[发明专利]进口串联轴流叶轮的离心泵

说明书

本发明提供一种进口串联轴流叶轮的离心泵，属于离心泵领域，本发明通过在离心叶轮前设置与叶轮匹配的轴流叶轮，并串联于离心泵的泵轴上，可以在不增加原始离心泵尺寸的情况下，实现提高离心泵扬程，增加吸入能力，降低原始离心泵发生空化的风险，拓宽离心泵稳定运行工作范围的能力。同时，在轴流叶轮顶部的圆柱吸水管上，采用流动控制的技术，实现了抑制叶顶回流和二次流，拓宽了轴流泵本身工作区间的能力。

技术领域

本发明属于离心泵领域，具体涉及一种进口串联轴流叶轮的离心泵。

背景技术

离心泵在各行业应用广泛，同时能耗占比较大，因此提高离心泵效率，扩大稳定运行范围，一直是行业从业人员追求的目标。随着行业技术的进步，离心泵产品越来越小型化、高速化。这就要求离心泵产品具有更高的叶片载荷做功能力和更好的抗空化性能。

目前行业内主要通过在离心泵前添加增压泵或叶轮进口设计与叶轮一起旋转的螺旋诱导轮来适应转速的提高，降低叶轮进口发生空化堵塞的风险。但是，对于额外添加增压泵的方案，势必需要额外的投资和占用更大的空间，不经济紧凑。对于目前主流的在叶轮前添加诱导轮的方案(见附图1)，其多采用平板圆柱翼型，由于轴向尺寸和扰度大、叶顶间隙要求严格，叶片螺旋通道加工难度大等，从而降低了其可靠性并且增加了使用维护成本。在名称为《抑制空化喘振的离心泵》(CN109630472B)、名称为《一种叶轮内置式高速离心泵》(CN110953160A)等公开的专利申请文件中，离心泵由进水口诱导轮、离心叶轮和涡壳组成，其核心均采用常规前置诱导轮，其存在的诸多缺陷问题未能得到较好解决。

发明内容

为解决上述问题，提供一种进口串联轴流叶轮的离心泵，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种进口串联轴流叶轮的离心泵，其特征在于，包括：离心泵本体，具有进口管、出口管、泵轴、离心叶轮以及涡壳；轴流叶轮，设置在离心叶轮的靠近进口管一侧的泵轴上，与离心叶轮同轴串联；以及流动控制部，位于轴流叶轮顶部的进口管的管壁周围，用于抑制叶顶回流和二次流。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，流动控制部为进口管的管壁周围开设的多个凹槽，多个凹槽沿泵轴延伸的方向轴向分布、周向分布或与泵轴呈角度的倾斜分布。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，多个凹槽间均匀分布。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，流动控制部为进口管的管壁周围内嵌的多个肋条，多个肋条沿泵轴延伸的方向轴向分布、周向分布或与泵轴呈角度的倾斜分布。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，多个肋条之间均匀分布。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，轴流叶轮具有锥形轮毂以及轴流叶片，锥形轮毂的顶部朝向进口管的开口。

本发明提供的进口串联轴流叶轮的离心泵，还可以具有这样的特征，其中，轴流叶片与离心叶轮的叶片相匹配，根据载荷分布规律进行设计。

发明作用与效果

根据本发明的进口串联轴流叶轮的离心泵，在离心叶轮前设置与叶轮匹配的轴流叶轮，并串联于离心泵的泵轴上，可以在不增加原始离心泵尺寸的情况下，实现提高离心泵扬程，增加吸入能力，降低原始离心泵发生空化的风险，拓宽离心泵稳定运行工作范围的能力。同时，在轴流叶轮顶部的圆柱吸水管上，采用流动控制的技术，实现抑制叶顶回流和二次流，拓宽轴流泵本身工作区间的能力。上述技术方案基本保持原始离心泵的结构和尺寸，易于对现有产品升级改造；而且，采用轴流叶轮既可以提升扬程，又降低了轴向长度，比常规诱导轮更加结构紧凑，经济；轴流叶顶进口管壁周围设置流动控制部，可以提高轴流叶轮和离心叶轮的稳定工作范围，且此方案也简单易于实施。可见，通过本发明的进口串联轴流叶轮的离心泵提供的技术方案，有望整体实现离心泵向高速小型化方向发展的目标。