一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法技术

本发明专利技术涉及一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法,双吸离心泵包括：吸水室，叶轮，固定导叶，蜗壳、长叶片、短叶片；吸水室为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮为轴对称的叶片背靠背的双吸闭式叶轮，吸水室为蜗壳的一部分，固定导叶安装在蜗壳腔体内，双吸离心泵中的叶片包括所述的长叶片和短叶片，长、短叶片在叶轮上交错分布。在转轮出口处加装固定导叶，固定导叶要求不能直径过大，直径范围不超过叶轮直径的115％。导叶宽度为叶片出口宽度的1.15～1.2倍。导叶叶片进口安放角度数为0～5

【技术实现步骤摘要】
一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法


[0001]本专利技术涉及一种双吸离心泵及其设计方法，具体涉及一种在维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法。

技术介绍

[0002]双吸离心泵主要用于大流量高扬程的调水工程。目前，大多数情况下其主体由螺旋形吸水室、两个背靠背安置的叶轮、以及蜗壳组成。然而由于两个叶轮出口处流动不均匀及其相互作用，导致在叶轮出口处产生因为叶片动静干涉作用产生的高幅值高强度的压力脉动。叶轮和导叶之间是离心泵中容易产生动静干涉的区域，而其中作用最为显著的区域是叶轮出口边到导叶进口边。叶轮出口由于有限叶片数的影响，在出口边压力面和吸力面会有速度上的差异，这种差异会使得导叶进口边在短时间内产生较大的速度变化，进而对导叶体产生较大的冲击。这种作用还可能会向上游或者下游传递。
[0003]高幅值高烈度的压力脉动会引起机组振动，空化等问题的出现，严重威胁泵站运行稳定性和安全性。目前，常用的抑制压力脉动方法主要从叶轮设计上着手，然而效果欠佳，并难以控制水力性能的优越性。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种在维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法。
[0005]本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，所述抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵包括：吸水室，叶轮，固定导叶，蜗壳、长叶片、短叶片；吸水室为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮为轴对称的叶片背靠背的双吸闭式叶轮，吸水室为蜗壳的一部分，固定导叶安装在蜗壳腔体内，双吸离心泵中的叶片包括所述的长叶片和短叶片，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布。
[0006]在本专利技术的具体实施例子中，固定导叶和蜗壳接触面对应尺寸一样，固定导叶直接卡在安装在蜗壳腔体内。
[0007]在本专利技术的具体实施例子中，长叶片和短叶片的个数相等，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布的交错角度为360/n/2，其中n为长叶片数和短叶片数。
[0008]在本专利技术的具体实施例子中，双吸离心泵的固定导叶，固定导叶具有导叶直径范围不超过叶轮出口直径115％，固定导叶上的导叶叶片进口安放角度数为0～5
°
，导叶叶片出口安放角度数为5
°
～15
°
，包角大于50
°
，导叶进口宽度为叶轮出口宽度的1.15～1.2倍的特征。
[0009]在本专利技术的具体实施例子中，固定导叶上设置的导叶叶片数量范围为5
‑
12片。
[0010]在本专利技术的具体实施例子中，叶轮上叶片数为8片，其中长叶片为4片，短叶片为4
片。
[0011]在本专利技术的具体实施例子中，短叶片的长度为长叶片长度的70％～75％。
[0012]在本专利技术的具体实施例子中，所述双吸离心泵为低比转速离心泵，为比转速低于40的离心泵。
[0013]一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：
[0014](1)、根据原本泵型设计要求，对叶轮进行初步设计，叶轮叶片设计为长短叶片形式，将叶轮长叶片设计为4个，短叶片设计为4个，短叶片与相邻两长叶片之间夹角的比值为0.5；
[0015](2)、依据扬程要求，在考虑冲角的条件下，设计叶轮叶片进口安放角角度和出口安放角角度以及包角；
[0016](3)、为降低压力脉动，将两个叶轮设计为交错布置；
[0017](4)为尽量控制尺寸，先设计导叶直径范围不超过叶轮直径范围的1.15倍；
[0018](5)、根据出口流动速度角度，设计导叶进口安放角；
[0019](6)、为避免动静干涉，导叶叶片数与叶轮叶片数需互质，确定导叶叶片数；
[0020](7)、考虑流动光滑过度和降低流阻，设计导叶出口角度和导叶包角；
[0021](8)、根据导叶出口直径和泵出口，设计蜗壳螺旋线形状及断面形状；
[0022](9)、通过CFD数值模拟，获得设计的水力性能参数和压力脉动结果；
[0023](10)、完成设计。
[0024]在本专利技术的具体实施例子中，步骤(2)中，进口安放角为16.5
°
～21
°
，出口安放角为21
°
～23
°
之间，包角为180
‑
200
°
。
[0025]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术提供的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵设计方法，对于比转速低于40的双吸离心泵，采用两个背靠背叶轮进行交错布置，交错角度为360/n/2，并采用长短叶片，短叶片为长叶片长度的70％～75％；在转轮出口处加装固定导叶。固定导叶要求不能直径过大，直径范围不超过叶轮直径的115％。导叶宽度为叶片出口宽度的1.15～1.2倍。导叶叶片进口安放角度数为0～5
°
，导叶叶片出口安放角度数为5～15
°
，包角大于50
°
。本专利技术可以起到在维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的一个双吸离心泵外部的结构示意图。
[0027]图2是本专利技术的一个双吸离心泵内部的结构示意图。
[0028]图3
‑
1是本专利技术的一个实例的固定导叶的结构示意图。
[0029]图3
‑
2为图3
‑
1的A
‑
A剖视图。
[0030]图4是长短叶片的布置方式的示意图。
[0031]图5是不同长短叶片位置时叶轮结构示意图。
[0032]图6是本专利技术的一个实例改善前后扬程对比图。
[0033]图7是本专利技术的一个实例改善前后效率对比图。
[0034]图8
‑
1是本专利技术的一个实例改善前后压力脉动结果。
[0035]图8
‑
2是本专利技术的一个实例改善前后压力脉动结果。
[0036]下面是本专利技术中标号对应的名称：
[0037]图中：吸水室1，叶轮2，固定导叶3，蜗壳4、长叶片5、短叶片6、叶轮叶片出口宽度7，导叶进口宽度8、导叶叶片进口安放角9、导叶叶片出口安放角10，叶轮出口直径11，导叶直径范围12，导叶叶片包角13。
具体实施方式
[0038]下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。
[0039]图1是本专利技术的一个双吸离心泵的结构示例图，如上述图所示：本专利技术提供的一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，包括吸水室1，叶轮2，固定导叶3，蜗壳4、长叶片5、短叶片6；吸水室1为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮2为轴对称的叶片背靠背本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：所述抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵包括：吸水室，叶轮，固定导叶，蜗壳、长叶片、短叶片；吸水室为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮为轴对称的叶片背靠背的双吸闭式叶轮，吸水室为蜗壳的一部分，固定导叶安装在蜗壳腔体内，双吸离心泵中的叶片包括所述的长叶片和短叶片，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布。2.根据权利要求1所述的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：固定导叶和蜗壳接触面对应尺寸一样，固定导叶直接卡在安装在蜗壳腔体内。3.根据权利要求1所述的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：长叶片和短叶片的个数相等，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布的交错角度为360/n/2，其中n为长叶片数和短叶片数。4.根据权利要求1所述的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：双吸离心泵的固定导叶，固定导叶具有导叶直径范围不超过叶轮出口直径的115％，固定导叶上的导叶叶片进口安放角度数为0～5
°
，导叶叶片出口安放角度数为5
°
～15
°
，包角13大于50
°
，导叶进口宽度为叶轮出口宽度的1.15～1.2倍的特征。5.根据权利要求4所述的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：固定导叶上设置的导叶叶片数量范围为5
‑
12片。6.根据权利要求1所述的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，其特征在于：叶轮上叶片数为8片，其中长叶片为4片，短叶片为4片。7.根据权利要求1所述的抑制叶轮压力脉动...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦洪钟，朱艳萍，于栋，邓玉洁，王斌，孟万里，
申请(专利权)人：上海凯泉泵业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：