一種無(wú)葉頂泄漏的軸流泵葉輪結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，尤其涉及軸流栗的葉輪布置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置，屬于水栗技術(shù)領(lǐng)域，適用于小型軸流栗及小管徑的管道輸送栗。
【背景技術(shù)】
[0002]目前設(shè)計(jì)的軸流栗由于葉片固定在輪轂上，葉片由輪轂帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)水做功，而外殼靜止；葉片旋轉(zhuǎn)，而外殼靜止，這一靜一動(dòng)之間不可避免存在輪緣間隙，葉輪間隙與外殼之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及葉輪間隙壓力面與吸力面之間的壓力差產(chǎn)生了葉頂泄漏流，其與葉片吸力面的主流相互作用形成了葉頂泄漏渦，泄漏渦干擾主流運(yùn)動(dòng)，對(duì)流道內(nèi)近20%區(qū)域產(chǎn)生影響，大幅降低了軸流栗效率和汽蝕性能；所以盡管葉輪葉頂區(qū)域半徑較大，流體做功能力及流體通過(guò)能力均較強(qiáng)，郎繼興《軸流栗輪軸面速度與環(huán)量最佳分布規(guī)律的初探》(流體工程，1990，12: 31-36)—文中可知，由于葉輪輪緣與外殼之間存在間隙，不可避免會(huì)造成泄漏，為了使得葉輪獲得較高的效率，人們不得不把最大軸面速度沿徑向向輪轂方向移動(dòng)；但缺陷是，此種布置方式無(wú)法充分利用靠近輪緣區(qū)域的做功能力以及流體通過(guò)能力，而且由于輪緣間隙存在泄漏，會(huì)導(dǎo)致泄漏損失，葉頂泄漏流不但降低了容積效率，還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的汽蝕問(wèn)題，文獻(xiàn)《不同葉頂間隙對(duì)軸流栗空化性能及流場(chǎng)的影響》(華中科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013 (4): 21-25)以及《軸流栗葉頂間隙空化流可視化實(shí)驗(yàn)研究》(工程熱物理學(xué)報(bào)，2011，32(8): 1315-1318)均證明了這一問(wèn)題，因此傳統(tǒng)軸流栗結(jié)構(gòu)成為目前制約軸流栗水力性能進(jìn)一步提高的瓶頸，軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)創(chuàng)新是解決該問(wèn)題必然途徑。
[0003]經(jīng)檢索，目前公開(kāi)號(hào)為CN102116316A的專(zhuān)利技術(shù)，通過(guò)在葉頂設(shè)置尖部來(lái)使得輪緣間隙縮小了 20~30%，但是沒(méi)有徹底消除輪緣間隙，而且在運(yùn)行過(guò)程中，葉頂上突出的部分很容易與外殼相碰，造成刮擦損傷；公開(kāi)號(hào)為CN202732374U的專(zhuān)利技術(shù)，通過(guò)將分體式機(jī)構(gòu)改成直連式，雖在一定程度上簡(jiǎn)化了保養(yǎng)維修難度，但其保養(yǎng)維護(hù)時(shí)間依然較長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的需要，另外水流方向在水栗中存在較大幅度的改變，影響水栗的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，無(wú)葉頂間隙泄露，效率高、葉片強(qiáng)度以及剛度大的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:改變?nèi)~輪固定方式以及傳動(dòng)方式，具體為:葉輪、外殼及輪轂固定為一體構(gòu)成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動(dòng)機(jī)嚙合傳動(dòng)，所述外殼與導(dǎo)葉段以及外殼與進(jìn)水段之間設(shè)置動(dòng)密封。
[0006]所述葉輪、外殼及輪轂固定為一體構(gòu)成葉輪體指:葉輪兩端固定，即葉根與輪轂固定，葉頂與外殼固定；所述葉輪與外殼、葉輪與輪轂之間不留間隙。
[0007]所述的齒圈與外殼為一同鑄造或者焊接或者通過(guò)過(guò)盈配合或者鍵配合固定在外殼上。
[0008]所述齒圈為皮帶輪。
[0009]所述電動(dòng)機(jī)可在軸流栗一側(cè)配置一臺(tái)，或者在軸流栗兩側(cè)各配置一臺(tái)，以提供冗余，增強(qiáng)可靠性。
[0010]所述動(dòng)密封為機(jī)械密封。
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)將葉輪與輪轂以及外殼進(jìn)行固定并作為整體旋轉(zhuǎn)，從結(jié)構(gòu)上確保了葉輪葉頂無(wú)間隙，從根本上解決了葉頂間隙的泄漏流問(wèn)題，使得軸流栗在水力設(shè)計(jì)時(shí)可以按照葉輪損失最小的最佳軸面速度分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，以充分利用葉頂區(qū)域通過(guò)液流能力強(qiáng)，做功能力大的優(yōu)點(diǎn)；而且，由于每個(gè)葉片采取了兩端固定的方式，與傳統(tǒng)的懸臂式固定方式相比，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大大增強(qiáng)，葉片可以做得更薄，從而可降低葉片排擠系數(shù)，提高軸流栗過(guò)流能力，并有助于進(jìn)一步提高水力效率；電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)葉輪體外殼，由外殼帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)做功，同傳統(tǒng)的由軸帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)相比，對(duì)電動(dòng)機(jī)的力矩要求降低，可以使用高轉(zhuǎn)速電機(jī)，從而使得電機(jī)的成本降低體積減小，節(jié)省用戶(hù)的投資和空間；另外，由于葉片由外殼帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，因此，軸不再需要伸出栗殼之外，從而使得水流方向無(wú)需改變，由此也降低了由于水流方向改變導(dǎo)致的水力損失；與貫流式軸流栗相比，也減小了將電動(dòng)機(jī)放入栗內(nèi)的復(fù)雜性和高成本。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是葉輪體示意圖。
[0014]圖1中:1、輪轂；2、葉跟與輪轂固定，無(wú)間隙；3、葉輪，4、輪緣與外殼固定，無(wú)間隙；
5、夕卜殼。
[0015]圖2是葉輪體外殼上固定一圈齒輪的示意圖。
[0016]圖3是電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪嗤合驅(qū)動(dòng)整個(gè)葉輪體旋轉(zhuǎn)的示意圖。
[0017]圖4是葉輪體通過(guò)動(dòng)密封與導(dǎo)葉段以及進(jìn)水端連接在一起的示意圖。
[0018]圖中:6是進(jìn)水段，7是導(dǎo)流帽，8是進(jìn)水段與葉輪體外殼之間的動(dòng)密封，9是葉輪上固定的一圈齒輪，10是葉輪體外殼與導(dǎo)葉段之間的動(dòng)密封，11是導(dǎo)葉段，12是支撐板，13是出水段，14是電動(dòng)機(jī)，15是齒輪，5是外殼，3是葉輪，I是輪轂。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖4所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)葉頂泄露的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，包括外殼5、葉輪3、輪轂1、齒圈9、和動(dòng)密封8(10)，電動(dòng)機(jī)14。
[0020]進(jìn)一步的，所述葉輪3與外殼5固定，中間不留間隙，從而從結(jié)構(gòu)上杜絕了葉頂泄漏流；葉輪3與輪轂I固定，中間也不留間隙，從而杜絕葉根泄漏流，二維圖如圖1所示。
[0021]所述固定在一起的葉輪3、輪轂1、外殼5作為一個(gè)整體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0022]所述作為整體旋轉(zhuǎn)的葉輪體與靜止的導(dǎo)葉段外殼之間設(shè)置動(dòng)密封10 ;所述作為整體旋轉(zhuǎn)的葉輪體與靜止的進(jìn)水段外殼之間也設(shè)置動(dòng)密封8。
[0023]所述動(dòng)密封8、10為機(jī)械密封。
[0024]所述作為整體旋轉(zhuǎn)的葉輪體，外殼5上固定一圈齒圈9。
[0025]所述葉輪體外殼上固定的齒圈9，可以為和外殼5 —起鑄造，或者單獨(dú)制造后通過(guò)焊接、過(guò)盈配合、鍵配合等手段固定在葉輪體外殼5上。
[0026]所述葉輪體外殼5上固定的齒圈9可以為皮帶輪。
[0027]所述齒圈9通過(guò)齒輪嗤合或者皮帶傳動(dòng)由電動(dòng)機(jī)14驅(qū)動(dòng)。
[0028]除電動(dòng)機(jī)14夕卜，也可以采用其它動(dòng)力機(jī)械。
[0029]水流由進(jìn)水段6進(jìn)入，經(jīng)過(guò)由電動(dòng)機(jī)14通過(guò)齒輪15與固定在葉輪體外殼5上的齒圈9嚙合傳動(dòng)，從而使得由輪轂1、葉片3、外殼5固定為一體的葉輪體整體旋轉(zhuǎn)而給從其通過(guò)的水流增壓，整體旋轉(zhuǎn)的葉輪體與進(jìn)水段6通過(guò)動(dòng)密封8進(jìn)行密封，整體旋轉(zhuǎn)的葉輪體同樣與導(dǎo)葉段11通過(guò)動(dòng)密封10進(jìn)行密封，增壓后的水流進(jìn)入導(dǎo)葉段11后進(jìn)行整流，最后從出水段13流出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，包括葉輪、外殼及輪轂，其特征在于:葉輪、夕卜殼及輪轂固定為一體構(gòu)成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動(dòng)機(jī)嚙合傳動(dòng)，所述外殼與導(dǎo)葉段以及外殼與進(jìn)水段之間設(shè)置動(dòng)密封。2.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述葉輪、夕卜殼及輪轂固定為一體構(gòu)成葉輪體指:葉輪兩端固定，即葉根與輪轂固定，葉頂與外殼固定；所述葉輪與外殼、葉輪與輪轂之間不留間隙。3.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的齒圈與外殼為一同鑄造或者焊接或者通過(guò)過(guò)盈配合或者鍵配合固定在外殼上。4.如權(quán)利要求3所述的一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述齒圈為皮帶輪。5.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電動(dòng)機(jī)可在軸流栗一側(cè)配置一臺(tái)，或者在軸流栗兩側(cè)各配置一臺(tái)，以提供冗余，增強(qiáng)可靠性。6.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)葉頂泄漏的軸流栗葉輪結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述動(dòng)密封為機(jī)械密封。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種無(wú)葉頂泄漏的軸流泵葉輪結(jié)構(gòu)，尤其涉及軸流泵的葉輪布置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置，屬于水泵技術(shù)領(lǐng)域。其包括葉輪、外殼及輪轂，其特征在于：葉輪、外殼及輪轂固定為一體構(gòu)成葉輪體，葉輪、外殼和輪轂以整體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述外殼外部固定一圈齒圈，所述齒圈與電動(dòng)機(jī)嚙合傳動(dòng)，所述外殼與導(dǎo)葉段以及外殼與進(jìn)水段之間設(shè)置動(dòng)密封。本實(shí)用新型適用于小型軸流泵及小管徑的管道輸送泵。
【IPC分類(lèi)】F04D29/18, F04D13/06, F04D29/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204739000
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420163183
【發(fā)明人】張德勝, 潘大志, 王海宇, 陳刻強(qiáng), 邢津
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年4月4日