一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專(zhuān)利涉及一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)形式，尤其涉及雙向臥式泵裝置的出水結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]臥式泵裝置由進(jìn)水流道、葉輪、導(dǎo)葉體及出水流道4個(gè)過(guò)流部件組成，泵裝置水力效率的主要影響因素是出水流道的水力損失，因?qū)~體對(duì)葉輪出口環(huán)量并不能完全回收，以致流入出水流道內(nèi)部的水流具有一定的周向速度，特別是在小流量工況時(shí)水流在出水流道內(nèi)部會(huì)以螺旋狀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致出水流道內(nèi)部水力損失進(jìn)一步增大。對(duì)于雙向臥式泵裝置，當(dāng)雙向臥式泵裝置處于反向運(yùn)行工況時(shí)，出水流道即當(dāng)作進(jìn)水流道使用，其應(yīng)滿(mǎn)足為葉輪提供良好的進(jìn)口流速分布的要求。
[0003]目前，單向臥式泵裝置出水流道的設(shè)計(jì)一般僅考慮了其內(nèi)部水流擴(kuò)散的充分性，故將其作為進(jìn)水流道應(yīng)用于雙向臥式泵裝置時(shí)，該流道為葉輪提供的進(jìn)口水流條件未必能達(dá)到最優(yōu)，該問(wèn)題也一直困擾著雙向泵裝置出水流道的設(shè)計(jì)與使用。為提高雙向臥式泵裝置出水流道的雙向流動(dòng)水力性能，改善出水流道的出口流速分布及其作為進(jìn)水流道時(shí)應(yīng)具有高效的進(jìn)水流道水力性能，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，設(shè)計(jì)一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，特別涉及雙向臥式泵裝置用的出水結(jié)構(gòu)顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的就是針對(duì)上述技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種臥式泵裝置兩用的出水結(jié)構(gòu)，解決傳統(tǒng)出水流道回收導(dǎo)葉體出口剩余環(huán)量低的問(wèn)題及其作為進(jìn)水結(jié)構(gòu)時(shí)又具有優(yōu)異的進(jìn)水流道水力性能，達(dá)到提高雙向臥式泵裝置水力效率的目的。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:設(shè)有短直擴(kuò)段、變曲率段、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段和環(huán)量消解器，短直擴(kuò)段、變曲率段、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段依次連接，環(huán)量消解器由4 ~ 8片整流直葉片固定于短直擴(kuò)管的內(nèi)壁面上構(gòu)成，
[0006]所述的短直擴(kuò)段為采用按線(xiàn)性逐漸增大半徑的圓形斷面，擴(kuò)散角度為4°，出口斷面半徑為進(jìn)口斷面半徑的1.14倍；
[0007]所述的變曲率段為采用橢圓斷面或矩形斷面，各斷面沿軸線(xiàn)方向按非線(xiàn)性要求逐漸增加，變曲率段的出口斷面面積為其進(jìn)口斷面面積的2.275倍，鉛垂投影的外緣輪廓線(xiàn)為變曲率曲線(xiàn)，水平投影的外緣輪廓線(xiàn)為直線(xiàn)；
[0008]所述的長(zhǎng)直漸擴(kuò)段為按線(xiàn)性比例逐漸增大面積的矩形斷面，擴(kuò)散角度為7°，出口斷面的面積為短直擴(kuò)段進(jìn)口斷面面積的4.96倍。
[0009]所述整流直葉片以短直擴(kuò)段軸線(xiàn)為中心等角度布置，整流直葉片厚度相等，斷面形狀為流線(xiàn)形或雙尖錐橢圓形。
[0010]所述的環(huán)量消解器含有4 ~ 8片的等厚度的實(shí)心整流直葉片，整流直葉片斷面形狀為流線(xiàn)形或雙尖錐橢圓形，整流直葉片以短直擴(kuò)段軸線(xiàn)為中心等角度布置。[0011 ] 所述短直擴(kuò)段與變曲率段、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段的壁厚相等。
[0012]所述出水結(jié)構(gòu)的鉛垂投影長(zhǎng)度為短直擴(kuò)段進(jìn)口圓形斷面半徑的11.5-12.0倍。
[0013]所述短直擴(kuò)段的出口斷面與變曲率段的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
[0014]所述變曲率段的出口斷面與長(zhǎng)直漸擴(kuò)段的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
[0015]本實(shí)用新型專(zhuān)利既考慮了出水流道的壓能恢復(fù)系數(shù)及當(dāng)量擴(kuò)散角的設(shè)計(jì)問(wèn)題，同時(shí)又兼顧了進(jìn)水流道的軸向速度分布均勻度及速度加權(quán)平均角的2個(gè)性能指標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)的單向臥式泵裝置出水結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革新設(shè)計(jì)，以達(dá)到滿(mǎn)足雙向臥式泵裝置使用的要求，既可減小其作為出水流道時(shí)水力損失，也可減小其作為進(jìn)水流道時(shí)水力損失，從而達(dá)到提高雙向臥式泵裝置水力效率的目的。針對(duì)單向出水流道在雙向臥式泵裝置運(yùn)行時(shí)存在的水力性能問(wèn)題，提出了采用變曲率多段線(xiàn)形式的出水結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:
[0017]本實(shí)用新型專(zhuān)利適用于各類(lèi)型的雙向臥式泵裝置結(jié)構(gòu)中，泵裝置正向運(yùn)行時(shí)其起到進(jìn)一步回收導(dǎo)葉體出口剩余環(huán)量的目的，降低出水結(jié)構(gòu)的水力損失；泵裝置反向運(yùn)行時(shí)其起到進(jìn)一步整流的目的，為葉輪提供良好的進(jìn)口流態(tài)，確保機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，增加機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0018]本實(shí)用新型專(zhuān)利的設(shè)計(jì)、加工制作安裝方便，便于大規(guī)模實(shí)施。
[0019]對(duì)市場(chǎng)實(shí)施可能性和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)分析:
[0020]出水結(jié)構(gòu)在臥式泵裝置中屬于常見(jiàn)的過(guò)流部件，且臥式泵裝置形式占到了全國(guó)泵站總數(shù)的40%左右，并大量應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、市政等方面。臥式泵裝置出水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，具有極高的推廣使用價(jià)值。2013年10月14日國(guó)務(wù)院召開(kāi)了全國(guó)冬春農(nóng)田水利基本建設(shè)電視電話(huà)會(huì)議，要求“深化改革、完善機(jī)制、大力推進(jìn)農(nóng)村水利基本建設(shè)”；2013年水利部發(fā)布了(2013)農(nóng)水灌函字第09號(hào)《關(guān)于加快推進(jìn)大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造、大型灌排泵站更新改造項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度有關(guān)工作的通知》以及城市防洪標(biāo)準(zhǔn)體系提高，這些社會(huì)大背景都為本實(shí)用新型專(zhuān)利的推廣應(yīng)用提供了機(jī)遇。本實(shí)用新型專(zhuān)利積極響應(yīng)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》(2006-2020年)所確定的“節(jié)能”優(yōu)化主題。本實(shí)用新型專(zhuān)利適用于各類(lèi)型的雙向臥式泵裝置結(jié)構(gòu)中，確保機(jī)組安全穩(wěn)定的運(yùn)行，增加機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，由此將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型的立面結(jié)構(gòu)單線(xiàn)圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)單線(xiàn)圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型的環(huán)量消解器結(jié)構(gòu)單線(xiàn)圖。
[0024]圖4為圖3的斷面A-A結(jié)構(gòu)單線(xiàn)圖。
[0025]圖5為圖3的斷面B-B結(jié)構(gòu)單線(xiàn)圖。
[0026]圖中:1短直擴(kuò)段、2變曲率段、3長(zhǎng)直漸擴(kuò)段、4環(huán)量消解器。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合附圖和【附圖說(shuō)明】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)闡述:
[0028]一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:由短直擴(kuò)段1、變曲率段2、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3和環(huán)量消解器4構(gòu)成；
[0029]短直擴(kuò)段采用按線(xiàn)性逐漸增大半徑的圓形斷面，擴(kuò)散角度為4°，出口斷面半徑為進(jìn)口斷面半徑的1.14倍；
[0030]變曲率段2采用橢圓斷面或矩形斷面(圓弧倒角處理)，各斷面沿軸線(xiàn)方向按非線(xiàn)性要求逐漸增加，變曲率段2的出口斷面面積為其進(jìn)口斷面面積的2.275倍，鉛垂投影的外緣輪廓線(xiàn)為變曲率曲線(xiàn)，水平投影的外緣輪廓線(xiàn)為直線(xiàn)；
[0031]長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3按線(xiàn)性比例逐漸增大面積的矩形斷面(圓弧倒角處理)，擴(kuò)散角度為7°，出口斷面的面積為短直擴(kuò)段I進(jìn)口斷面面積的4.96倍；
[0032]環(huán)量消解器4含有4 ~ 8片的等厚度的實(shí)心整流直葉片，其斷面形狀為流線(xiàn)形或雙尖錐橢圓形等適合于流體中的幾何形狀，整流直葉片以短直擴(kuò)段I軸線(xiàn)為中心等角度布置，其采用金屬材料制造。
[0033]所述出水結(jié)構(gòu)各段的壁厚均相等，出水結(jié)構(gòu)的鉛垂投影長(zhǎng)度為進(jìn)口圓形斷面半徑的11.5 ~ 12.0倍，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或金屬材料制造，環(huán)量消解器的整流直葉片固定于短直擴(kuò)管的內(nèi)壁面，相接處需處理光滑，無(wú)凸起。
[0034]本實(shí)用新型中，短直擴(kuò)段I的出口斷面與變曲率段2的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)；變曲率段2的出口斷面與長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)；同時(shí)確保短直擴(kuò)段1、變曲率段2和長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3的相互銜接處光滑過(guò)渡。
[0035]對(duì)于大中型泵站，短直擴(kuò)段1、變曲率段2和長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3可采用現(xiàn)場(chǎng)立模板混凝土澆筑，而小型泵站，短直擴(kuò)段1、變曲率段2和長(zhǎng)直漸擴(kuò)段3可采用金屬加工制作至現(xiàn)場(chǎng)拼接組裝。環(huán)量消解器4采用金屬制作，環(huán)量消解器4的整流直葉片采用金屬材料單獨(dú)加工后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝固定，其斷面形式采用流線(xiàn)形等適用于流體特征的形線(xiàn)，環(huán)量消解器4的整流直葉片與短直擴(kuò)段I的內(nèi)壁相固結(jié)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:設(shè)有短直擴(kuò)段(1)、變曲率段(2)、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段(3)和環(huán)量消解器(4)，短直擴(kuò)段(1)、變曲率段(2)、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段(3)依次連接，環(huán)量消解器(4)由4 ~ 8片整流直葉片固定于短直擴(kuò)管的內(nèi)壁面上構(gòu)成； 所述的短直擴(kuò)段(I)為采用按線(xiàn)性逐漸增大半徑的圓形斷面，擴(kuò)散角度為4°，出口斷面半徑為進(jìn)口斷面半徑的1.14倍； 所述的變曲率段(2)為采用橢圓斷面或矩形斷面，各斷面沿軸線(xiàn)方向按非線(xiàn)性要求逐漸增加，變曲率段(2)的出口斷面面積為其進(jìn)口斷面面積的2.275倍，鉛垂投影的外緣輪廓線(xiàn)為變曲率曲線(xiàn)，水平投影的外緣輪廓線(xiàn)為直線(xiàn)； 所述的長(zhǎng)直漸擴(kuò)段(3)為按線(xiàn)性比例逐漸增大面積的矩形斷面，擴(kuò)散角度為7°，出口斷面的面積為短直擴(kuò)段(I)進(jìn)口斷面面積的4.96倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述整流直葉片以短直擴(kuò)段(I)軸線(xiàn)為中心等角度布置，整流直葉片厚度相等，斷面形狀為流線(xiàn)形或雙尖錐橢圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的環(huán)量消解器(4)含有4 ~ 8片的等厚度的實(shí)心整流直葉片，整流直葉片斷面形狀為流線(xiàn)形或雙尖錐橢圓形，整流直葉片以短直擴(kuò)段(I)軸線(xiàn)為中心等角度布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述短直擴(kuò)段(I)與變曲率段(2)、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段(3)的壁厚相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述出水結(jié)構(gòu)的鉛垂投影長(zhǎng)度為短直擴(kuò)段(I)進(jìn)口圓形斷面半徑的11.5 ~ 12.0倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述短直擴(kuò)段(I)的出口斷面與變曲率段(2)的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，其特征是:所述變曲率段(2)的出口斷面與長(zhǎng)直漸擴(kuò)段(3)的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型專(zhuān)利涉及一種臥式泵裝置用出水結(jié)構(gòu)，屬于水利水電工程技術(shù)領(lǐng)域，由短直擴(kuò)段、變曲率段、長(zhǎng)直漸擴(kuò)段和環(huán)量消解器構(gòu)成；所述出水結(jié)構(gòu)各段的壁厚均相等，出水結(jié)構(gòu)的鉛垂投影長(zhǎng)度為進(jìn)口圓形斷面半徑的11.5~12.0倍，采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或金屬材料制造，環(huán)量消解器的整流直葉片固定于短直擴(kuò)管的內(nèi)壁面，相接處光滑，無(wú)凸起。所述短直擴(kuò)段的出口斷面與變曲率段的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。所述變曲率段的出口斷面與長(zhǎng)直漸擴(kuò)段的進(jìn)口斷面的尺寸相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型，解決傳統(tǒng)出水流道回收導(dǎo)葉體出口剩余環(huán)量低的問(wèn)題及其作為進(jìn)水結(jié)構(gòu)時(shí)又具有優(yōu)異的進(jìn)水流道水力性能，達(dá)到提高雙向臥式泵裝置水力效率的目的。
【IPC分類(lèi)】F04D29-40
【公開(kāi)號(hào)】CN204511975
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420862679
【發(fā)明人】楊帆, 朱海生, 何勇, 吳忠, 邵勇, 王芃也
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日