[发明专利]一种混流泵

说明书

本发明公开了一种混流泵，所述混流泵包括蜗壳和叶轮；所述蜗壳的出口与所述叶轮的进口连通；所述蜗壳相对所述叶轮的转轴处中心线倾斜设置，以使所述蜗壳出口的中心线相对所述叶轮的转轴处中心线存在流动锥角θ。蜗壳出口的倾斜放置能够起到改善混流泵作透平叶轮进口来流的作用，有利于减少水力损失，提升混流泵作透平机组性能。本发明可广泛应用于大流量、低水头微型水力发电站中。

技术领域

本发明涉及液体压力余能回收和小型水力发电领域，特别涉及一种应用于大流量、低水头水力发电站中作透平的混流泵。

背景技术

液体压力能是一种可再生的清洁能源。随着社会发展对能源需求的不断上升，以及节能意识的不断增强，开发利用分散型小功率液体压力能将对建设资源节约型环境友好型社会起到重要的意义。采用泵反转用作透平回收液体余压的方式具有体积小、结构简单、运行维护方便等优点，在工业流程、小水电等节能领域均有广泛运用。

与常规的混流式水轮机不同的是，混流泵作透平由于其径向尺寸限制，通常不设置导叶结构，即高压来流从蜗壳流出后直接进入叶轮流道，故蜗壳出口的结构和形式对叶轮内部流动起着关键的作用。理想的蜗壳出口设计能将出流合理的引至叶轮进口处，减小叶轮流道的水力损失和二次流涡旋现象。目前与混流泵作透平叶轮相匹配的蜗壳中，其出口设计多为参考离心泵作透平的蜗壳出口方式，即蜗壳出口为径向，具体的蜗壳出口的中心线与转轴轴线之间的夹角为90°。

由于混流泵作透平叶轮进口存在一定倾斜角，因此流体从蜗壳出口以径向流出后，速度经过方向上的改变进入叶轮流道，在间隙区域产生一定的损失，影响机组整体效率。与此同时，现有的采用径向出流形式的蜗壳出口与混流式叶轮后盖板轮缘处间隙较大，导致了后泵腔间隙流场与主流流场的过流面积较大，进一步加大了后泵腔间隙流场对主流流场的冲击损失。因此，目前的混流泵作透平蜗壳结构，一定程度上影响了机组的使用效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种蜗壳出口液流带有流动锥角θ的混流泵，以适应带有倾斜角度的叶轮，改善叶轮进流条件，降低叶轮进口冲击损失，以提升机组运行性能。

本发明提供了一种混流泵，所述混流泵包括蜗壳和叶轮；所述蜗壳的出口与所述叶轮的进口连通；所述蜗壳相对所述叶轮的转轴处中心线倾斜设置，以使所述蜗壳出口的中心线相对所述叶轮的转轴处中心线存在流动锥角θ。

进一步的，所述蜗壳的出口端所在的平面与所述叶轮的进口端所在的平面相互平行。

进一步的，所述蜗壳出口的中心线与所述叶轮进口的中心线相重合。

进一步的，所述蜗壳出口端与所述叶轮进口端之间的间距为所述叶轮平均外径的3％～8％。

进一步的，所述流动锥角θ为锐角。

进一步的，所述蜗壳的内腔的粗糙度Ra＜6.3μm。

进一步的，所述叶轮包括前盖板和后盖板，所述前盖板和所述后盖板合围形成的进口与所述蜗壳的出口连通。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、蜗壳出口方向经过倾斜后与叶轮进口平行，高压液体沿着蜗壳出口法向流出后直接进入叶轮流道，减少了由于速度方向改变引起的二次流涡旋及水力损失。

2、蜗壳出口倾斜后，蜗壳出流在轴面上的速度投影方向与叶轮前后盖板平行，减小了尤其是前盖板的轮缘冲击损失，进一步改善了叶轮进口区域的流动状态。

3、蜗壳出口倾斜后减小了混流泵作透平叶轮后盖板与蜗壳之间的间隙距离，减小了后泵腔间隙的过流面积，降低了后泵腔间隙流场对叶轮进口的冲击损失。本发明可广泛应用于大流量、低水头微型水力发电站中。

附图说明