一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的LNG潜液泵制造技术

本发明专利技术属于离心泵类机械装置领域，具体涉及一种离心泵叶轮，其包括前盖板、后盖板、主叶片和分流叶片，所述主叶片和分流叶片均倾斜设置在前盖板和后盖板之间，二者呈离心状均匀分布且交替设置，所述主叶片的长度比分流叶片的长度大，相邻两叶片之间形成螺旋形的流道，主叶片和分流叶片的宽度均从进口向出口逐渐变窄。本发明专利技术还公开了一种包含上述离心泵叶轮的LNG潜液泵。本发明专利技术的离心泵叶轮和LNG潜液泵能够在保证LNG潜液泵流量和扬程的条件下，提高其效率和汽蚀性能，同时还具有结构简单、加工便捷、成本低廉等优点。

A centrifugal pump impeller and a LNG submersible pump containing the impeller of the centrifugal pump.

The invention belongs to the field of centrifugal pump mechanical device, in particular to a centrifugal pump impeller, which includes a front cover plate, a rear cover plate, a main blade and a split blade. The main blade and the split blade are inclined between the front cover plate and the rear cover plate. The two are uniformly distributed and alternately arranged in a centrifugal shape. The length ratio of the main blade is proportional to the length of the main blade. The length of the shunt blade is large, and a spiral runner is formed between the adjacent two blades. The width of the main blade and the shunt blade gradually narrows from the inlet to the outlet. The invention also discloses a LNG submersible pump containing the impeller of the centrifugal pump. The centrifugal pump impeller and LNG submersible pump of the invention can improve the efficiency and cavitation performance of the LNG submersible pump under the condition of ensuring the flow and lift of the submersible pump, and also have the advantages of simple structure, convenient processing and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的LNG潜液泵
本专利技术属于离心泵类机械装置领域，更具体地，涉及一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的LNG潜液泵。
技术介绍
LNG(液化天然气)潜液泵广泛应用于LNG的加压转运，具有良好的气密性和耐低温性能。目前，国内的LNG相关从业企业均采用国外LNG潜液泵，成本花费巨大，且维修和相关技术服务不及时、不到位，严重影响我国LNG企业的发展，同时也使得我国天然气供应受到影响。然而进一步的研究表明，LNG潜液泵浸入饱和状态下的LNG中，轻微的压降或者温升都可能造成LNG的汽化，进而在泵体内形成汽蚀。汽蚀会对叶轮造成严重侵蚀，也会产生噪声。长期在汽蚀状态下运行会使泵的寿命大大缩短。而由于LNG潜液泵采用全封闭结构且工质具有低温易爆性，使得检修十分不方便，频繁因为汽蚀破坏更换叶轮极不可取。由于存在上述缺陷和不足，本领域亟需做出进一步的完善和改进，设计一种LNG潜液泵，使其能够减少叶轮气蚀，以便满足潜液泵长期使用的需要。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的LNG潜液泵，其中结合叶轮易被气蚀、且对扬程要求高等特点，相应设计了离心泵叶轮，将该离心泵用于LNG潜液泵，并对LNG潜液泵中的各部件的具体结构和布置方式等方面进行研究和设计，相应可有效解决LNG潜液泵的叶轮易被气蚀、效率和扬程不够等问题，同时具有结构简单、加工便捷、成本低廉等优点。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种离心泵叶轮，其特征在于，其包括前盖板、后盖板、主叶片和分流叶片，其中：所述前盖板和后盖板为同轴设置的圆环形板，所述前盖板的内径较后盖板的内径大，且向上延伸形成环形结构的流道进口，所述前盖板和后盖板外周之间的间隙为流道出口，所述主叶片和分流叶片均倾斜设置在前盖板和后盖板之间，二者呈离心状均匀分布且交替设置，所述主叶片的长度比分流叶片的长度大，相邻两叶片之间形成螺旋形的流道，主叶片和分流叶片的宽度均从进口向出口逐渐变窄。通过对离心泵叶轮的结构进行研究和设计，能够在LNG潜液泵中起到增压作用。而叶轮采用长分流叶片，并倾斜设置，其能在保证扬程要求的条件下，同时提高泵的效率和抗汽蚀性能。进一步优选地，所述主叶片和分流叶片的数量之和为8～10片。优选地，所述分流叶片进口直径为主叶片出口直径的50％～60％，所述分流叶片向主叶片倾斜，倾斜角度范围为10°～12°。本设计通过分流叶片进口的直径的设置，可使流道具有较大直径，从而具有较大的流量，而叶片的倾斜设置并将倾斜角控制在一定范围内，则可保证离心泵具有高扬程，叶轮采用该结构，能够在保证其具有高扬程、高效率的同时提高其汽蚀性能。按照本专利技术的另一方面，提供了一种LNG潜液泵，其特征在于，其包括外壳体、旋转轴、套设在旋转轴上的诱导轮和如上所述的离心泵叶轮、以及设置在外壳体底部的蜗壳，其中：所述外壳体为一端封闭的筒状结构，其顶部的进口为敞开的喇叭状，所述外壳体的中心轴线处设置有旋转轴，该旋转轴底端穿过外壳体底部的开口，所述旋转轴的端部为圆锥形的导流锥，所述导流锥下方的旋转轴外围设置有诱导轮，所述外壳体底部的旋转轴外围设置离心泵叶轮，所述外壳体的底部还设置有开孔与所述蜗壳相通。进一步优选地，所述诱导轮包括均匀分布的3个螺旋形叶片，所述螺旋形叶片之间等螺距分布，所述螺旋形叶片的进口为圆弧形，该进口处的切线与进口处与中心的连线的夹角为45°。通过将3个螺旋线叶片等螺距均匀分布，在平衡径向力的同时可以提高诱导轮的做功能力。优选地，所述螺旋形叶片的水平骨线两侧由外向内逐渐加厚。螺旋线叶片设计为上述形状，可同时改善诱导轮的进口流动状况和提高诱导轮本身抗汽蚀性能，并在保证强度的条件下，尽量使流体流过叶轮时阻力损失最小。优选地，所述诱导轮顶部与外壳体间存在顶端间隙。本诱导轮的间隙在保证一定动静干涉的条件下，减少叶顶泄流量，提高诱导轮的增压能力和诱导轮本身的抗汽蚀性能。优选地，所述离心泵叶轮的前盖板与外壳体的内壁贴合，其后盖板与外壳体的底部贴合。该设计能够最大程度的增加离心泵叶轮的流量，减少叶片的压力，提高离心泵叶轮的增压能力和其本身的抗汽蚀性能。优选地，所述蜗壳的纵剖面为螺旋断面，其中间腔体为圆形。将蜗壳设计成该结构主要作用在于收集叶轮中流出的高速液流，消除液流的旋转速度，将其转化为压力能。优选地，所述旋转轴底部由外部电机驱动。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：(1)本专利技术提供了一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的LNG潜液泵，其中结合LNG潜液泵易被气蚀、且对扬程要求高等特点，相应设计了离心泵叶轮，将该离心泵用于LNG潜液泵，并对LNG潜液泵中的各部件的具体结构和布置方式等方面进行研究和设计，相应可有效解决LNG潜液泵的叶轮易被气蚀、效率和扬程不够等问题，同时具有结构简单、加工便捷、成本低廉等优点。(2)通过对离心泵叶轮的结构进行研究和设计，其作为核心部件，能够在LNG潜液泵中起到增压作用。本设计通过将叶轮采用长分流叶片交替设置，并将分流叶片径向尺寸控制在一定范围内，这样可扩大流道通流面积，从而使得LNG潜液泵具有较大的流量。而叶片的倾斜设置则可保证离心泵具有高扬程，叶轮采用该结构，能够在保证其具有高扬程、高效率的同时提高其汽蚀性能。其能在保证扬程要求的条件下，同时提高泵的效率和抗汽蚀性能，因而尤其适用于LNG潜液泵。(3)LNG潜液泵专用诱导轮对于其本身的汽蚀性能和扬程有极高要求。本申请诱导轮是一个轴流式叶轮，通过将3个螺旋线叶片等螺距均匀分布，在平衡径向力的同时可以提高诱导轮的做功能力。而将诱导轮置于叶轮前部，起到增压作用，提高叶轮进口处的压力，使得叶轮的汽蚀性能增强。而本专利技术的螺旋线叶片设计状，可同时改善诱导轮的进口流动状况和提高诱导轮本身抗汽蚀性能，并在保证强度的条件下，尽量使流体流过叶轮时阻力损失最小。本诱导轮的间隙在保证一定动静干涉的条件下，减少叶顶泄流量，提高诱导轮的增压能力和诱导轮本身的抗汽蚀性能。(4)蜗壳螺旋断面和扩散段截面均为圆形，主要作用在于收集叶轮中流出的高速液流，消除液流的旋转速度，将其转化为压力能。(5)本专利技术的离心泵叶轮和LNG潜液泵能够在保证LNG潜液泵的流量和扬程的条件下，提高了其效率和汽蚀性能。同时还具有结构简单、加工便捷、成本低廉等优点。附图说明图1为本专利技术的LNG潜液泵的纵剖面示意图；图2为本专利技术的LNG潜液泵的诱导轮的俯视图；图3为本专利技术的LNG潜液泵的诱导轮的立体示意图；图4为本专利技术的LNG潜液泵的离心泵叶片的俯视图；图5为本专利技术的LNG潜液泵的蜗壳的纵剖面图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-进口、2-外壳体、3-诱导轮、4-旋转轴、5-导流锥、6-液流通道、7-离心泵叶轮、8-前盖板、9-后盖板、10-腔体、11-蜗壳、12-中心线、13-切线、14-主叶片、15-分流叶片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心泵叶轮，其特征在于，其包括前盖板(8)、后盖板(9)、主叶片(14)和分流叶片(15)，其中：所述前盖板(8)和后盖板(9)为同轴设置的圆环形板，所述前盖板(8)的内径较后盖板(9)的内径大，且向上延伸形成环形结构的流道进口，所述前盖板(8)和后盖板(9)外周之间的间隙为流道出口，所述主叶片(14)和分流叶片(15)均倾斜设置在前盖板(8)和后盖板(9)之间，二者呈离心状均匀分布且交替设置，所述主叶片(14)的长度比分流叶片(15)的长度大，相邻两叶片之间形成螺旋形的流道，主叶片(14)和分流叶片(15)的宽度均从进口向出口逐渐变窄。

【技术特征摘要】
1.一种离心泵叶轮，其特征在于，其包括前盖板(8)、后盖板(9)、主叶片(14)和分流叶片(15)，其中：所述前盖板(8)和后盖板(9)为同轴设置的圆环形板，所述前盖板(8)的内径较后盖板(9)的内径大，且向上延伸形成环形结构的流道进口，所述前盖板(8)和后盖板(9)外周之间的间隙为流道出口，所述主叶片(14)和分流叶片(15)均倾斜设置在前盖板(8)和后盖板(9)之间，二者呈离心状均匀分布且交替设置，所述主叶片(14)的长度比分流叶片(15)的长度大，相邻两叶片之间形成螺旋形的流道，主叶片(14)和分流叶片(15)的宽度均从进口向出口逐渐变窄。2.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述主叶片(14)和分流叶片(15)的数量之和为8～10片。3.如权利要求1或2所述的离心泵叶轮，其特征在于，所述分流叶片(15)进口直径为主叶片(14)出口直径的50％～60％，所述分流叶片(15)向主叶片(14)倾斜，倾斜角度范围为10°～12°。4.一种LNG潜液泵，其特征在于，其包括外壳体(2)、旋转轴(4)、套设在旋转轴(4)上的诱导轮(3)和如权利要求1-3中任一项所述的离心泵叶轮(7)、以及设置在外壳体(2)底部的蜗壳(11)，其中：所述外壳体(2)为一端封闭的筒状结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张师帅，智博文，匡海云，陈俊君，陈文吴，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42