不易產生汽蝕的雙吸泵制造技術

本發明專利技術公開了一種不易產生汽蝕的雙吸泵。本發明專利技術包括壓出口、泵體、閥門、回流回路、葉輪入口，其中，回流回路包括支路和干路兩個部分，連接在葉輪入口和壓出口之間，通過閥門控制回流回路，將壓出口的部分液體回流到葉輪入口中，所述的回流回路的干路連接在壓出口處，然后一分為二，分成兩個等大的支路，分別連接在泵體左右兩側的葉輪入口處，回流回路平滑，干路內徑為出口管徑的1/11-1/9，每個支路的橫截面積為干路的二分之一。本發明專利技術在葉輪入口和壓出口之間連接一個回流回路，將壓出口的部分高壓液體回流到葉輪入口低壓區域處，提升葉輪入口處液體的壓強，使葉輪入口處低壓區的壓強大于汽化壓強，從而使雙吸泵不易發生汽蝕。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種雙吸泵，尤其涉及一種不易產生汽蝕的雙吸泵，屬于流體機械領域。
技術介紹
泵是一種量大面廣、能量消耗巨大的通用機械，凡是有液體流動的地方幾乎都有泵在工作。在所有泵類產品中，雙吸泵具有結構簡單、使用維修方便、流量大、揚程高等優點，在城市輸水、工業、采礦等各個行業應用廣泛。雙吸泵啟動后，泵軸帶動葉輪一起作高速旋轉運動，迫使預先充灌在葉片間液體旋轉，在慣性離心力的作用下，液體自葉輪中心向外周作徑向運動。液體在流經葉輪的運動過程獲得了能量，靜壓能增高，流速增大。當液體離開葉輪進入泵殼后，由于殼內流道逐漸擴大而減速，部分動能轉化為靜壓能，最后沿切向流入排出管路。當液體自葉輪中心甩向外周的同時，葉輪中心形成低壓區。雙吸泵在運行過程中，在葉輪中心區域壓強過低，其局部壓強低于運行溫度下工質液體的汽化壓強，從而造成工質液體汽化，容易發生汽蝕，不僅會導致泵性能和效率下降，還會產生振動和噪聲等一系列不利現象，汽蝕引起的空蝕甚至會導致過流部件的損壞，這嚴重影響泵的安全穩定和可靠運行。雙吸泵內液體流動十分復雜，是三維湍流粘性流動，運行過程中常伴有流動分離、汽蝕等流動現象。一直以來研究人員主要采用理論分析、實驗研究和數值模擬等手段對雙吸泵內部流場開展研究工作。理論分析對流動情況作了很多簡化，對較復雜的流動預測性較差，而實驗研究的實現方法，數據的準確度和可重復性受到了實驗原理、試驗設備和實驗條件的限制，因此理論分析和實驗研究在離心泵內部流場研究過程中存在著很大的局限性。隨著CFD技術的成熟，復雜結構流動的數值模擬準確性和計算效率得到很大提升，在雙吸泵的研究上扮演著越來越重要的角色，目前雙吸泵的復雜流場計算是基于Naiver-Stokes方程和Realizable湍流模型，采用有限體積法求解三維定常的非穩態、不可壓流，進而得到工質液體流場的壓力和速度矢量等的信息。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對目前雙吸泵容易發生汽蝕的現狀，提供了一種不易產生汽蝕的雙吸泵。雙吸泵壓出口處液體的壓強最大，而在葉輪入口處壓強最小，此處最易發生汽蝕，將壓出口處的部分液體反饋到葉輪入口處，提高葉輪入口處工質液體的壓強，使雙吸泵葉輪入口處汽蝕發生可能性下降，避免了振動、噪聲等不利現象和過流部件的損壞，使雙吸泵更加安全穩定。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是：一種不易產生汽蝕的雙吸泵，包括壓出口、泵體、閥門、回流回路、葉輪入口，其中，回流回路包括支路和干路兩個部分，連接在葉輪入口和壓出口之間，通過閥門控制回流回路，將壓出口的部分液體回流到葉輪入口中，所述的回流回路的干路連接在壓出口處，然后一分為二，分成兩個等大的支路，分別連接在泵體左右兩側的葉輪入口處，回流回路平滑，干路內徑為出口管徑的1/11-1/9，每個支路的橫截面積為干路的二分之一。所述的閥門安裝在回流干路上，在雙吸泵開啟前完全關閉，在雙吸泵穩定運行后，開啟閥門，壓出口處液體開始回流到葉輪入口中。本專利技術與現有技術相比，具有的有益效果是：1.本專利技術針對目前雙吸泵易發生汽蝕的缺點，提出了一種不易發生汽蝕的雙吸泵，在葉輪入口和壓出口之間連接一個回流回路，將壓出口的部分高壓液體回流到葉輪入口低壓區域處，提升葉輪入口處液體的壓強，使葉輪入口處低壓區的壓強大于汽化壓強，從而使雙吸泵不易發生汽蝕。2.汽蝕發生的可能性降低，避免了氣泡破裂而產生的振動、噪聲等一系列不利現象和過流部件的損壞，使雙吸泵更加安全穩定，延長了使用壽命。3.本專利技術把壓出口的部分液體回流到葉輪入口處，液體經過葉輪的再次運轉，壓出口處液體壓強得到提升，進出口之間的壓差擴大，具有疊壓效果，使雙吸泵的揚程提高。4.本專利技術設計上有兩個回流支路，位于泵體兩側，左右對稱，軸向力保持平衡，不會破壞原有的穩定。5.本專利技術的結構為在雙吸泵葉輪入口和壓出口之間連接了一個帶有閥門的回流回路，結構簡單，所使用的材料與泵體相同，成本低廉，具有極大的實用性。附圖說明圖1為本專利技術所述一種不易產生汽蝕的雙吸泵結構示意圖；圖2為改進前的雙吸泵內部壓強分布圖；圖3為添加回流回路后的雙吸泵內部壓強分布圖。具體實施方式如圖1所示，本實施例所述的一種不易產生汽蝕的雙吸泵，包括葉輪入口1，回流支路2，回流干路3，閥門4，壓出口5，泵體6。所述回流干路一端連接在所述壓出口；雙吸泵的葉輪為由兩個背靠背的葉輪組合而成，葉輪兩端同時進水，為保證葉輪兩端軸向力的平衡，另一端一分為二，分成兩個等大的支路，分別連接在所述泵體左右兩側的葉輪入口處，干路內徑為出口管徑的1/11-1/9，每個支路的橫截面積為干路的二分之一；回流回路要平直圓滑，以免因回流支路不規則而導致壓力損失，影響疊壓效果。所述閥門安裝在回流回路的干路上，雙吸泵運行前，閥門須完全關閉，否則會導致雙吸泵葉輪入口和壓出口連通，內部壓強降低，影響雙吸泵的吸水效果，會出現葉輪空轉現象，導致葉輪和軸承溫度急劇上升，影響雙吸泵的正常工作；雙吸泵穩定運行后，打開閥門，由于壓出口處液體壓強較大，通過回流回路流入葉輪入口處，在慣性離心力的作用下，液體再次流經葉輪過程獲得能量，靜壓能增高，壓出口壓強變大，進出口壓差變大，揚程隨之提高，具有疊壓效果。通過三維造型軟件對所述雙吸泵的流體域進行三維幾何造型，采用ANSYSICEM軟件對所得流體區域進行網格劃分，獲取數值模擬所需的雙吸泵網格。選擇Realizable湍流模型、速度進口和壓力出口邊界條件及流體物性等數值求解N-S方程，求得雙吸泵全流場的數值模擬結果，分析葉輪入口處和壓出口處的壓強分布。所示圖2為改進前的雙吸泵內部壓強分布圖，所示圖3為添加回流回路后的雙吸泵內部壓強分布圖。通過對比分析圖2與圖3，發現圖3中葉輪入口處的壓強提升，汽蝕發生的可能性降低；同時，壓出口處壓強也變大，具有疊壓效果。以上所述，僅是本專利技術的較佳實施例，并非對本專利技術作任何限制，凡是根據本專利技術技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本專利技術技術方案的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
不易產生汽蝕的雙吸泵，其特征在于：包括壓出口、泵體、閥門、回流回路、葉輪入口，其中，回流回路包括支路和干路兩個部分，連接在葉輪入口和壓出口之間，通過閥門控制回流回路，將壓出口的部分液體回流到葉輪入口中，所述的回流回路的干路連接在壓出口處，然后一分為二，分成兩個等大的支路，分別連接在泵體左右兩側的葉輪入口處，回流回路平滑，干路內徑為出口管徑的1/11?1/9，每個支路的橫截面積為干路的二分之一。

【技術特征摘要】
1.不易產生汽蝕的雙吸泵，其特征在于：包括壓出口、泵體、閥門、回流回路、葉輪入口，其中，回流回路包括支路和干路兩個部分，連接在葉輪入口和壓出口之間，通過閥門控制回流回路，將壓出口的部分液體回流到葉輪入口中，所述的回流回路的干路連接在壓出口處，然后一分為二，分成兩個等大的支路，分別連接在泵體左右兩側的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：包福兵，趙飛，凃程旭，林建忠，尹招琴，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33