[发明专利]一种部分流泵的单级套件及其多级部分流泵

说明书

本发明属于叶片泵领域，解决了切线泵径向尺寸大不能多级化问题。本泵的单级套件包括泵体、叶轮、集流壳，其特征在于：在泵体内设置一个或多个轴向流体出口及其弧形扩散室，两者相互连通。及用单级套件组装成多级部分流泵或深井泵。有结构紧凑、高速、耐泥砂等特点。是部分流泵第二个新泵种，可称为弧线泵。目前深井泵转速可达万转每分，综合性能超越传统产品，又可带动配套电机向高速、大功率方面发展。将成为叶片泵发展的主要对象。主要用于需高压的化工行业和深井抽吸、喷灌等方面。

技术领域

本发明属于流体机械中的叶片泵，涉及部分流泵，及多级部分流泵。

背景技术

叶片泵按叶轮出口液流流出方式分为全部流式叶片泵，俗称离心泵，和部分流式叶片泵，俗称部分流泵或切线泵。离心泵种类繁多，而部分流泵目前只有切线泵一种。部分流泵在高速、高压时的效率及其它性能优于离心泵，是目前高速化唯一适应性产品，但其结构存在切向的喉部及扩散管，径向尺寸过大，难以多级化，阻碍了进一步发展。

目前还没有立式多级部分流泵专利，更没有部分流式的深井泵。对立式多级的部分流泵产品，某厂有图片展示，是类似卧式多级部分流泵，有长的切向扩散管存在，径向尺寸大、结构复杂、造价高、限制了使用范围，其结构不能很好地改造成结构紧凑的多级产品，更不能改造成深井泵。

发明内容

本发明的目的是针对切线泵存在径向尺寸大，不能很好地多级化、小型化的问题，提供一种结构紧凑，径向尺寸小的，又能组装成多级部分流泵的单级套件。

另一个发明的目的是利用上述单级套件组装成体积小，扬程高的多级部分流泵或深井泵。满足高压化的需求。

本发明前一个目的可通过下列技术方案来实现：一种部分流泵的单级套件，包括泵体，开式或半开式叶轮，集流壳，其特征在于：在泵体内设置一个或多个轴向流体出口及其弧形扩散室，两者相互连通。这能有效地缩小泵体的径向尺寸和减小叶轮的径向力有效地将液体的动能转为压力能，有效地引导液体至下一级叶轮进口处。流体为非刚性物体，轴向流体出口也可以偏离轴向一定的角度。弧形扩散室类似于弯曲的喇叭状，类似于弯曲的圆锥台等形状。弧形扩散室主要由泵体内底面，内外工作面及集流壳底面或其凸台组成。

在上述单级套件中，可在轴向流体出口与弧形扩散室之间设置环状喉部。这可增加流道尺寸的稳定性，减少性能参数的波动。喉部都是等截面的，其形状可以是圆环状的，或是向内偏移的环状的，或螺旋形环状的，也可是切向状的。喉部长度一般较短，喉部的形状对性能来说影响不大。如采用耐磨材料也可不设喉部。

在上述单级套件中，集流壳在对应喉部及弧形扩散室处设置凸台。这样可调节喉部尺寸的大小及扩散室的扩散度，使设计更灵活、方便，提高通用化程度。

在上述单级套件中，集流壳在液流进口处设置导流锥面。这可扩大叶轮进口前的过流面积，还可减少叶轮进口侧一面间隙的液体回流。提高了泵的容积效率。

在上述单级套件中，可在泵体上设置级间密封。级间密封可采用间隙密封，橡胶唇形密封、油封等，还可采用聚四氟乙烯密封，或不锈钢壳聚四氟乙烯高级密封。为了减少级间由于压力差引起的泄漏，采用摩擦系数极低的，寿命长的，密封性能好的，线速度高的聚四氟乙烯密封，特别是不锈钢壳聚四氟乙烯高级密封，其性能更优，安装更方便、可靠。在泵体与叶轮轴之间的配合设置小的径向间隙，就形成间隙密封，为了增加耐磨性，可在两者之间设置耐磨套，耐磨套内外都存在小间隙，则性能更佳，同时还可起到叶轮的定心作用。

在上述单级套件中，弧形扩散室工作面的一面或两面采用渐开线或对数螺旋线或阿基米德螺线组成的曲面。根据渐开线性质可知，渐开线各点的法线都指向基圆，而基圆直径一般都小于叶轮的进口直径，当液体流向其内曲面时，有反作用力产生并指向基圆，和液流的惯性力的合力更易指向叶轮的进口处，更易导流到下一级，当液流接触渐开线的外曲面时，也有垂直于表面的反作用产生，会减少切向分量，会减少漩涡产生，这些都会提高水力效率。对数螺旋线(等角螺旋线)和阿基米德螺旋线也有类似的性质，都会使水力效率有所提高。