本發(fā)明是一種泵結構，適用于混流泵的設計，特指一種艦船噴水推進領域用對旋葉輪混流泵結構。

背景技術：

作為重要的能量轉換裝置，泵類產品在國民經濟建設中發(fā)揮著重要作用。離心泵的水力性能好、結構復雜，軸流泵適用于大流量低揚程但高效區(qū)窄、小流量運行不穩(wěn)定。混流泵由于在性能和結構上具有離心泵和軸流泵的優(yōu)點，逐漸在農田排灌、防洪排澇、水利工程、噴水推進裝置和電站冷卻系統(tǒng)等領域得以廣泛應用。在艦船噴水推進裝置研發(fā)領域，要求噴水泵具有小體積、低振動噪聲、運行效率高、性能優(yōu)良等特點，通常選用葉片泵中的軸流泵或導葉式混流泵。目前這兩種泵在設計時仍存在體積大、高效區(qū)窄、小流量運行時效率低等難點，并且在馬鞍區(qū)容易出現振動、噪聲及空化等問題，嚴重影響噴水推進器系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。由于軸流泵揚程較低，在噴水推進系統(tǒng)進行泵型選擇時存在一定的局限性。發(fā)明專利zl01109653.5公開了一種雙驅動對旋軸流泵，拓寬了軸流泵的范圍，能部分替代混流泵。但該結構使用兩端雙驅動設計，在安裝使用上不夠方便，同時進口容易造成較大的水力損失，因此，采用混流泵技術是噴水推進系統(tǒng)未來發(fā)展的重點。但是混流泵的開發(fā)、生產和應用還遠遠不夠，急需提出結構先進、高效節(jié)能、運行穩(wěn)定的混流泵設計方法。

經檢索，關于對旋混流泵結構沒有相關報道。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種對旋混流泵結構，解決艦船噴水推進裝置領域用泵體積大、高效區(qū)窄、運行不穩(wěn)定、易空化等問題，從而提高噴水推進系統(tǒng)的可靠性。

一種對旋混流泵結構，其特征在于包括：進口(1)、前泵蓋(2)、前葉輪(3)、前葉輪口環(huán)(4)、后葉輪口環(huán)(5)、后葉輪(6)、蝸殼(7)、出口(8)、后泵蓋(9)、外軸(10)、軸承(11)、內軸(12)、泵(13)、空心軸水冷電機(14)、標準異步電機(15)、口環(huán)固定內圈(16)、口環(huán)浮動外圈(17)、彈簧墊圈(18)和壓蓋(19)，所述前泵蓋(2)靠近進口(1)，前葉輪(3)固定在內軸(12)靠近泵進口的一端上，后葉輪(6)固定在外軸(10)靠近泵進口的一端上；泵體和前葉輪(3)之間安裝前葉輪口環(huán)(4)，泵體和后葉輪(6)之間安裝后葉輪口環(huán)(5)；后泵蓋(9)靠近出口(8)；所述內軸(12)和外軸(10)的旋轉方向相反，從葉輪進口方向看，內軸(12)為順時針旋轉，外軸(10)為逆時針旋轉。

前葉輪(3)和后葉輪(6)均為混流式，前葉輪(3)和后葉輪(6)的葉片數為5~7枚，前葉輪(3)和后葉輪(6)的葉片數互為質數，且后葉輪(6)的葉片數小于前葉輪(3)的葉片數。避免前葉輪(3)和后葉輪(6)之間的動靜干涉作用造成流動不穩(wěn)定且葉輪(6)更好的利用葉輪(3)內液流的出口環(huán)量。

前葉輪口環(huán)(4)為雙道密封口環(huán)結構；前葉輪口環(huán)(4)包括口環(huán)固定內圈(16)、口環(huán)浮動外圈(17)、彈簧墊圈(18)和壓蓋(19)，所述口環(huán)固定內圈(16)布置在葉輪內側，口環(huán)浮動外圈(17)布置在葉輪外側，與口環(huán)固定內圈(16)貼緊，并通過彈簧墊圈(18)和壓蓋(19)對其進行軸向限制。目的在于減小泵腔內的容積損失，以及減弱前泵腔內液流對葉輪進口流動造成沖擊的影響。

前葉輪(3)和后葉輪(6)之間留有間隙，間隙為前葉輪外徑的0.2~0.4倍，目的是實現對旋。

前葉輪(3)與后葉輪(6)的轉速比小于1，目的在于防止前葉輪(3)的進口壓力太小，導致前葉輪產生空化。

所述內軸(12)和外軸(10)之間通過安裝深溝球軸承固定，深溝球軸承布置在內軸(12)軸肩和端蓋之間，方便固定。

所述內軸(12)另一端延伸出軸承體外部連接標準異步電動機(15)，外軸(10)另一端延伸出軸承體外部連接空心軸水冷電機(14)，提供動力。

本發(fā)明的工作過程為：流體經泵進口進入前葉輪(3)，前葉輪(3)沿順時針旋轉對流體進行第一次做功，使流體到達前葉輪的出口時壓力升高，再沿切向進入后葉輪(6)，此時，后葉輪(6)的進口處流體的壓力相較于前葉輪(3)的進口壓力有了明顯升高，后葉輪(6)沿逆時針旋轉對流體進行第二次做功，最后，流體經過蝸殼(7)到達泵出口。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明對旋混流泵的前葉輪和后葉輪通過兩個電機獨立控制，且速度比不固定，能拓寬泵運行的高效區(qū)；利用對旋葉輪結構對普通混流泵結構的優(yōu)化，減小了泵的體積，并降低了噴水推進系統(tǒng)對泵旋轉速度的要求，提高了泵運行的安全性；通過提高主葉輪(即：后葉輪)的進口壓力，改善了泵的空化性能；通過減小主葉輪(即：后葉輪)的沖擊損失，提高了泵的運行效率；泵體和葉輪之間安裝口環(huán)，減小了內泄露產生的容積損失，提高了泵的效率；選用空心軸水冷電機啟動電流小、結構緊湊、過載能力強、運行穩(wěn)定、可靠性高、運行效率高、使用壽命長。

附圖說明

圖1：本發(fā)明對旋混流泵結構示意圖

圖2：本發(fā)明對旋葉輪分布圖(假定前葉輪數為6，后葉輪數為5)

圖3：本發(fā)明對旋混流泵裝置簡圖

圖4：本發(fā)明前葉輪口環(huán)結構

圖中：1進口、2前泵蓋、3前葉輪、4前葉輪口環(huán)、5后葉輪口環(huán)、6后葉輪、7蝸殼、8出口、9后泵蓋、10外軸、11軸承、12內軸、13泵、14空心軸水冷電機、15標準異步電機、16口環(huán)固定內圈、17口環(huán)浮動外圈、18彈簧墊圈和19壓蓋。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步詳細說明。

結合圖1，本發(fā)明的一種對旋混流泵結構包括進口1、前泵蓋2、前葉輪3、前葉輪口環(huán)4、后葉輪口環(huán)5、后葉輪6、蝸殼7、出口8、后泵蓋9、外軸10、軸承)11和內軸12。所述前葉輪3固定在內軸12靠近泵進口的一端上，后葉輪6固定在外軸10靠近泵進口的一端上，前葉輪3和后葉輪6之間留有間隙。所述內軸12和外軸10之間通過安裝深溝球軸承固定，深溝球軸承布置在內軸12軸肩和端蓋之間，所述內軸12另一端延伸出軸承體外部連接到標準異步電動機15，外軸10另一端延伸出軸承體外部連接到空心軸水冷電機14。泵體和前葉輪3之間安裝前葉輪口環(huán)4，泵體和后葉輪6之間安裝后葉輪口環(huán)5。前葉輪3和后葉輪6的葉片數選為互為質數，后葉輪6的葉片數小于前葉輪3的葉片數，前葉輪3與后葉輪6的轉速比控制為小于1。內軸12和外軸10的旋轉方向相反，從葉輪進口方向看，內軸12為順時針旋轉，外軸10為逆時針旋轉。

結合圖2，本發(fā)明對旋葉輪包括前葉輪3和后葉輪6兩個葉輪，以前葉輪3的葉片數為6，后葉輪6的葉片數為5為例，前葉輪3順時針旋轉，后葉輪10為逆時針旋轉。

結合圖3，本發(fā)明對旋混流泵裝置包括混流泵13、空心軸水冷電機14、標準異步電機15，泵內軸12靠近泵進口的一端連接前葉輪3，另一端延伸出軸承體外部連接到標準異步電動機15，泵外軸10靠近泵進口的一端連接到后葉輪6，另一端延伸出軸承體外部連接到空心軸水冷電機14。

結合圖4，本發(fā)明前葉輪口環(huán)結構包括口環(huán)固定內圈16、口環(huán)浮動外圈17、彈簧墊圈18和壓蓋19，所述口環(huán)固定內圈16布置在葉輪內側，口環(huán)浮動外圈17布置在葉輪外側，與口環(huán)固定內圈16貼緊，墊圈18和壓蓋19對口環(huán)浮動外圈17進行軸向限制。