[发明专利]一种改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置

说明书

本发明公开了一种改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置，外套管的两端分别为进口端和出口端，出口端外壁设置有出口法兰，外套管的出口端与轴流泵叶轮室的进口端通过出口法兰连接，外套管的进口端外壁设置有进口法兰，外套管的进口端能够与进水管道通过进口法兰连接；外套管内设置有内套管，内、外套管之间具有间隙，该间隙内设置有筋板，通过该筋板将内、外套管固定连接，内套管内壁上设置有消涡板。本发明充分改善了小流量工况下叶轮前的进流条件，完全消除了轴流泵水力不稳定“马鞍区”，有效拓宽了轴流泵的安全稳定运行工况范围。本发明的结构简单且易加工制作，适用于任何类型的轴流泵。

技术领域

本发明属于水泵技术领域，具体涉及一种改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置。

背景技术

轴流泵具有流量大、扬程低的特点，广泛应用于跨流域调水、农业灌溉以及市政给排水等领域。在设计工况下，轴流泵进水条件良好、内部流动稳定，此时泵的水力效率较高且运行稳定。但是，在非设计工况下尤其是小流量工况时，叶轮进口入流角度的改变不但引起叶片背面进口边处产生流动分离，还造成叶片上下表面压差增大促使叶顶间隙泄漏流增强。叶片背面分离流与叶轮叶顶泄漏流的流动方向与主流方向相反，同时由于受到叶轮旋转作用的影响使得上述流动具有较大的周向速度，从而堵塞叶轮进口流道、恶化水泵进流条件，引起泵的水力损失增大、水泵性能急剧下降，促使水力不稳定“马鞍区”的形成，严重影响轴流泵的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置的不足，提出一种改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置，在不会对设计流量和大流量工况下泵的水力性能产生较大影响的情况下，可充分改善小流量工况下轴流泵叶轮进口前的进水条件，完全消除轴流泵不稳定“马鞍区”的产生，有效拓宽轴流泵稳定的运行工况区间。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种改善轴流泵不稳定水力特性的锥形进水装置，包括外套管，外套管的两端分别为进口端和出口端，出口端外壁设置有出口法兰，所述出口法兰沿圆周均布4～12个螺孔，外套管的出口端与轴流泵叶轮室的进口端通过出口法兰连接，且外套管出口端的直径D等于轴流泵叶轮室的进口端直径；

外套管的进口端外壁设置有进口法兰，所述进口法兰沿圆周均布4～12个螺孔，外套管的进口端能够与进水管道通过进口法兰连接；

外套管内设置有内套管，内套管与外套管之间具有间隙，该间隙内设置有筋板，通过该筋板将内套管与外套管固定连接，内套管内壁上设置有消涡板。

以上所述内套管外壁面与外套管内壁面通过沿圆周方向均匀布置的4~6个筋板连接；所述内套管的内壁上沿圆周方向均匀布置6~18个消涡板；所述筋板的进、出口边均进行倒圆处理以减小水流冲击损失。

本发明所述外套管、内套管、筋板以及消涡板的结构及位置尺寸均用以外套管出口直径D为基准的相对值表示，将这些相对值乘以外套管出口直径D即可得到应用本发明的实际尺寸。

优选地，所述外套管的出口与轴流泵叶轮室的进口通过法兰连接，且外套管的出口直径D等于轴流泵叶轮室的进口直径；所述外套管的锥角为5~60°，进口直径为1.05~5D，高度为0.05~3D；所述外套管的进口可开敞，也可与进水管道通过法兰连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外套管与内套管均为具有相同锥度的锥形结构，进口端直径较出口端大。

进一步地，所述内套管的厚度为0.001~0.01D，内套管与外套管间距为0.005~0.1D。

进一步地，所述内套管的进口端与外套管的进口端平齐，内套管的出口端高于外套管的出口端，外套管与轴流泵叶轮室连接后，内套管的出口端靠近叶轮叶顶处；所述内套管的进、出口端均为倒圆设计。