高效节能自吸式离心泵制造技术

本发明专利技术涉及一种高效节能自吸式离心泵，包括进水管、储水室和叶轮，储水室内设有吸水室，吸水室由上底板、下底板以及与二者相互垂直的侧板围成；上底板的孔h沿孔壁向上延伸形成出水管，出水管与叶轮进口连接，侧板横截面的边缘线由曲线a、螺旋线b、曲线c和线d顺序连接形成，线a和线c与线b之间平滑过渡，线d所在的侧板开有孔k，孔k与进水管连接；线b与线a和线c的交点m和n，m、n以及孔h的圆心o位于同一直线上，以螺旋线b上的点与o之间的线段长度为R，以螺旋线b上的点与o之间的线段和m与o之间的线段的夹角为θ，R＝D0(A+Bθ/C)。本发明专利技术自吸式离心泵兼顾效率、自吸性能、水力性能及运行可靠性性能，可被推广使用。

High efficiency and energy saving self suction centrifugal pump

The invention relates to a high-efficiency and energy-saving self-priming centrifugal pump, which comprises a water inlet pipe, a water storage chamber and an impeller. A water suction chamber is arranged in the water storage chamber, and the water suction chamber is surrounded by an upper bottom plate, a lower bottom plate and a side plate perpendicular to each other. The edge line of the cross section is formed by the sequential connection of curve a, helix b, curve C a n d line D. Line a a n d line C transit smoothly with line B. The side plate where line D is located has a hole k, a n d hole K is connected with water inlet pipe. The intersection points M a n d n, m, n a n d the center O of line B a n d line a a n d line C are located o n the same line, a n d the line between the points o o n the helix B The length of the segment is R, and the angle between the point on the helix B and O and the segment between M and O is theta, R = D0 (A + Btheta / C). The self-priming centrifugal pump of the invention takes into account the efficiency, self-priming performance, hydraulic performance and operation reliability performance, and can be popularized and used.

【技术实现步骤摘要】
高效节能自吸式离心泵
本专利技术属于离心泵领域，涉及一种高效节能自吸式离心泵。
技术介绍
自吸泵是特殊结构的离心泵，只需第一次启动灌水，之后直接启动即可，具有使用方便、工作可靠和便于远程集中控制的优点，特别适用于吸上安装和启动频繁的场合，但缺点是效率低。现有自吸泵分为内混式和外混式两种结构，内混式为液流回流到叶轮进口，这种结构的自吸泵效率相对较高，外混式为液流回流到叶轮出口，效率相对较低，但自吸时间较短，但不论是外混式还是内混式的自吸泵，其效率相对一般离心泵效率都低。现有的自吸泵中对于安装高度高于吸水液面的场合，一般有以下几种结构：(1)无密封自控自吸泵，优点是运行可靠，维护次数少，缺点是效率低，因为无论是内混式还是外混式，其气水分离室的结构及回流量决定了产品性能，为保证产品的自吸性能和自吸时间，一般设计取较大的回流量，使得泵容积率低，又因为气水分离室的结构，叶轮内速度不能有效的转化为压力能，而是伴随冲击、突变扩散或收缩损失掉了，这样泵效率就较低，距统计，一般自吸泵现场实际运行效率不超过50％，造成了很大的能耗浪费，不符合国家节能环保要求，而且自吸泵叶轮不能切割，每台泵设计完成后流量压力恒定，叶轮切割后，叶轮和泵体割舍处的间隙增大，气水混合物不能快速的排出，影响泵自吸性能；(2)长轴深井泵，这种结构泵采用空间导叶结构，效率相对较高，但故障率也较高，由于泵结构起吊较困难，维护较繁琐；(3)离心泵配真空泵、底阀或真空引水装置，配真空泵虽然解决了效率低的问题，但每次启动都要抽真空，操作较繁琐，而且两种泵故障率较高，尤其在有杂质的液流中，对普通离心泵密封有很高的要求，稍有漏气就不能正常吸水；配底阀和真空引水装置，水力损失较大，使得泵运行效率降低，而且不能用于吸上高度较大的场合，也无法应用于含杂质的介质中。虽然以上结构的设备具有一定的优势，但都无法实现效率、自吸性能、水力性能及运行可靠性的兼顾。因此，开发一种兼顾效率、自吸性能、水力性能及运行可靠性的自吸离心泵极具现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种兼顾效率、自吸性能、水力性能及运行可靠性的自吸离心泵。针对以上情况进行全流道水力设计，以求获得高效节能自吸式离心泵。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：高效节能自吸式离心泵，包括进水管、储水室和叶轮，储水室内设有吸水室，吸水室为中空结构，由上底板、下底板以及与二者相互垂直的侧板围成，吸水室的底部开有通孔，储水室内的液体经通孔进入吸水室内；上底板上开有孔h且沿孔壁向上延伸形成出水管，出水管与叶轮进口连接，侧板横截面的边缘线为逗号形，由曲线a、螺旋线b、曲线c和线d顺序连接形成，曲线a和曲线c为平滑曲线且与螺旋线b之间平滑过渡，线d所在的侧板开有孔k，孔k与进水管连接；吸水室的形状主要与侧板的形状相关，上底板和下底板的边缘线可以与侧板横截面的边缘线相同，也可以不相同；螺旋线b与曲线a和曲线c的交点分别为m和n，m、n和孔h的圆心o位于同一直线上，m与o的距离小于n与o的距离，以螺旋线b上的点与o之间的线段长度为R，以螺旋线b上的点与o之间的线段和m与o之间的线段的夹角为θ，R＝D0(A+Bθ/C)，D0为叶轮进口直径，A＝0.6～0.7，B＝0.06～0.1，C＝1°，曲线无固定方程式，根据每台泵流量、扬程和转速确定过流断面面积，宽度和径向高度都可随机选择，一般先取径向高度，再根据过流断面面积确定宽度，过流断面面积与泵流量以及断面流速之间的关系为：S＝Q/vs；式中，S为过流断面面积，单位为m2，Q为泵流量，单位为m3/s，vs为过流断面流速，单位为m/s，取(v0+v1)/2，v0为泵进口流速，v1为叶轮进口流速。现有自吸泵结构无吸水室，只有储水室，结构为一圆形筒体，液流从吸水池经过进口弯管，突然扩散至筒体内，液流速度急剧下降，在叶轮吸入口，流速又急剧增大，储液室流速基本为零，在整个水力过水断面为突然放大，后又突然收缩，液流速度矢量大小实现了突变过程，流动方向为无规律排布，这就增加了泵进口段的损失，不仅影响泵整体运行效率，还对抗汽蚀性能有减弱作用，减小了泵的最大自吸高度。本专利技术的自吸泵吸水室，在储水室中增加吸水室，并设计为半螺旋型结构后，保证了整个过流断面面积均匀变化，从而保证流速从小到大的均匀变化，流动方向也实现了均匀变化，有效减少了液流流动局部扩散及冲击损失，提高泵运行效率，增加泵抗汽蚀余量，从而也进一步提高泵最大吸上高度,本申请高效节能自吸式离心泵的最大吸上高度可达0.5～1.0m。所述高效节能自吸式离心泵的整体效率为72～83％，一般普通自吸式离心泵的整体效率为50～65％，本专利技术通过在储水室内设置特定结构的吸水室显著提高了自吸式离心泵的整体效率。作为优选的技术方案：如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述吸水室内设有横截面为V形的分水板，分水板的高度与吸水室相同，分水板分别与螺旋线b所在的侧板和曲线a所在的侧板平滑过渡连接。液流进入吸水室后大致分为两股，一股沿曲线c和螺旋线b所在的侧板流动，另一股沿曲线a所在的侧板流动，在螺旋线b所在的侧板和曲线a所在的侧板交界处产生冲击形成漩涡，影响自吸式离心泵的效率，设置分水板后可有效防止液流冲击，有利于提高效率。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述分水板的壁厚与侧板相同，同等壁厚，铸件冷却速度相同，不容易出现铸造缺陷，焊接件可减少焊接变形，同时也可保证强度要求。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述储水室为圆筒状结构，其与吸水室和进水管焊接。储水室大小根据泵工况设计。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述线d为弧线，线d所在的侧板为储水室侧壁。如上所述的高效节能自吸式离心泵，曲线a的曲率半径小于曲线c，曲线a所在的侧板相当于选择内圈，曲线c所在的侧板相当于旋转外圈，曲线a的曲率半径小于曲线c更有利于满足等速度运动要求。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述进水管为弯管，其各位置横截面积相同且等于孔k的横截面积。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述出水管内径大于等于叶轮进口直径，这是因为从出水管到叶轮进口的流速要缓变不能急变，以减少水力损失，出水管略大于叶轮进口直径，可使得出水管流速小于叶轮进口流速，流速小对应压力能大，这样可减少液流汽化，有利于提升泵的抗汽蚀性能。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述孔h和孔k为圆孔或方孔。孔h和孔k形状不限于此，可根据实际使用情况调整。如上所述的高效节能自吸式离心泵，所述通孔位于下底板上，还可以设置在靠近下底板的侧板上，只要有利于储水室内的水进入吸水室即可。专利技术机理：自吸泵的吸水室主要起对叶轮进口液流引导作用，让液流无冲击进入叶轮，这就要对进入叶轮的液流加以疏导引流，在各过流截面上流速大小不能发生突变，流动方向也不能发生突变，因为突然放大后缩小的过程都伴随能量损失，也称为水力局部损失，水力局部损失大，液流进入叶轮压力低，当液流压力低于汽化压力时，叶轮会发生汽蚀，同时会使泵出口压力降低，泵效率降低，针对该问题，本专利技术设计了全新的吸水室，使得液流经进水管到吸水室，流速大小基本保持恒定，各截面面积相等，减少水力损失，提高泵效率和抗汽蚀性能。水力损失计算公式如下：h＝ζvs^2/(2g)；式中，h表示损失本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高效节能自吸式离心泵，包括进水管、储水室和叶轮，其特征是：储水室内设有吸水室，吸水室为中空结构，由上底板、下底板以及与二者相互垂直的侧板围成，吸水室的底部开有通孔；上底板上开有孔h且沿孔壁向上延伸形成出水管，出水管与叶轮进口连接，侧板横截面的边缘线为逗号形，由曲线a、螺旋线b、曲线c和线d顺序连接形成，曲线a和曲线c为平滑曲线且与螺旋线b之间平滑过渡，线d所在的侧板开有孔k，孔k与进水管连接；螺旋线b与曲线a和曲线c的交点分别为m和n，m、n和孔h的圆心o位于同一直线上，m与o的距离小于n与o的距离，以螺旋线b上的点与o之间的线段长度为R，以螺旋线b上的点与o之间的线段和m与o之间的线段的夹角为θ，R＝D0(A+Bθ/C)，D0为叶轮进口直径，A＝0.6～0.7，B＝0.06～0.1，C＝1°；所述高效节能自吸式离心泵的效率为72～83％。

【技术特征摘要】
1.高效节能自吸式离心泵，包括进水管、储水室和叶轮，其特征是：储水室内设有吸水室，吸水室为中空结构，由上底板、下底板以及与二者相互垂直的侧板围成，吸水室的底部开有通孔；上底板上开有孔h且沿孔壁向上延伸形成出水管，出水管与叶轮进口连接，侧板横截面的边缘线为逗号形，由曲线a、螺旋线b、曲线c和线d顺序连接形成，曲线a和曲线c为平滑曲线且与螺旋线b之间平滑过渡，线d所在的侧板开有孔k，孔k与进水管连接；螺旋线b与曲线a和曲线c的交点分别为m和n，m、n和孔h的圆心o位于同一直线上，m与o的距离小于n与o的距离，以螺旋线b上的点与o之间的线段长度为R，以螺旋线b上的点与o之间的线段和m与o之间的线段的夹角为θ，R＝D0(A+Bθ/C)，D0为叶轮进口直径，A＝0.6～0.7，B＝0.06～0.1，C＝1°；所述高效节能自吸式离心泵的效率为72～83％。2.根据权利要求1所述的高效节能自吸式离心泵，其特征在于，所述吸水室内设有横截面为V形的分水板...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏举，陆银华，陈招锋，程原，
申请(专利权)人：上海瑞晨环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31