[发明专利]一种多级泵自动平衡径向力的螺旋式压水室及其设计方法

说明书

本发明提供一种多级泵自动平衡径向力的螺旋式压水室的设计方法，包括升降装置，包括按水泵的设计参数计算出流道的各断面面积，流道断面共有七组，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ断面；按照D₃＝(1.03～1.08)*多级泵叶轮外径，确定基圆直径D₃；按照B₃＝(1.6～2)*叶轮出口宽度，确定蜗室宽度B₃；按照设计参数的比转速n_s的大小，确定隔舍的安放角度α₃；确定扩散管高度L，在保证扩散角和安装要求的条件下，尽量取小直，以减小泵的尺寸；从隔舍开始分别做Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ断面图；从隔舍到断面Ⅶ用圆弧连接起来，保证所有流道要光滑过渡，顺畅。该发明有效减少了的多级泵工作时振动带来许多故障问题，同时提高了泵的效率，延长泵的使用寿命的优点。

技术领域

本发明涉及多级泵技术领域，具体为一种多级泵自动平衡径向力的螺旋式压水室及其设计方法。

背景技术

螺旋式压水室用于多级泵结构中，具有水流动状态理想，不易产生涡流，减少了水力损失，泵效率高，高效范围宽广等优点。但该种结构在运转的过程中会产生作用于叶轮上的径向力，使轴受交变应力，产生定向的饶度，从而产生振动问题，而振动会导致许多泵故障的现象，如转子碰磨、转子裂纹、密封磨损过快、轴承损坏、基础振动和噪声等问题。现有技术在设计多级泵的压水室时通过设计螺旋式双蜗壳压水室来减小径向力的产生，螺旋式双蜗壳压水室在理论上是能够很好地平衡径向力的，但是由于隔舌以及不对称泵体的存在，现有设计方法设计的双蜗壳压水室并不能完全平衡径向力，并且设计出的螺旋式双蜗壳压水室由于是双层流道叠加构成，生产铸造困难。

发明内容

(一)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种多级泵自动平衡径向力的螺旋式压水室的设计方法，包括以下步骤：

S1：按水泵的设计参数计算出流道的各断面面积，流道断面共有七组，分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ断面；

S2：按照D₃＝(1.03～1.08)*多级泵叶轮外径，确定基圆直径D₃；

S3：按照B₃＝(1.6～2)*叶轮出口宽度，确定蜗室宽度B₃；

S4：按照设计参数的比转速n_s的大小，确定隔舍的安放角度α₃；

S5：确定扩散管高度L，在保证扩散角和安装要求的条件下，尽量取小值，以减小泵的尺寸；

S6：从隔舍开始分别做Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ断面图；

S7：从隔舍到断面Ⅶ用圆弧连接起来，保证所有流道要光滑过渡，顺畅；

S8:把从隔舍到断面Ⅶ以蜗室中心点旋转180°形成第二组隔舍到Ⅶ’断面，以保证所有参数和几何尺寸完全一样，形成完全对称的流道。

进一步优选，所述S1中流道断面的计算过程如下：

L1:确定涡室断面的平均速度式中H:该泵的单级扬程；k₃：速度系数，所述速度系数由设计参数的比转速n_s推算；

L2：计算第Ⅳ断面面积F_Ⅳ，即F_Ⅳ＝(Q/2V3)*1.1，式中Q：该泵的设计流量；