專利名稱：一種葉輪不旋轉(zhuǎn)的雙函道工業(yè)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種非容積式工業(yè)泵，確切地說，涉及一種葉輪不旋轉(zhuǎn)的雙函道工業(yè)泵。
現(xiàn)有技術(shù)中，非容積式工業(yè)泵通常都是殼體靜止不動，而由葉輪高速轉(zhuǎn)動泵送液體的，例如單級和多級的離心泵、軸流泵、混流泵、旋渦泵等都是以這種方式工作的。一般來說，現(xiàn)在已能定型批量生產(chǎn)的各種非容積式工業(yè)泵大致上已經(jīng)構(gòu)成了非常廣泛的型譜覆蓋范圍。只是在小排量、高揚程的型譜范圍內(nèi)，目前的產(chǎn)品尚不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。
本實用新型的目的是提供一種能夠彌補現(xiàn)有工業(yè)泵型譜缺陷的、適應(yīng)在小排量、高揚程范圍內(nèi)工作的工業(yè)泵－一種葉輪不旋轉(zhuǎn)的雙函道工業(yè)泵。
本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖如


圖1所示由殼體1、旋轉(zhuǎn)筒體2和靜止葉輪3等部件組成的本實用新型，其中旋轉(zhuǎn)筒體2是一個兩端分別為其轉(zhuǎn)軸和圓形通孔的中間凸出的園柱形中空筒體，在筒體空腔里同軸裝有靜止葉輪3，葉輪3的切向裝有噴嘴4(參見圖2)，噴嘴后側(cè)是呈蝸殼狀的擴壓螺旋通道(內(nèi)函道)5，葉輪與旋轉(zhuǎn)筒體之間的孔隙為外函道6，噴嘴的末端在軸心處連通并向外構(gòu)成泵的出口7，整個筒體2被密封裝在附有泵的入口8的殼體1內(nèi)。附
圖1還表明了本實用新型的旋轉(zhuǎn)筒體2由屏蔽電機9(或采用普通電機經(jīng)磁力偶合屏蔽)驅(qū)動高速轉(zhuǎn)動，而葉輪3則固定不轉(zhuǎn)。
附圖2是本實用新型葉輪3的剖面圖及液體流向示意圖。
附圖3是本實用新型內(nèi)外函道結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖，具體介紹本實用新型的工作機理。
在葉輪3的切向裝的噴嘴可以是1個，也可以是2～4個(圖2所示為2個噴嘴)，這些噴嘴應(yīng)用耐摩材料制成。在旋轉(zhuǎn)筒體的一側(cè)中心位置，由于在中間有從葉輪引出的出口管道，形成了泵的環(huán)形入口(其結(jié)構(gòu)基本上與離心泵葉輪的環(huán)形入口相似)，液體由泵的入口8進入泵體，再由此環(huán)形入口被吸入旋轉(zhuǎn)筒體2內(nèi)，經(jīng)旋轉(zhuǎn)筒體的端部流道被引流到筒體腔內(nèi)外壁，并被加速到與筒體一樣的旋轉(zhuǎn)速度，這個過程類似于離心泵中葉輪流道的加速作用。液體在泵體內(nèi)的流程分為兩種在旋轉(zhuǎn)筒體2內(nèi)形成外函道6，在靜止葉輪3內(nèi)部構(gòu)成內(nèi)函道5。由于離心力的作用，液體在外函道由旋轉(zhuǎn)中心流向筒體外壁時，其壓力逐漸增加，即旋轉(zhuǎn)曲率半徑越大，則由離心力造成的壓力也越大。噴嘴設(shè)在外函道的外緣，在噴嘴入口處獲得一個由旋轉(zhuǎn)液體的離心力產(chǎn)生的壓力(由于噴嘴處于外函道的最外側(cè)，靜壓最大)。當(dāng)泵中液體在外函道中與筒體同步高速旋轉(zhuǎn)時，液體在外函中與筒體的相對切向速度為0，因此即使筒體達到非常高的轉(zhuǎn)速，也不會產(chǎn)生明顯的水力損失。所以，旋轉(zhuǎn)筒體可以允許在非常高的轉(zhuǎn)速下工作。但是，液體在外函道中的絕對切向速度則大體上與筒體在該位置的旋轉(zhuǎn)速度相近似。假設(shè)液體進入噴嘴前在外函道的絕對切向速度為V1〔V1＝ (n.2πr)/60 M／S，式中n轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)，r噴嘴所在筒體位置的曲率半徑(m)〕，但在進入靜止葉輪之后，經(jīng)過能把流速均勻、平緩、光滑地由V1過渡到V2的擴壓流道(又稱內(nèi)函道)，流體的切向速度逐漸降低到出口速度V2〔V2＝Q／F× (104)/3600 式中Q流量(M3／h)，F(xiàn)出口截面積(cm2)〕根據(jù)水力學(xué)的伯諾利方程，在內(nèi)函道中流體的速度由初速度V1降低到出口速度V2時，其速頭差為(V12－V22)／2g，除去水力損失外，該速頭差將全部轉(zhuǎn)化為壓頭。設(shè)定V1＝300米／秒，V2＝20米／秒，則理論上速頭差為(300m／s*300m／s－20m／s*20m／s)／(2*9.8m／s*s)＝4567米，這個水頭除去損失，再加上離心力所產(chǎn)生的壓頭，就是泵的總輸出揚程。由此可見，本實用新型的揚程是由筒體的旋轉(zhuǎn)速度和噴嘴所處的曲率半徑為主要因素決定的，與流量大小并無直接關(guān)系。因此，即使在很低的流量下本實用新型也可獲得很高的揚程，也就是說，該泵可在工業(yè)泵型譜的左上角范圍(小流量、高揚程)內(nèi)正常工作。
本實用新型還具有其他許多特點首先是沒有內(nèi)部漏失，其容積損耗為零。其次，這種泵的液體在筒體內(nèi)同步高速旋轉(zhuǎn)，盡管液體具有很高的絕對切向速度，但在筒體內(nèi)的相對切向速度卻幾乎為零，所以液體在筒體內(nèi)沒有明顯的水力損耗。再次，由于這種泵的葉輪靜止固定安裝，其軸向力不需要作平衡處理，所以這種泵沒有平衡裝置，結(jié)構(gòu)簡單。這種泵的損失主要是由靜葉輪的圓盤損失(相當(dāng)于一個光潔園盤在液體中高速旋轉(zhuǎn)時的水力損失)，進入噴嘴以后的水力摩阻損失和噴嘴進口損失所組成。與傳統(tǒng)的容積泵相比較，減少了容積損失，平衡損失以及流體在泵殼中以復(fù)雜的流動狀態(tài)高速流動時的水力損耗。所以，本實用新型在理論設(shè)計估算上，其效率要比同類型譜范圍內(nèi)其他非容積工業(yè)泵的效率要高得多。
為了改善液體吸入泵體的工作條件，旋轉(zhuǎn)筒體的環(huán)形入口應(yīng)按照濁流式葉片誘導(dǎo)葉輪設(shè)計。而控制內(nèi)函道液體的流態(tài)是減少流道中水力損耗的主要癥結(jié)，所以內(nèi)函道內(nèi)應(yīng)根據(jù)不同的流速范圍設(shè)置若干片穩(wěn)定流態(tài)的導(dǎo)葉。
權(quán)利要求1.一種葉輪不旋轉(zhuǎn)的雙函道工業(yè)泵，其特征是由殼體、旋轉(zhuǎn)筒體和靜止葉輪等部件組成，其中旋轉(zhuǎn)筒體是一個兩端分別為其轉(zhuǎn)軸和圓形通孔的中間凸出的園柱形中空筒體，在筒體空腔里同軸裝有靜止葉輪，葉輪的切向裝有噴嘴，噴嘴后側(cè)是呈蝸殼狀的擴壓螺旋通道(內(nèi)函道)。葉輪與旋轉(zhuǎn)筒體之間的孔隙為外函道，噴嘴的末端在軸心處連通并向外構(gòu)成泵的出口，整個筒體被密封裝在附有泵的入口的殼體內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙函道工業(yè)泵，其特征是葉輪切向裝的噴嘴可以是1～4個。
3.如權(quán)利要求1所述的雙函道工業(yè)泵，其特征是葉輪切向裝的噴嘴應(yīng)用耐摩材料制成。
專利摘要一種葉輪不旋轉(zhuǎn)的雙函道工業(yè)泵，由殼體、旋轉(zhuǎn)筒體和靜止葉輪等部件組成。液體進入泵體后，先流入靜葉輪和旋轉(zhuǎn)筒體之間的外函道，獲得高速，又經(jīng)裝在外函道外緣的葉輪上的噴嘴進入其中的蝸殼狀擴壓內(nèi)函道，并由其軸心處出口排出泵體。屬于非容積式工業(yè)泵，可以在很低的流量下得到非常高的揚程，填補了工業(yè)泵型譜的缺陷。裝置結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)件少，效率高，工作壽命長。
文檔編號F04D1/00GK2086327SQ9120523
公開日1991年10月9日 申請日期1991年4月4日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月4日
發(fā)明者石行, 曹博, 劉殿奎 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠