一種無葉頂泄漏的軸流泵葉輪結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，尤其涉及軸流栗的葉輪布置和傳動機構布置，屬于水栗技術領域，適用于小型軸流栗及小管徑的管道輸送栗。
【背景技術】
[0002]目前設計的軸流栗由于葉片固定在輪轂上，葉片由輪轂帶動旋轉對水做功，而外殼靜止；葉片旋轉，而外殼靜止，這一靜一動之間不可避免存在輪緣間隙，葉輪間隙與外殼之間的相對運動以及葉輪間隙壓力面與吸力面之間的壓力差產生了葉頂泄漏流，其與葉片吸力面的主流相互作用形成了葉頂泄漏渦，泄漏渦干擾主流運動，對流道內近20%區(qū)域產生影響，大幅降低了軸流栗效率和汽蝕性能；所以盡管葉輪葉頂區(qū)域半徑較大，流體做功能力及流體通過能力均較強，郎繼興《軸流栗輪軸面速度與環(huán)量最佳分布規(guī)律的初探》(流體工程，1990，12: 31-36)—文中可知，由于葉輪輪緣與外殼之間存在間隙，不可避免會造成泄漏，為了使得葉輪獲得較高的效率，人們不得不把最大軸面速度沿徑向向輪轂方向移動；但缺陷是，此種布置方式無法充分利用靠近輪緣區(qū)域的做功能力以及流體通過能力，而且由于輪緣間隙存在泄漏，會導致泄漏損失，葉頂泄漏流不但降低了容積效率，還會產生嚴重的汽蝕問題，文獻《不同葉頂間隙對軸流栗空化性能及流場的影響》(華中科技大學學報:自然科學版，2013 (4): 21-25)以及《軸流栗葉頂間隙空化流可視化實驗研究》(工程熱物理學報，2011，32(8): 1315-1318)均證明了這一問題，因此傳統(tǒng)軸流栗結構成為目前制約軸流栗水力性能進一步提高的瓶頸，軸流栗葉輪結構創(chuàng)新是解決該問題必然途徑。
[0003]經檢索，目前公開號為CN102116316A的專利技術，通過在葉頂設置尖部來使得輪緣間隙縮小了 20~30%，但是沒有徹底消除輪緣間隙，而且在運行過程中，葉頂上突出的部分很容易與外殼相碰，造成刮擦損傷；公開號為CN202732374U的專利技術，通過將分體式機構改成直連式，雖在一定程度上簡化了保養(yǎng)維修難度，但其保養(yǎng)維護時間依然較長，不能滿足長時間連續(xù)運轉的需要，另外水流方向在水栗中存在較大幅度的改變，影響水栗的效率。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，成本低廉，無葉頂間隙泄露，效率高、葉片強度以及剛度大的軸流栗葉輪結構。
[0005]為了實現上述目的，所采用的技術方案是:改變葉輪固定方式以及傳動方式，具體為:葉輪、外殼及輪轂固定為一體構成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進行旋轉，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動機嚙合傳動，所述外殼與導葉段以及外殼與進水段之間設置動密封。
[0006]所述葉輪、外殼及輪轂固定為一體構成葉輪體指:葉輪兩端固定，即葉根與輪轂固定，葉頂與外殼固定；所述葉輪與外殼、葉輪與輪轂之間不留間隙。
[0007]所述的齒圈與外殼為一同鑄造或者焊接或者通過過盈配合或者鍵配合固定在外殼上。
[0008]所述齒圈為皮帶輪。
[0009]所述電動機可在軸流栗一側配置一臺，或者在軸流栗兩側各配置一臺，以提供冗余，增強可靠性。
[0010]所述動密封為機械密封。
[0011]本實用新型通過將葉輪與輪轂以及外殼進行固定并作為整體旋轉，從結構上確保了葉輪葉頂無間隙，從根本上解決了葉頂間隙的泄漏流問題，使得軸流栗在水力設計時可以按照葉輪損失最小的最佳軸面速度分布進行設計，以充分利用葉頂區(qū)域通過液流能力強，做功能力大的優(yōu)點；而且，由于每個葉片采取了兩端固定的方式，與傳統(tǒng)的懸臂式固定方式相比，結構強度大大增強，葉片可以做得更薄，從而可降低葉片排擠系數，提高軸流栗過流能力，并有助于進一步提高水力效率；電動機通過齒輪嚙合驅動葉輪體外殼，由外殼帶動葉片旋轉做功，同傳統(tǒng)的由軸帶動葉片旋轉相比，對電動機的力矩要求降低，可以使用高轉速電機，從而使得電機的成本降低體積減小，節(jié)省用戶的投資和空間；另外，由于葉片由外殼帶動旋轉，因此，軸不再需要伸出栗殼之外，從而使得水流方向無需改變，由此也降低了由于水流方向改變導致的水力損失；與貫流式軸流栗相比，也減小了將電動機放入栗內的復雜性和高成本。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0013]圖1是葉輪體示意圖。
[0014]圖1中:1、輪轂；2、葉跟與輪轂固定，無間隙；3、葉輪，4、輪緣與外殼固定，無間隙；
5、夕卜殼。
[0015]圖2是葉輪體外殼上固定一圈齒輪的示意圖。
[0016]圖3是電動機通過齒輪嗤合驅動整個葉輪體旋轉的示意圖。
[0017]圖4是葉輪體通過動密封與導葉段以及進水端連接在一起的示意圖。
[0018]圖中:6是進水段，7是導流帽，8是進水段與葉輪體外殼之間的動密封，9是葉輪上固定的一圈齒輪，10是葉輪體外殼與導葉段之間的動密封，11是導葉段，12是支撐板，13是出水段，14是電動機，15是齒輪，5是外殼，3是葉輪，I是輪轂。
【具體實施方式】
[0019]如圖4所示，本實用新型公開了一種無葉頂泄露的軸流栗葉輪結構，包括外殼5、葉輪3、輪轂1、齒圈9、和動密封8(10)，電動機14。
[0020]進一步的，所述葉輪3與外殼5固定，中間不留間隙，從而從結構上杜絕了葉頂泄漏流；葉輪3與輪轂I固定，中間也不留間隙，從而杜絕葉根泄漏流，二維圖如圖1所示。
[0021]所述固定在一起的葉輪3、輪轂1、外殼5作為一個整體進行旋轉。
[0022]所述作為整體旋轉的葉輪體與靜止的導葉段外殼之間設置動密封10 ;所述作為整體旋轉的葉輪體與靜止的進水段外殼之間也設置動密封8。
[0023]所述動密封8、10為機械密封。
[0024]所述作為整體旋轉的葉輪體，外殼5上固定一圈齒圈9。
[0025]所述葉輪體外殼上固定的齒圈9，可以為和外殼5 —起鑄造，或者單獨制造后通過焊接、過盈配合、鍵配合等手段固定在葉輪體外殼5上。
[0026]所述葉輪體外殼5上固定的齒圈9可以為皮帶輪。
[0027]所述齒圈9通過齒輪嗤合或者皮帶傳動由電動機14驅動。
[0028]除電動機14夕卜，也可以采用其它動力機械。
[0029]水流由進水段6進入，經過由電動機14通過齒輪15與固定在葉輪體外殼5上的齒圈9嚙合傳動，從而使得由輪轂1、葉片3、外殼5固定為一體的葉輪體整體旋轉而給從其通過的水流增壓，整體旋轉的葉輪體與進水段6通過動密封8進行密封，整體旋轉的葉輪體同樣與導葉段11通過動密封10進行密封，增壓后的水流進入導葉段11后進行整流，最后從出水段13流出。
【主權項】
1.一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，包括葉輪、外殼及輪轂，其特征在于:葉輪、夕卜殼及輪轂固定為一體構成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進行旋轉，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動機嚙合傳動，所述外殼與導葉段以及外殼與進水段之間設置動密封。2.如權利要求1所述的一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，其特征在于:所述葉輪、夕卜殼及輪轂固定為一體構成葉輪體指:葉輪兩端固定，即葉根與輪轂固定，葉頂與外殼固定；所述葉輪與外殼、葉輪與輪轂之間不留間隙。3.如權利要求1所述的一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，其特征在于:所述的齒圈與外殼為一同鑄造或者焊接或者通過過盈配合或者鍵配合固定在外殼上。4.如權利要求3所述的一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，其特征在于:所述齒圈為皮帶輪。5.如權利要求1所述的一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，其特征在于:所述電動機可在軸流栗一側配置一臺，或者在軸流栗兩側各配置一臺，以提供冗余，增強可靠性。6.如權利要求1所述的一種無葉頂泄漏的軸流栗葉輪結構，其特征在于:所述動密封為機械密封。
【專利摘要】本實用新型涉及一種無葉頂泄漏的軸流泵葉輪結構，尤其涉及軸流泵的葉輪布置和傳動機構布置，屬于水泵技術領域。其包括葉輪、外殼及輪轂，其特征在于：葉輪、外殼及輪轂固定為一體構成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進行旋轉，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動機嚙合傳動，所述外殼與導葉段以及外殼與進水段之間設置動密封。本實用新型適用于小型軸流泵及小管徑的管道輸送泵。
【IPC分類】F04D29/18, F04D13/06, F04D29/08
【公開號】CN204739000
【申請?zhí)枴緾N201420163183
【發(fā)明人】張德勝, 潘大志, 王海宇, 陳刻強, 邢津
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月4日