[发明专利]一种性能优异的电机前置上卧式轴流泵装置及其应用方法

权利要求书

1.一种电机前置上卧式轴流泵装置，其特征是，所述轴流泵装置由进水流道、轴流泵泵体和出水流道组成，所述轴流泵装置布置在竖直平面内；所述进水流道为弯曲形，泵轴由泵体叶轮室前部穿出进水流道；与所述轴流泵泵体配套使用的轴承及轴承座、齿轮箱和卧式电机布置在进水流道的上方，所述穿出进水流道的泵轴依次与轴承、齿轮箱和卧式电机连接；所述泵装置的水平总长度L为11.676D，进水流道进口宽度B₁和出水流道出口宽度B₂相等，均为2.206D，D为水泵叶轮直径。

2.根据权利要求1所述的电机前置上卧式轴流泵装置，其特征是，所述进水流道由直线段和弯曲段组成；所述进水流道直线段的水平长度L₁为2.025D、进口高度H₁为1.529D、底边下降角α为2°、顶板圆弧半径R＝0.24D+0.3m；所述进水流道弯曲段流道断面形状由矩形渐变为圆形，进水流道弯曲段断面形状采用一系列连续变化的直边圆角形，进水流道弯曲段三维形体采用断面位置和断面数据表示；提供进水流道弯曲段的断面位置和断面数据表，数据表中包括弯曲段各断面的纵剖面上边线坐标(X₁,Y₁)_i、纵剖面下边线坐标(X₂,Y₂)_i、断面高度H_wi、断面宽度B_wi、断面圆角半径R_wi；表1中上边线和下边线的坐标原点位于所述进水流道弯曲段纵剖面的下边线进口；表中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值，

表1 进水流道弯曲段断面数据表

3.根据权利要求1所述的电机前置上卧式轴流泵装置，其特征是，所述进水流道弯曲段从进口的矩形断面渐变为出口的圆形断面，断面的高度H_wi、宽度B_wi和圆角半径R_wi在进水流道弯曲段内连续变化；当R_wi＝0时，断面为矩形；当H_wi＝B_wi＝2R_wi时，断面为圆形。

4.根据权利要求1所述的电机前置上卧式轴流泵装置，其特征是，所述出水流道由弯曲段和直线段组成，出水流道弯曲段断面形状由圆形向矩形渐变，出水流道弯曲段断面形状采用一系列连续变化的直边圆角形，出水流道弯曲段三维形体采用断面位置和断面数据表示；提供出水流道弯曲段的断面位置和断面数据表，数据表中包括弯曲段各断面的纵剖面上边线坐标(X₁,Y₁)_i、纵剖面下边线坐标(X₂,Y₂)_i、断面高度H_wi、断面宽度B_wi、断面圆角半径R_wi；表2中上边线和下边线的坐标原点位于所述出水流道弯曲段纵剖面进口的中点；表中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值；所述出水流道直线段的水平长度L₂为4.343D、出口高度H₂为1.471D、底边上升角β为8°，

表2 出水流道弯曲段断面数据表

5.根据权利要求1所述的一种电机前置上卧式轴流泵装置，其特征是，所述出水流道弯曲段从进口的圆形断面渐变为出口的矩形断面，断面的高度H_wi、宽度B_wi和圆角半径R_wi在出水流道弯曲段内连续变化；当H_wi＝B_wi＝2R_wi时，断面为圆形；当R_wi＝0时，断面为矩形。

6.一种电机前置上卧式轴流泵装置应用方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)所述电机前置上卧式轴流泵装置由在竖直平面内布置的进水流道、轴流泵泵体和出水流道组成；所述进水流道为弯曲形，泵轴由泵体叶轮室前部穿出进水流道；与所述轴流泵泵体配套使用的轴承及轴承座、齿轮箱和卧式电机布置在进水流道的上方，所述穿出进水流道的泵轴依次与轴承、齿轮箱和卧式电机连接；所述泵装置的水平总长度L为11.676D，进水流道进口宽度B₁和出水流道出口宽度B₂相等，均为2.206D，D为水泵叶轮直径；

所述进水流道由直线段和弯曲段组成；所述进水流道直线段的水平长度L₁为2.025D、进口高度H₁为1.529D、底边下降角α为2°、顶板圆弧半径R＝0.24D+0.3m；所述进水流道弯曲段流道断面形状由矩形渐变为圆形，进水流道弯曲段断面形状采用一系列连续变化的直边圆角形，进水流道弯曲段流道三维形体采用断面位置和断面数据表示；提供进水流道弯曲段的断面位置和断面数据表，数据表中包括弯曲段各断面的纵剖面上边线坐标(X₁,Y₁)_i、纵剖面下边线坐标(X₂,Y₂)_i、断面高度H_wi、断面宽度B_wi、断面圆角半径R_wi，表中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值；

所述出水流道由弯曲段和直线段组成，出水流道弯曲段断面形状由圆形向矩形渐变，出水流道弯曲段断面形状采用一系列连续变化的直边圆角形，出水流道弯曲段三维形体采用断面位置和断面数据表示；提供出水流道弯曲段的断面位置和断面数据表，数据表中包括弯曲段各断面的纵剖面上边线坐标(X₁,Y₁)_i、纵剖面下边线坐标(X₂,Y₂)_i、断面高度H_wi、断面宽度B_wi、断面圆角半径R_wi，表中数据是以水泵叶轮直径D为基准值的相对值；所述出水流道直线段的水平长度L₂为4.343D、出口高度H₂为1.471D、底边上升角β为8°。

(2)将所述进、出水流道各几何尺寸的相对值乘以泵站拟采用的水泵叶轮直径D得泵站进、出水流道实际所需的尺寸；

(3)按照步骤(1)确定的所述电机前置上卧式轴流泵装置进水流道直线段水平长度L₁为2.025D，根据泵站上部结构布置的需要在此基础上加长或缩短L₁，调整L₁时保持流道进口断面高度H₁不变；

(4)按照步骤(1)确定得到所述电机前置上卧式轴流泵装置进水流道直线段底边下降角α为2°，根据进水流道弯曲段与泵站前池衔接的需要在步骤(3)的基础上调整α，进水流道直线段底边下降角调整量不大于2°，调整α时保持进水流道直线段各断面的高度不变；

(5)按照步骤(1)确定的所述电机前置上卧式轴流泵装置出水流道直线段底边上升角β为8°，根据出水流道直线段与泵站出水池最低水位衔接的需要在步骤(4)的基础上调整β，调整β时保持出水流道直线段各断面的高度不变；

(6)根据换算和调整后的所述电机前置上卧式轴流泵装置的几何参数，在AUTO CAD软件中绘制所需的电机前置上卧式轴流泵装置单线图。