自平衡轴向力的多级泵制造技术

本发明专利技术涉及一种自平衡轴向力的多级泵，解决现有技术存在的前后盖板等外径、比转数ns>300而产生巨大的轴线力所带来的能耗大、寿命短、运行稳定性差等问题，采用的技术方案：包括泵体，设置在泵体内的叶轮串，叶轮串若干组叶轮单元组成，其特征在于一组叶轮单元包括导流罩，设置在导流罩的导流腔中的叶轮，叶轮包括前盖板、后盖板和设置在前盖板和后盖板之间的叶片，前盖板的外径大于所述后盖板的外径，前盖板与导流腔的底部配合，前盖板与导流腔的敞口部位配合。其效果：采用前盖板面积大于后盖板面积的叶轮，同时配合导流罩，实现叶轮轴向力的自平衡，使泵运行更稳定可靠，极大地降低了功耗，极大提升社会、经济效益，并达到节能减排的目的。排的目的。排的目的。

Multistage pump with self balancing axial force

【技术实现步骤摘要】
自平衡轴向力的多级泵


[0001]本专利技术涉及一种多级泵，尤其涉及一种自平衡轴向力的多级泵。

技术介绍

[0002]受制水力性能设计的影响，常规的多级泵中的叶轮均采用前盖板和后盖板外径相等的方式，并且，对应多级泵来说，在每一级中尚没有叶轮与导流罩配合的方案。对于现有的多级泵来说，液体在叶轮离心力的作用，垂直甩出叶轮并进入泵体或导流器中。而相同外径的前、后盖板，存在不对等的盖板面积比，形成了较大的叶轮轴向力。特别是针对多级泵而言，最高级数达到40个叶轮，累计的轴向力非常大，巨大的轴向力大大降低了电机和轴承的使用寿命，而且泵的运行稳定性又很差。为了平衡轴向力，必须配套专用电机，这又增加了专用电机的成本，导致多级泵的成本高。
[0003]当然也有少部分单级泵或多级泵采用类似的前盖板和后盖板不对等的叶轮结构(即叶轮出口斜切的方式)，这些单级泵或多级泵的水力参数中的比转数ns>300，这类叶轮又称为混流式叶轮或斜流式叶轮，一是为了获得更大的流量和较低的扬程，二是为了消除叶轮出口回流区，控制液体的二次回流。
[0004]综上所述，现有技术存在的缺点为：
[0005]1.从结构性能方面来说：产生较大的轴向力，而平衡轴向力需要消耗电机的轴承载荷，提高了电机的能耗；
[0006]2.从水力性能方面来说：液流方向不稳定，容易形成内部涡流，水力损耗较大，是行业的一个瓶颈问题；
[0007]3.从综合性能方面来说：已无法满足节能要求，不利于响应碳中和碳达峰的号召。
[0008]然而，现有的多级泵产品在市政给排水、二次供水、工业增压、海水淡化等领域的市场份额超过250亿，并在国家碳中和碳达峰政策背景下，需要更为合适的、合理的、改良的多级泵产品诞生。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种自平衡轴向力的多级泵，采用前盖板面积大于后盖板面积的叶轮，同时配合导流罩，实现叶轮轴向力的自平衡，使泵运行更稳定可靠，极大地降低了功耗，极大提升社会、经济效益，并达到节能减排的目的。
[0010]本专利技术的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：自平衡轴向力的多级泵，包括泵体，设置在泵体内的叶轮串，所述叶轮串若干组叶轮单元组成，其特征在于一组所述叶轮单元包括导流罩，设置在所述导流罩的导流腔中的叶轮，所述叶轮包括前盖板、后盖板和设置在所述前盖板和后盖板之间的叶片，所述前盖板的外径大于所述后盖板的外径，所述前盖板与所述导流腔的底部配合，所述前盖板与所述导流腔的敞口部位配合。
[0011]采用前盖板面积大于后盖板面积的叶轮，同时配合导流罩，实现叶轮轴向力的自
平衡，使泵运行更稳定可靠，极大地降低了电机的功耗，极大提升社会、经济效益，达到节能减排的目的。
[0012]作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本专利技术采用如下技术措施：
[0013]作为优选，为了更好的实现盖板力引起轴向力的自平衡，所述前盖板和所述后盖板的面积比S为：0.95≤S≤1。
[0014]所述叶片的外接圆直径大于所述后盖板的外径，所述叶片的外接圆直径小于所述前盖板的外径，所述叶片在所述后盖板的外围具有外延部，所述前盖板在所述外延部的外围形成超出部。
[0015]在叶片的外延部和前盖板的超出部的共同作用于流体，离心力和推力作用下，液流方向形成倾斜角度，并沿着导流罩(主要为导流部)的流线形内壁顺利进入下一级叶轮单元。
[0016]所述叶轮的比转数ns为：80<ns<150。有利于提升泵的能效，水力性能和结构更为稳定性，实现节能降耗的效果，都按照欧盟最高能效指标验收。
[0017]作为优选，所述导流罩包括导流罩壳，设置在导流罩壳背面的口环座，与口环座配合的口环盖，所述叶轮的口环部位设置叶轮口环，所述叶轮口环设置在所述口环座与所述口环盖行动的口环腔中，所述导流腔设置在所述导流罩壳中。
[0018]作为优选，所述导流罩壳包括一体结构的导流部、下翻折部、第一横折部，上翻折部和第二横折部，所述导流部呈扩口的腰鼓形，所述导流部的内腔为所述导流腔，所述下翻折部的上沿与所述导流部的内沿配合，所述第一横折部的外沿与所述下翻折部的下沿配合，所述上翻折部的下沿与所述第一横折部的内沿配合，所述第二横折部的外沿与所述上翻折部的上沿配合，所述第二横折部的内沿与所述叶轮口环的外壁间隙配合。
[0019]作为优选，所述口环盖的断面呈Z字型，Z字型的上肩压在所述叶轮口环的上端面，Z字型的下肩压在所述第一横折部上，Z字型的斜臂扣压在所述上翻折部的外侧，并与所述上翻折部形成过盈配合。
[0020]作为优选，所述口环盖为刚性弹力形变件，所述口环座为倒扣的盘形。
[0021]本专利技术具有的有益效果：
[0022]1、对产品结构的优化，采用前盖板面积大于后盖板面积的叶轮，并将前、后盖板面积比控制在0.95～1范围内，同时配合导流罩，实现了叶轮轴向力的自平衡，使泵运行更稳定可靠，极大地降低了电机的功耗；
[0023]2、对水力结构的优化，采用的叶轮的比转数ns为：80<ns<150，提升了泵整体的效率指标，达到节能减排的目的；
[0024]3、叶片在所述后盖板的外围具有外延部，前盖板在外延部的外围形成超出部，在叶片的外延部和前盖板的超出部的共同作用于流体，离心力和推力作用下，液流方向形成倾斜角度，并沿着导流罩(主要为导流部)的流线形内壁顺利进入下一级叶轮单元。
[0025]4、单台泵每年可节约1.5万度电，而整泵的采购成本远低于一年所节约的电费，且泵的使用寿命较长，一次采购，能使用数年，极大提升了社会、经济效益；
附图说明
[0026]图1是本专利技术中叶轮和导流罩配合的一种剖面结构示意图。
[0027]图2是本专利技术中叶轮的一种结构示意图。
[0028]图3是图1的爆炸结构示意图。
[0029]图4时图3的另一视角的结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。
[0031]实施例：如图1
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4所示，自平衡轴向力的多级泵，包括泵体，设置在泵体内的叶轮串，所述叶轮串若干组叶轮单元组成，一组所述叶轮单元包括导流罩1，设置在所述导流罩的导流腔11中的叶轮2，所述叶轮包括前盖板21、后盖板22和设置在所述前盖板和后盖板之间的叶片23，所述前盖板的外径大于所述后盖板的外径，所述前盖板与所述导流腔的底部配合，所述前盖板与所述导流腔的敞口部位配合。
[0032]采用前盖板面积大于后盖板面积的叶轮，同时配合导流罩，实现叶轮轴向力的自平衡，使泵运行更稳定可靠，极大地降低了电机的功耗，极大提升社会、经济效益，达到节能减排的目的。
[0033]作为优选，为了更好的实现盖板力引起轴向力的自平衡，所述前盖板和所述后盖板的面积比S为：0.95≤S≤1。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.自平衡轴向力的多级泵，包括泵体，设置在泵体内的叶轮串，所述叶轮串若干组叶轮单元组成，其特征在于一组所述叶轮单元包括导流罩，设置在所述导流罩的导流腔中的叶轮，所述叶轮包括前盖板、后盖板和设置在所述前盖板和后盖板之间的叶片，所述前盖板的外径大于所述后盖板的外径，所述前盖板与所述导流腔的底部配合，所述前盖板与所述导流腔的敞口部位配合。2.根据权利要求1所述的自平衡轴向力的多级泵，其特征在于所述前盖板和所述后盖板的面积比S为：0.95≤S≤1。3.根据权利要求1或2所述的自平衡轴向力的多级泵，其特征在于所述叶片的外接圆直径大于所述后盖板的外径，所述叶片的外接圆直径小于所述前盖板的外径，所述叶片在所述后盖板的外围具有外延部。4.根据权利要求1或2所述的自平衡轴向力的多级泵，其特征在于所述叶轮的比转数ns为：80<ns<150。5.根据权利要求3所述的自平衡轴向力的多级泵，其特征在于所述叶轮的比转数ns为：80<ns<150。6.根据权利要求1或2所述的自平衡轴向力的多级泵，其特征在于所述导流罩包括导流罩壳，设置在导流罩壳背面的口环座，与口环座配合的口环盖，所述叶轮的口环部位设置叶轮口环，所述叶轮口环设置在所述口环...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋巍巍，李川，曹隆彩，
申请(专利权)人：新界泵业浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：