[发明专利]一种高扬程长叶片型线后腔结构离心泵

说明书

一种高扬程长叶片型线后腔结构离心泵，包括泵壳、蜗壳、叶轮、型线隔板、上腔泵体、电机和主轴，泵壳设有能与其内腔连通的进液口和出液口；所述蜗壳与所述泵壳一体成型；叶轮包括叶轮前盖板、叶轮后盖板、叶轮轮毂和若干叶片；型线隔板密封盖装在泵壳的安装口处；上腔泵体的底部与所述型线隔板固接，上腔泵体的上部与电机的机箱固接，电机的输出轴伸入上腔泵体内部，输出轴的轴头通过联轴器与主轴的上端固接，主轴的下端贯穿型线隔板的中心通孔后伸入蜗壳的涡形室内，在其轴头上固装叶轮，并保持叶轮中心轴和主轴中心轴重合。本发明的有益效果是：实现高扬程和高稳定性；形成较为稳定的漩涡，提高泵运行时的稳定性，且一定程度上减少了水力损失。

技术领域

本发明涉及一种长叶片式、泵后腔结构为型线型、且具有回流前腔结构的高扬程、高稳定性立式离心泵，具体是一种高扬程长叶片型线后腔结构离心泵。

背景技术

叶轮是离心泵的核心过流部件，叶轮上的叶片起到对流体做功的作用；蜗壳是蜗壳式引水室的简称，外形类似于蜗牛壳，故通常简称为蜗壳，将从叶轮中流出的液体收集起来，均匀地引至泵的吐出段或次级叶轮进口。传统工艺中，由于叶轮和蜗壳各自进行设计和加工，仅仅在配合处进行相关尺寸的设计，这就导致了流体由叶轮至蜗壳的过程中产生了大量的漩涡和不可控因素，同时由于到达蜗壳的流体会由于隔舌的存在而导致回流，这就引起了一定的效率和扬程的损失。

对于泵内流体流动的研究，理论分析和试验研究是两类重要的研究方法，但单一的一种方法都无法满足工程研究的需要。由于实际流动过程的复杂性，多数问题无法通过理论解析得到结果，导致了理论解析法的工程局限性，然而，试验费用昂贵，实验条件难以保证等问题导致试验研究性价比不高、实施困难。随着计算机迅速发展和近似算法的不断成熟，数值计算方法成为研究流体流动的第三类方法，并不断推陈出新，形成了一门独立的学科分支——计算流体力学。数值计算方法涉及到数理方程、计算数学等多门科学，其本质是利用数值计算方法求解流动微分方程，最终获得流场内有限点上压力、速度等相关参数的近似值。CFD数值计算方法与试验协调工作，不仅提供了定量的对比，还可以对试验中的基本现象进行科学解释，已经成为水泵科研工作者广泛使用的技术手段。

发明内容

为了降低离心泵的轴向力，同时系统地同时提高泵的扬程和稳定性，在对叶轮内部流道进行了三维湍流数值模拟的基础上，本发明提出了一种长叶片式、具有回流前腔、且泵后腔结构为型线型的高扬程、高稳定性立式离心泵的高扬程长叶片型线后腔结构离心泵。

本发明所述的一种高扬程长叶片型线后腔结构离心泵，其特征在于：包括泵壳、蜗壳、叶轮、型线隔板、上腔泵体、电机和主轴，所述泵壳设有能与其内腔连通的进液口和出液口；所述蜗壳与所述泵壳一体成型，并且蜗壳的螺旋线段两侧分别具有第一中心孔和第二中心孔，所述第一中心孔通过进液流道与进液口连通，蜗壳的第二中心孔与泵壳上端的安装口连通；蜗壳的扩散段作为出液流道与泵壳的出液口连通；

所述叶轮安装在蜗壳的涡形室内，并固装在主轴伸入涡形室的轴头上，所述叶轮包括叶轮前盖板、叶轮后盖板、叶轮轮毂和若干叶片，所述叶片沿叶轮轮毂周向设置，叶轮前盖板、叶轮后盖板分设在叶片的前后两侧并与其相连；叶轮后盖板中心通孔沿其轴向向外延伸形成叶轮轮毂；叶轮前盖板与同侧的泵壳内壁形成圆环式的回流前腔，且回流前腔的内外边界处分别留有轴向间隙和环向间隙，其中轴向间隙为叶轮前盖板中心吸入口端面与进液流道内端面之间的间隙；环向间隙为叶轮前盖板外端部的表面与蜗壳内壁凸起之间的间隙；

型线隔板密封盖装在泵壳的安装口处，所述型线隔板的中心通孔沿轴向向外延伸形成用于安装主轴的型线隔板轮毂，其中型线隔板轮毂外端部与主轴密封转动连接，使得主轴绕其自身中心轴周向旋转，而型线隔板轮毂其余部分与贯穿其内的主轴间隙配合，该处间隙为环形间隙；型线隔板内端面与叶轮后盖板之间留有能与环形间隙连通的弧形间隙，弧形间隙与环形间隙连通形成离心泵的后腔结构；所述型线隔板上设有能与后腔结构连通的泄压孔；