水或雨水，在起重設(shè)備中設(shè)有一種簡(jiǎn)單的裝置，它通過(guò)泵池合理的造型，即使在不改變水泵轉(zhuǎn)速的情況下，供水量也總能夠與所產(chǎn)生的水流量相適應(yīng)。
這種裝置由一個(gè)安裝在抽水池內(nèi)的、頂部敞開(kāi)的圓桶構(gòu)成，一個(gè)與泵的轉(zhuǎn)向相切的輸入口貫通該圓桶底部，并且一根上部與泵的抽水端相連通的抽水管同軸伸入該圓筒內(nèi)。這種裝置在瑞士專(zhuān)利533242中已作了描述。
如果水量如此之大，以致于水面足以超過(guò)圓桶邊緣，水從而越過(guò)桶緣流入桶內(nèi)，并直接流向水泵抽水管，圓桶內(nèi)外不存明顯的高度差，因而，水泵按其特性曲線(xiàn)達(dá)到其最大抽水量。如水量減小，使得流過(guò)桶緣的水越來(lái)越少，桶內(nèi)的水位低于桶外的水位，因而越來(lái)越多的水通過(guò)切向開(kāi)口流入桶內(nèi)，并使桶內(nèi)的水產(chǎn)生一個(gè)隨水位差的增大而越來(lái)越強(qiáng)烈的渦流。這個(gè)在水泵轉(zhuǎn)向上產(chǎn)生的渦流使得水泵的抽水量相應(yīng)地下降，如此該渦流總是與減少的水量相適應(yīng)。采用這種方法，可以使水泵的抽水量范圍從100％至約50％進(jìn)行調(diào)節(jié)。最低的抽水量范圍是由切向輸入口的橫截面來(lái)決定的。
為使調(diào)節(jié)范圍能夠向下擴(kuò)展，用一個(gè)約在桶緣高度下方開(kāi)始向下并切向穿過(guò)桶壁的槽來(lái)取代切向輸入口，因而可使最低的抽水量范圍不再受管進(jìn)口截面的制約，但實(shí)踐表明，沿切向通過(guò)槽的旋轉(zhuǎn)入水流會(huì)產(chǎn)生干擾作用，即由于流動(dòng)相交和波浪運(yùn)動(dòng)帶入了湍急的空氣，使之進(jìn)入到水泵的進(jìn)水管，使泵的抽水以無(wú)法預(yù)知的方式而中斷。
本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)這種所述的裝置，使之產(chǎn)生一個(gè)平穩(wěn)的、無(wú)橫向流動(dòng)的液流，該液流不會(huì)發(fā)生無(wú)法預(yù)計(jì)的中斷，并可實(shí)現(xiàn)明顯很低的最小輸送量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即采用一種在泵轉(zhuǎn)速保持不變的情況下，用于調(diào)節(jié)垂直軸離心泵輸送量的裝置，這樣把泵的入口浸入一個(gè)上部敞開(kāi)的、圓桶狀的、對(duì)于動(dòng)輪軸線(xiàn)為同軸的、具有一個(gè)與動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相切的液流入口的容器內(nèi)，其特點(diǎn)在于，圓桶狀容器壁的下部和/或液體入流管被設(shè)計(jì)成溝槽或管道結(jié)構(gòu)，其中該溝槽或管道結(jié)構(gòu)以中心位于容器內(nèi)部的半徑形式形成，這樣使得容器內(nèi)產(chǎn)生的旋流或促進(jìn)旋轉(zhuǎn)的入流被集束以及其液面被強(qiáng)烈地壓成垂直。
利用本發(fā)明，不但輸入液流，而且還有在容器中的旋轉(zhuǎn)液流在合流前，都被加強(qiáng)了離心運(yùn)動(dòng)，這樣就使得切向入流在進(jìn)入到桶狀容器之前，以同軸螺線(xiàn)式把抽取的介質(zhì)壓到外側(cè)入流管壁，并因而將自由液面置于一接近于垂直的平面中。
在桶狀容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)液體，本身在經(jīng)過(guò)容器壁內(nèi)的入流口處形成一個(gè)垂直的液面，它以一個(gè)銳角撞擊在所述及的、接近于垂直的入流液面上，該入流不產(chǎn)生橫向流動(dòng)地推動(dòng)容器內(nèi)的旋轉(zhuǎn)液流。同樣地，水池內(nèi)的離心運(yùn)動(dòng)通過(guò)桶狀容器壁內(nèi)的槽的成型，在入口，或者更確切地說(shuō)泵的抽吸口高度上被加強(qiáng)并被集束，該入口同軸地包繞該抽吸口且其上壁使容器的直徑變小。
采用這種方法，可以在抽水中斷之前，在一個(gè)大而穩(wěn)定的范圍內(nèi)，由泵把所有象浮漿和比重輕的液體之類(lèi)的漂浮成分抽掉。尤其在污水泵站，由于這種自潔作用可以減少氣味刺激并省掉了清潔費(fèi)用。
下面借助于附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，附圖中

圖1為按圖2中A-A線(xiàn)通過(guò)一離心泵的垂直截面A-A，該離心泵布置有一個(gè)可在100％和中間(約50％)調(diào)節(jié)范圍之間進(jìn)行調(diào)節(jié)的輸送量調(diào)節(jié)裝置，圖2為圖1的俯視圖，圖3為與圖1類(lèi)似的離心泵按圖4中切割線(xiàn)B-B的示圖，該離心泵用以把輸送量調(diào)至最小，圖4為按圖3中切割線(xiàn)C-C，表示離心泵最小輸送量的水平截面C-C。
在圖1和2中示出，從下部抽吸液體的立式離心泵1在抽吸接管1a上連有一抽吸管2，其自由端口部2a呈喇叭狀放大，并且高于圓桶3底部3a一段距離，該圓桶以一徑向間距同軸包繞抽吸管2。在口部2a的泵吸入口的高度上，在圓桶3的壁內(nèi)開(kāi)有一個(gè)與泵1的轉(zhuǎn)向相切的入流管4。作為到入流管4的入口，在圓桶3的壁內(nèi)設(shè)有槽4a，為在范圍4b內(nèi)穿過(guò)圓桶3的壁。它在一較高的高度開(kāi)始，并從那兒下降。
當(dāng)抽吸池5內(nèi)的液面X高過(guò)槽4a和圓桶上緣3b時(shí)，使得輸送介質(zhì)能夠在沒(méi)有明顯壓力降的情況下，按箭頭所示流入到圓桶3內(nèi)，流到口部2a，并由泵1抽走。在此，按泵的物性達(dá)到最大輸送量。
如果液體量下降，液面從X降到Y(jié)，這樣越過(guò)桶緣3b流入的液體越來(lái)越少，因此圓桶3內(nèi)的液體比抽吸池5內(nèi)的液體下降的多，并與泵池5內(nèi)的液面高度Y形成一個(gè)高度差Δh，因而越來(lái)越多的液體是通過(guò)切向入流管4流入圓桶3，使那兒業(yè)已存在的液體在泵的轉(zhuǎn)向上越來(lái)越強(qiáng)烈地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由此，泵動(dòng)輪中的相對(duì)速度減小，使泵的輸送量下降，直至與所產(chǎn)生的液體量相適應(yīng)。
如果所產(chǎn)生的液體量進(jìn)一步下降，那么液體將經(jīng)入流管4的部分入口截面進(jìn)入，這在水流直線(xiàn)流入時(shí)將導(dǎo)致混入空氣與圓桶內(nèi)旋轉(zhuǎn)的液體環(huán)產(chǎn)生紊流，這要通過(guò)下述方法來(lái)避免發(fā)生在圖4中，用雙點(diǎn)劃線(xiàn)(—··—)表示流入液體流束的邊界線(xiàn)，該邊界線(xiàn)螺線(xiàn)狀向下盤(pán)繞至圓桶3底部，并穿過(guò)桶壁4b，入流管4的外側(cè)壁4c作為溝槽螺線(xiàn)狀延伸至穿透面的終點(diǎn)3c點(diǎn)處，并與圓桶壁相切。在入流液體流過(guò)入流管4時(shí)，該入流液體在外側(cè)壁4c的彎曲段上受離心力作用，因而被壓到外部導(dǎo)壁4c上，并且其內(nèi)側(cè)自由液面4d接近于垂直。
在容器內(nèi)旋轉(zhuǎn)的，用點(diǎn)線(xiàn)(…)示意表示的液體，與其外部自由的、用繩結(jié)線(xiàn)(——)示意性表示出的液面(形成直線(xiàn)流)一起，橫渡入流管段4b，帶有液流面4d的入流液體與帶有外液流面4e的旋轉(zhuǎn)流以一個(gè)銳角α在點(diǎn)4f處匯合，沒(méi)有產(chǎn)生紊流，因而入流以最佳方式把能量傳遞給旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
同樣地，在入口4b或泵抽吸口2a高度處為溝槽3d形狀的圓桶壁下部結(jié)構(gòu)可集束液流并促進(jìn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在此，入口的上壁使圓桶3的直徑3e變小，并且?guī)в袃?nèi)部自由液面4g的最低液面位于該位置，且具有一穩(wěn)定的傾斜度，避免了空氣不可預(yù)見(jiàn)地進(jìn)入到口部2a內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在泵轉(zhuǎn)速保持不變的情況下，用于調(diào)節(jié)垂直軸離心泵輸送量的裝置，這樣把泵的入口(2a)浸入一個(gè)上部敞開(kāi)的、圓桶狀的、對(duì)于動(dòng)輪軸線(xiàn)為同軸的、具有一個(gè)與動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相切的液流入口(4)的容器(3)內(nèi)，其特征在于，圓桶狀容器壁(3d)的下部和/或液體入流管(4)被設(shè)計(jì)成溝槽或管道結(jié)構(gòu)，其中該溝槽或管道結(jié)構(gòu)以中心位于容器內(nèi)部的半徑形式形成，這樣使得容器(3)內(nèi)產(chǎn)生的旋流或促進(jìn)旋轉(zhuǎn)的入流被集束以及其液面被強(qiáng)烈地壓成垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在圓桶狀容器(3)內(nèi)的槽(3d)，在泵吸入口的高度上同軸地環(huán)繞該泵吸入口且其上壁使容器(3)的直徑(3e)變小。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，液體入流管(4)從一個(gè)較高的液面(Y)下降到圓桶狀容器(3)的下部，在此處它以一水平半徑形成管或槽，并沿泵的旋轉(zhuǎn)方向穿過(guò)所述圓桶狀容器(3)的下壁。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，以一水平半徑形成的通道(4)如此穿過(guò)圓桶狀容器(3)的壁，以至于通道(4)的外側(cè)壁(4c)以一半徑繼續(xù)在圓桶狀容器(3)內(nèi)延伸，并且在圓桶壁內(nèi)形成一個(gè)隨深度降低而逐漸減小的外側(cè)槽，最終與圓柱壁相切。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，通入圓桶狀容器(3)內(nèi)的通道(4)的彎曲半徑被設(shè)計(jì)成這樣，即使得依據(jù)離心力，液體表面(4d)至少應(yīng)接近于垂直，并與旋流的外部液面成一個(gè)銳角地匯合。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，通道(4)至少在下部作為管道穿過(guò)容器壁。
全文摘要
一種用于調(diào)節(jié)垂直軸離心泵輸送量的裝置，其中泵的抽吸口(2a)浸入一個(gè)上部敞開(kāi)的、圓桶狀的、對(duì)于動(dòng)輪軸線(xiàn)為同軸的、具有一個(gè)與動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相切的液流入口(4)的容器(3)內(nèi)。圓桶狀容器壁(3d)的下部和/或液體入流管(4)被設(shè)計(jì)成槽或管道，該槽或管道以中心位于容器內(nèi)部的半徑形式形成，使得容器(3)內(nèi)形成的旋流，或者促進(jìn)旋轉(zhuǎn)的入流被集束，它們的液面被強(qiáng)烈地壓成垂直。
文檔編號(hào)F04D15/00GK1167880SQ9711077
公開(kāi)日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1997年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年4月30日
發(fā)明者卡爾·斯塔爾 申請(qǐng)人:弗里德克股份有限公司