專利名稱：一種高效長壽多功能葉片泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高效長壽多功能葉片泵，屬于節(jié)能裝備制造及自動化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
泵是一種應(yīng)用十分廣泛的通用機械，也是耗能很大的機械之一。從學(xué)科角度看，泵是流體力學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。在火力發(fā)電廠中，泵是實現(xiàn)動力循環(huán)的重要組成部分，是重要的輔機之一。泵的安全、經(jīng)濟運行對電廠的安全經(jīng)濟發(fā)電起著重要作用。從能量角度看，泵是一類能將原動機的機械能轉(zhuǎn)換成被輸送流體的壓力勢能和動能的流體機械。泵在國民經(jīng)濟的各個部門中應(yīng)用十分廣泛，如在農(nóng)業(yè)方面的排澇、灌溉；在采礦工業(yè)中的坑道排水；在冶金工業(yè)中各種冶煉爐液體的輸送；在石油工業(yè)中的輸油和注水等等。據(jù)統(tǒng)計，泵和風(fēng)機的用電量約占全國用電量的28～30％，并正在逐步向40％過渡，且泵的用電量超過風(fēng)機。然而，目前國內(nèi)外普遍使用的葉片泵，都是通過旋轉(zhuǎn)葉輪對流體作功而實現(xiàn)能量傳遞的。當流體與高速旋轉(zhuǎn)的葉輪或葉片接觸和流過其表面時，流體不僅要與葉輪發(fā)生碰撞和摩擦，而且也要與機殼發(fā)生碰撞和摩擦，在這一過程中要消耗大量的能量，并產(chǎn)生較大的噪音和磨損。因此，導(dǎo)致泵的效率低、耗能大、噪音大、壽命短。為解決這些問題，國內(nèi)外眾多學(xué)者進行了長期不懈的艱苦研究，并取得了一定的效果。如我國80年代淘汰產(chǎn)品3BA6型泵的效率η＝0.65，而替代的新品種IS80-50、IS80-200型泵的效率η＝0.74，用于300MW汽輪發(fā)電機組的鍋爐給水泵DG500-240的效率η＝0.71。我國引進英國Weir泵廠專利技術(shù)生產(chǎn)的300MW汽輪發(fā)電機組的鍋爐給水泵的效率η＝0.829，引進德國KSB公司生產(chǎn)的900MW汽輪發(fā)電機組的鍋爐給水泵的效率η＝0.86。然而，由于國內(nèi)外研究者由于始終沒有跳出用旋轉(zhuǎn)葉輪進行能量傳遞的傳統(tǒng)理論框架，因此在提高效率、減少耗能、降低噪音和延長壽命等方面，雖有提高和改善，但均未取得突破性進展。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于突破傳統(tǒng)理論的能量傳遞方式(旋轉(zhuǎn)葉輪傳遞能量)，創(chuàng)建一種新的能量傳遞方式—液體旋流場能量傳遞方式。即通過葉片、葉輪和泵殼形狀和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，實現(xiàn)不用旋轉(zhuǎn)葉輪進行能量傳遞，而用誘導(dǎo)形成的增強輔合的液體旋流場進行能量傳遞，進而研制一種使被輸送流體不經(jīng)過葉輪，而以流體自身進行輸送，并同時具有高效率、低能耗、長壽命、多用途等特點的高效長壽多功能葉片泵。這一研究不僅具有重大的理論意義和現(xiàn)實意義，而且具有極高的經(jīng)濟價值和社會價值。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種高效長壽多功能葉片泵，它包括泵殼、葉輪、葉輪工作室、液體旋流室、進水口、出水口、電機，所述葉輪由至少一組單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片組成；所述泵殼內(nèi)部為帶有進水口和出水口的圓形雙室或多室。
所述葉輪包括相互連接的葉片與葉輪盤，葉輪盤則與電機軸連接，在葉輪盤的前端設(shè)有前封片。
所述葉片根部寬度A≥葉片端部寬度a，且葉片根部內(nèi)側(cè)半徑B＞葉片端部內(nèi)側(cè)半徑b。
所述泵殼分為圓形液體旋流室和圓形葉輪工作室，葉輪安裝在葉輪工作室內(nèi)，并與置于泵殼外部的電機連接；同時液體旋流室的側(cè)面設(shè)有進水口，頂部設(shè)有出水口。
本發(fā)明的高效長壽多功能葉片泵，由泵殼、葉輪、葉輪工作室、旋流室、進氣口、出氣口、電機等構(gòu)成。其基本特征在于單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片(圖2)構(gòu)成的葉輪(圖1)和設(shè)有進出水口的獨特的圓形雙室泵殼(圖3)。單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道的葉輪(圖1)，具有A≥a，B＞b的加強型葉片結(jié)構(gòu)(圖2)。用該結(jié)構(gòu)的葉片泵實現(xiàn)了一種新的能量傳遞方式—液體旋流場能量傳遞方式。液體旋流場能量傳遞方式較傳統(tǒng)的蝸殼形雙壁葉輪(片)能量傳遞方式，具有更高的效率、更低的能耗、更小的噪音、更長的壽命和更多的功能。
眾所周知，目前國內(nèi)外普遍使用的葉片泵，都是通過旋轉(zhuǎn)葉輪或葉片對流體作功而實現(xiàn)能量傳遞的。這種能量傳遞方式的泵在工作時會產(chǎn)生機械損失、容積損失和流動損失，其損失的大小分別用機械效率ηm、容積效率ηv和流動效率ηh來衡量。泵的總效率η＝ηmηvηh。其中，一般離心泵的機械效率ηm＝0.90～0.97；容積效率ηv＝0.90～0.95；流動效率ηh＝0.80～0.95；離心泵的總效率η＝0.62～0.92。由此可見，泵在工作時流動損失最大，容積損失次之。因此，如何有效地減少流動損失和容積損失是提高效率和節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在。
本發(fā)明的有益效果是通過葉輪、葉片和泵殼結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計，誘導(dǎo)形成繞軸快速旋轉(zhuǎn)的增強輔合的液體旋流場，由液體旋流場以“流體帶動流體，物料推動物料”的方式進行能量傳遞，實現(xiàn)了流體(或物料)“不過葉輪”，因而使被輸送的流體極少與葉輪發(fā)生碰撞和摩擦，不僅大幅度降低了容積損失和流動損失，而且顯著延長了葉片壽命，并賦予葉片泵多種功能(可輸送液體、固體和液固混合體等)。因而使高效長壽多功能葉片泵，同時具有高效率(效率達80％以上)、低能耗(節(jié)能10％以上)、小噪音(低于80dB)、少耗材(葉輪節(jié)材二分之一以上)、易加工(圓形泵殼)、長壽命(葉輪壽命提高2倍以上)、多功能(可輸送液體、固體和液固混合體等)等特點。
本發(fā)明的主要技術(shù)指標是效率達80％以上；節(jié)能10％以上；噪音低于80dB；葉輪基本不磨損，壽命可提高2倍以上；具有多種功能，可用于輸送液體、固體和液固混合體等。其綜合經(jīng)濟、技術(shù)和性能指標達到了國內(nèi)外領(lǐng)先水平，并創(chuàng)建了新的能量傳遞理論，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。
本發(fā)明理論和技術(shù)主要用于清水泵、排污泵、渣漿泵等各種泵的制造。由于本技術(shù)的綜合指標達到國內(nèi)外領(lǐng)先水平，且節(jié)能減排效果突出，所以國內(nèi)外市場潛力和容量巨大，經(jīng)濟和社會效益十分顯著。



圖1為葉輪示意圖； 圖2為葉片A-A向截面示意圖； 圖3為機殼結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖3的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1.葉片，2.葉輪盤，3.前封片，4.出水口，5.液體旋流室，6.葉輪工作室，7.進水口，8.泵殼，9.葉輪，10.電機。

具體實施例方式 下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步說明。
圖3、圖4中，一種高效長壽多功能葉片泵，它包括泵殼8、葉輪9、葉輪工作室6、液體旋流室5、進水口7、出水口4、電機10，所述葉輪9由至少一組單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片1組成；圖1、圖2中，葉輪9包括相互連接的葉片1與葉輪盤2，葉輪盤2則與電機軸連接，在葉輪盤2的前端設(shè)有前封片3。葉片1根部寬度A≥葉片端部寬度a，且葉片1根部內(nèi)側(cè)半徑B＞葉片端部內(nèi)側(cè)半徑b。泵殼8分為圓形液體旋流室5和圓形葉輪工作室6，葉輪9安裝在葉輪工作室6內(nèi)，并與置于泵殼8外部的電機10連接；同時液體旋流室5的側(cè)面設(shè)有進水口7，頂部設(shè)有出水口4。
用上述理論和技術(shù)研制的樣機初試結(jié)果表明原理可行，效果理想。同機對比試驗結(jié)果表明節(jié)能10％以上，效率提高10％以上，預(yù)計葉輪壽命可提高2倍以上。同時實現(xiàn)了高效、節(jié)能、環(huán)保、長壽的效果。
權(quán)利要求
1.一種高效長壽多功能葉片泵，它包括泵殼、葉輪、葉輪工作室、液體旋流室、進水口、出水口、電機，其特征是，所述葉輪由至少一組單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片組成；所述泵殼內(nèi)部為帶有進水口和出水口的圓形雙室或多室。
2.如權(quán)利要求1所述的高效長壽多功能葉片泵，其特征是，所述葉輪包括相互連接的葉片與葉輪盤，葉輪盤則與電機軸連接，在葉輪盤的前端設(shè)有前封片。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高效長壽多功能葉片泵，其特征是，所述葉片根部寬度A≥葉片端部寬度a，且葉片根部內(nèi)側(cè)半徑B＞葉片端部內(nèi)側(cè)半徑b。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高效長壽多功能葉片泵，其特征是，所述泵殼分為圓形液體旋流室和圓形葉輪工作室，葉輪安裝在葉輪工作室內(nèi)，并與置于泵殼外部的電機連接；同時液體旋流室的側(cè)面設(shè)有進水口，頂部設(shè)有出水口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效長壽多功能葉片泵。它包括泵殼、葉輪、葉輪工作室、液體旋流室、進水口、出水口、電機，所述葉輪由至少一組單側(cè)封閉、軸向放大的圓弧型流道葉片組成；所述泵殼內(nèi)部為帶有進水口和出水口的圓形雙室或多室。其效率達80％以上；節(jié)能10％以上；噪音低于80dB；葉輪基本不磨損，壽命可提高2倍以上；具有多種功能，可用于輸送液體、固體和液固混合體等。其綜合經(jīng)濟、技術(shù)和性能指標達到了國內(nèi)外領(lǐng)先水平，并創(chuàng)建了新的能量傳遞理論。
文檔編號F04D1/00GK101303024SQ200810016348
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)明者朱瑞富, 王建華 申請人:山東大學(xué)