[发明专利]离心式叶轮机械

说明书

技术领域

本发明涉及离心式叶轮机械领域，特别是涉及一种离心式叶轮蜗壳。

背景技术

离心式叶轮机械广泛的应用于电力、石化、冶金、建筑、煤矿、车辆、船舶、航空航天、农业等领域。蜗壳作为重要的过流部件，有着集流、导流并将部分动能转化为压能的作用，蜗壳和叶轮之间的匹配性决定了离心式叶轮机械的性能。蜗壳参数中，隔舌安放角Φ₀、隔舌角α₀、隔舌与叶轮的间隙d₀、喉部面积S₀对叶轮机械性能有着重要影响；其中，蜗壳喉部面积S₀对确定叶轮的叶轮机械最优工况点位置起了主要决定作用。

传统的蜗壳只能保证单一的工况下离心式叶轮机械工作效率达到最高，而实际的情况是运行条件复杂多变，离心式叶轮机械需要在多种工况下运行；在偏离设计工况下，蜗壳流道内流体速度和方向与叶轮出流不一致性加大，增加了撞击损失，破坏流动稳定性，蜗壳与叶轮流动的不匹配将导致叶轮机械运行效率降低。因此，在不同的工况下，蜗壳的过流面积也要随之而变。

为改变蜗壳的过流面积，目前采用的方法有：

通过伸长或缩短喉部隔舌，或者更换不同长宽度的环形隔板而改变蜗壳面积，但这些方式不能在运行过程中实时调节，达不到所需要的效果。

在蜗壳喉部附近增加可旋转的导流片，以及在蜗壳上配备一个枢转壁或弯曲的楔形区段改变蜗壳的流道面积，虽然可以改变蜗壳的流道面积，但破坏了流道的连续性，增大了局部损失。

根据运行工况通过控制隔板或阀门的开闭，实现对具有两个或多个流道的蜗壳过流面积进行调节；该方法虽然改变了蜗壳的流道面积，但不能保证流道面积连续变化，且该蜗壳的形状结构较为复杂，不易加工。

在蜗壳出口安装开度可调的开孔装置来调节过流面积；该方法虽然能将高效点向小流量偏移，但由于面积变化的不连续，使得效率的提高并不理想。

因此，我们要设计出一种能够有效解决上述问题的离心式叶轮机械。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种离心式叶轮机械，能够根据实际的工况实时调节隔舌的相对蜗壳的位置，从而控制隔舌安放角Φ₀、隔舌角α₀、隔舌与叶轮的间隙d₀、喉部面积S₀等参数的变化，使得在偏离设计工况时，蜗壳与叶轮也能取得较佳的匹配性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种离心式叶轮机械，包括：蜗壳、蜗壳上的隔舌以及设置在蜗壳内的叶轮；还包括传动装置和动力装置，所述传动装置设置在蜗壳外侧壁上靠近隔舌的位置，所述动力装置为传动装置的动作提供动力；所述隔舌与蜗壳是相互独立的，蜗壳上对应隔舌的位置设置有与隔舌相匹配的弧形导槽，隔舌一端设置在弧形导槽内，隔舌另一端伸出蜗壳与所述传动装置传动连接，传动装置动作带动隔舌沿着弧形导槽移动；所述蜗壳上对应隔舌的出口处设置有密封件，密封件封闭蜗壳与隔舌之间的空隙。

优选的，所述隔舌可在蜗壳弧形导槽内的两极限位置之间往复运动，两极限位置之间的截面面积连续变化，其扩散角θ范围为：7°～13°。

优选的，所述蜗壳内部靠近隔舌下表面的侧壁为涡室螺旋壁，蜗壳出口处靠近隔舌上表面的侧壁为涡室扩散壁，隔舌的下表面与涡室螺旋壁相内切，隔舌的上表面与涡室扩散壁相外切。

优选的，所述传动装置包括蜗杆、蜗杆支架和蜗杆盖板；所述蜗杆支架固定在所述蜗壳上，所述蜗杆安装在所述蜗杆支架上；所述隔舌的伸出端对应设置有与所述蜗杆相配合的蜗轮齿，蜗轮齿与蜗杆相互啮合；所述盖板封闭蜗杆与隔舌的啮合部位。

优选的，所述传动装置包括齿轮、齿轮支架和齿轮盖板；所述齿轮支架固定在所述蜗壳上，所述齿轮安装在所述齿轮支架上；所述隔舌的伸出端对应设置有与所述齿轮相配合的从动齿，从动齿与齿轮相互啮合；所述盖板封闭齿轮与隔舌的啮合部位。

优选的，所述隔舌的竖截面呈长条形；所述弧形导槽包容所述隔舌或为对应隔舌两侧边的凹槽。

优选的，所述隔舌的伸出端上还设置有刻度。

优选的，所述密封件包括双向密封橡胶圈和密封压盖，密封压盖限定双向密封橡胶圈抵在所述隔舌和蜗壳上。

优选的，所述密封橡胶圈上对应隔舌的表面的粗糙度要求为Ra<3.2μm；密封橡胶圈上对应蜗壳的表面的粗糙度要求为Ra<6.3μm；所述蜗壳与所述隔舌在密封处的单边间隙<0.1mm。