[发明专利]一种光伏用变速多级离心泵结构

说明书

技术领域

本发明属于离心泵制造技术领域，特别涉及一种光伏变速多级离心泵结构。

背景技术

目前光伏水泵负载用泵多为井泵，水井直径通常为4-6英寸，当所需扬程为30-120m时，所用泵必须要选取多级离心式潜水泵。光伏水泵系统负载用离心泵通常直接在现有的一般用途的离心泵中直接选取，但是，光伏系统受全天光照的规律性变化影响，所发电力有其自身的特点，而传统的单轴式多级泵离心泵的流量-功率及流量-扬程特性与光伏系统不能达到很好地匹配，如当光照强度低的时候，泵转速较低，不能提供足够的扬程来抽水，另一方面，当光照强度高的时候，光伏所发的电不能完全有效利用而导致浪费。

经检索，与本发明相关的专利申请有：叶轮对称布置的分段式多级离心泵（公开号：CN1439808A），该发明的特点是将泵体分成两部分，两部分叶轮进口方向相反，用于轴向平衡。但是结构为同轴式，各部分叶轮在同一轴上，无分离和变速功能。

具有水压控制功能的光伏水泵系统（公开号：101109387B），该发明专利利用蓄电池储存光伏所发电能，给水泵供电，并采用水压监测装置对水压进行检测和闭环控制，利用“移峰填谷”的办法来提高光伏水泵效率。但该方法需添加蓄电池以及水压监测和控制设备，系统复杂昂贵，且使用蓄电池可造成二次污染。

一种提高光伏水泵系统效率的新技术（公开号：CN103075330），该专利用两台及以上的相同水泵并联工作，在光强较低时，仅启动一台水泵工作，在光强较高时两台或多台水泵可同时工作，使光伏系统的整体效率得到提高。但是该系统使用要用到两台及以上的泵，且需要配套的控制设备，不仅价格比一般系统贵，在水井中安装时极为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，多级离心泵与光伏系统不匹配、泵全天运行效率低的缺陷，本发明所提供的解决方案是通过改变多级离心泵结构，提出一种光伏用变速多级离心泵结构，使传统的单轴式多级泵变为可分离的模块式多级泵，这种多级离心泵通过叶轮模块式轴分段方式变负载运行，根据光伏系统所提供的能量来决定离心泵负载运行的级数，结构简单，运行效率高。

本发明的技术方案是：一种光伏用变速多级离心泵结构，包括首级叶轮、首级导叶、次级叶轮、超越离合器、导流壳、末级叶轮、末级导叶、泵壳，泵轴Ⅰ和同心泵轴Ⅱ。

首级叶轮和次级叶轮通过键联接固定在泵轴Ⅰ上，与泵轴Ⅰ一起转动；末级叶轮通过键联接固定在泵轴Ⅱ上，与所述泵轴Ⅱ一起转动；首级叶轮、导叶及次级叶轮、末级叶轮与一般多级离心泵相同。超越离合器两侧通过键连接分别固定在泵轴Ⅰ和泵轴Ⅱ上，用于将泵轴Ⅰ和泵轴Ⅱ分离及结合，即泵轴Ⅰ转速未达到超越离合器的临界转速时，离心力不足，不能带动超越离合器和泵轴Ⅱ一起转动，只有泵轴Ⅰ转动；泵轴Ⅰ转速超过超越离合器的临界转速时，离心力足够大将带动超越离合器和泵轴Ⅱ一起转动；导流壳位于次级叶轮和末级叶轮之间，嵌套在超越离合器外面，用于将次级叶轮排出的液体导入末级叶轮。

首级叶轮、导叶、次级叶轮及末级叶轮叶片与普通多级离心泵的叶片相同，是三维扭曲形式，这是为了提高叶轮的水力性能；首级叶轮、次级叶轮及末级叶轮结构相同，首级叶轮及末级叶轮出口宽度比导叶的进口宽度小3～5mm；导流壳进口与次级叶轮出口相接，进口为三维扭曲叶片形式，这是为了减小水力损失；次级叶轮出口宽度比导流壳进口宽3～5mm；导流壳出口与末级叶轮进口相接，出口为三维扭曲叶片形式，这是为了给液体进行预旋，提高水力性能，导流壳出口直径比末级叶轮进口直径大2～3mm。导流壳中间部分为圆柱形式，用于收集和导流液体，导流壳中间壁厚10～12mm。

泵轴Ⅰ与泵轴Ⅱ间轴向间隙3～5mm；超越离合器嵌套于导流壳内，超越离合器与导流壳相互之间的径向间隙为10～12mm，超越离合器与次级叶轮和导流壳轴向间隙为2～4mm。

本发明的有益效果是：多级叶轮采用分离轴式结构，各级叶轮沿轴向布置，尺寸与一般多级泵相当，结构简单；两段轴可通过超越离合器实现分离与结合，被动轴可与主动轴实现同时转动与差别转动；导流壳进口与出口采用三维扭曲叶片形式，水力损失小，泵运行效率高。

附图说明

图1为本发明所述的一种光伏用变速多级离心泵结构剖面示意图。

图2为导流壳进口示意图。

图3为导流壳出口示意图。

图中：1.泵轴Ⅰ，2.首级叶轮，3.首级导叶，4.次级叶轮，5.导流壳，6.超越离合器，7.泵轴Ⅱ，8.泵壳，9.末级叶轮，10.末级导叶，11.导流壳进口叶片，12.导流壳出口叶片。