專利名稱：雙離心輸送流體方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體輸送方法及裝置，適用于離心泵和風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造和改造現(xiàn)有設(shè)備。
流體輸送量最大的是水，主要是靠離心泵來(lái)輸送，現(xiàn)有的離心泵(見(jiàn)

圖1、圖2)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)城市人民生活用水中都起到了類似心臟輸送血液性質(zhì)的作用，用途極為重要廣泛，在各種機(jī)械設(shè)備中，數(shù)量?jī)H次于電機(jī)占第二位，而其耗電總量則占第一位，并約占一個(gè)口中家總耗電量的四分之一(見(jiàn)高等學(xué)校教材《泵與風(fēng)機(jī)》第11頁(yè)及《泵手冊(cè)》美I、J德拉西克等編著及譯者序言)。
這些離心泵設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，體積小運(yùn)量大，優(yōu)點(diǎn)突出，但一直認(rèn)為離心泵存在以下的重要事實(shí)與口內(nèi)外對(duì)離心泵原理的說(shuō)法存在突出矛盾。重要事實(shí)第一，緊湊的泵殼直接正面對(duì)抗葉輪因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力而甩出的徑向高速流體，必然使之強(qiáng)烈受阻而顯著降壓減速。第二，泵殼里的壓力對(duì)葉輪出口處的壓力不是加壓而是減壓。第三、離心泵和風(fēng)機(jī)出口處的水壓和風(fēng)壓與葉輪出口處的理論計(jì)算公式計(jì)算的壓力相差數(shù)字很大，有的相差數(shù)十倍以上，這是現(xiàn)有離心泵和風(fēng)機(jī)實(shí)際存在的屬基本原理性質(zhì)的突出矛盾。
這樣，對(duì)離心泵泵殼與葉輪形成的此一突出矛盾，如能得到解決和有所改進(jìn)的話，必然會(huì)產(chǎn)生離心泵和風(fēng)機(jī)既提高效率又能降低能耗。
要消除原泵殼正對(duì)葉輪的阻力損失，必須改革原有泵殼的結(jié)構(gòu)形式，但如何有效收集和引導(dǎo)葉輪甩出的強(qiáng)壓高速流體進(jìn)入輸送管導(dǎo)，而又不會(huì)像原泵殼必然引起的強(qiáng)烈抗阻和摩擦損失，沒(méi)有特定有效的新科技方案和措施方法，是不可能的，這就是現(xiàn)有條件難以解決的科技難題所在。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究，最后并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，已獲得解決此一突出矛盾的有效方案和方法，要點(diǎn)是一、改革現(xiàn)有離心泵泵殼結(jié)構(gòu)形式，取消現(xiàn)用封閉死葉輪排出口的泵殼(圖1、離心泵簡(jiǎn)圖3)，改為正對(duì)葉輪排口開(kāi)放的導(dǎo)流槽(8)(見(jiàn)圖3)，消除原泵殼與葉輪排出高速流體直接對(duì)抗現(xiàn)象。
二、設(shè)置一圓環(huán)形圓管或輸出口直徑大，相對(duì)方直徑小的帶錐形環(huán)形圓管(9)(圖3圓環(huán)錐形圓管)此環(huán)形圓管一側(cè)開(kāi)一進(jìn)料縫(10)(圖3)縫寬與葉輪排出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)，最寬兩者相同，還應(yīng)根據(jù)料縫圓環(huán)直徑增大作相應(yīng)縮小，此進(jìn)料縫兩邊與相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流槽兩邊緊密聯(lián)結(jié)，以保證葉輪甩出流體切線給入圓管，而在圓管內(nèi)形成高速旋流為原則，必相隨產(chǎn)生離心力，而形成離心泵和風(fēng)機(jī)的第二次離心力此離心力顯著增加管內(nèi)流體壓力，從而提高輸出流體的壓力。
三、管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流體旋轉(zhuǎn)方向與切線進(jìn)料方向一致再通過(guò)進(jìn)料縫邊的導(dǎo)流工藝處理后，即消除了原泵殼正面對(duì)抗的阻力，既有利于降低能耗，又有利于提高效率，并減輕了填料函及密封環(huán)的壓力。
四、在相對(duì)于輸出口的環(huán)形圓管另一端的中間設(shè)一隔斷片(12)(圖4)，隔斷兩方流體相互抵觸或干擾，既保證了管內(nèi)流體的壓力不減，又促使其流向一致向輸出口流出，而保持了雙離心造成的高壓。
五、設(shè)置圓緩過(guò)渡的三岔型導(dǎo)向會(huì)合管(11)(圖4)將兩方會(huì)合的流體引導(dǎo)為向外輸出的會(huì)合，把因兩股流體會(huì)合而產(chǎn)生的抵觸和干擾變?yōu)榉较蛞恢孪蛲?，從而互相推?dòng)，有利提高輸出壓力。
換言之，本發(fā)明方法及其裝置為
其方法包括采用葉輪(1)，葉片(2)和轉(zhuǎn)軸(4)填料箱(5)等常規(guī)部件的輸送法，其特征在于(a)用圓周開(kāi)口型導(dǎo)流槽(8)取代原來(lái)封閉死葉輪的泵殼(3)，消除葉輪甩出的高速流體正面受阻現(xiàn)象，而保持原有的高速。
(b)圍繞導(dǎo)流槽(8)，設(shè)圓環(huán)形錐形圓管(9)該圓管對(duì)導(dǎo)流槽一側(cè)圓周開(kāi)一進(jìn)料縫(10)與導(dǎo)流槽兩邊密封聯(lián)結(jié)，并保證流體切線給入圓管內(nèi)，而使之形成高速旋流，又產(chǎn)生強(qiáng)離心力，從而形成雙離心力，顯著增加管內(nèi)流體壓力，增壓輸送流體。
(c)進(jìn)料縫(10)和導(dǎo)流槽兩邊聯(lián)接安裝的要求是導(dǎo)流槽排出的流體不能由圓管中心給入，且以同圓管呈切線給入為為最佳，以保證給入圓管流體形成高速旋流。
其裝置包括按常規(guī)方法采用的葉輪(1)、葉片(2)、轉(zhuǎn)軸(4)、填料箱(5)和底閥(6)等按常規(guī)方法連接的部件，其特征在于(a)取代原來(lái)封閉死葉輪的泵殼(3)的圓周開(kāi)口型導(dǎo)流槽(8)導(dǎo)流槽兩邊端點(diǎn)與進(jìn)料縫兩邊緊密相聯(lián)，(b)在上述導(dǎo)流槽(8)外緣設(shè)圓環(huán)形錐形圓管或輸出方直徑大相對(duì)方直徑小的圓環(huán)形錐形圓管(9)，該圓管(9)的管徑與處理量相適應(yīng)，該圓管(9)一側(cè)沿整個(gè)圓周開(kāi)一縫寬與葉輪出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)的進(jìn)料縫(10)。
(c)在上述圓環(huán)形錐形圓管(9)向輸出方匯合處設(shè)置一個(gè)三岔形導(dǎo)向匯合輸出管(11)，(d)在沿著上述三岔形導(dǎo)向匯合輸出管(11)的輸出接口(13)的圓管軸心指向葉輪(1)的方向與上述圓環(huán)錐形管(9)的交接處設(shè)置一隔斷片(12)。
上述圓管(9)一側(cè)沿整個(gè)圓周開(kāi)一縫寬與葉輪出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)的進(jìn)料縫(10)，其最大寬度小于或等于葉輪出口凈寬，并可隨進(jìn)料縫圓環(huán)直徑增大作相應(yīng)縮小。
本發(fā)明方法及其裝置經(jīng)試驗(yàn)取得如下對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果(其中，現(xiàn)通用泵簡(jiǎn)稱原泵、雙離心輸送流體泵簡(jiǎn)稱革泵)1、對(duì)比條件兩種泵進(jìn)出水口徑都是φ38mm，除更換兩個(gè)方案不同的泵殼而外，其他條件完全相同，單位時(shí)間電耗一樣，而革泵在同一時(shí)間內(nèi)較原泵泵水量提高百分率(%)，亦即節(jié)電提高百分率(%)。
2、對(duì)比結(jié)果進(jìn)出水管彎頭不同兩項(xiàng)共9次對(duì)比結(jié)果如下項(xiàng)目 沖壓彎頭接管4次平均 牙接彎頭接管5次平均革泵泵水量(kg/分) 262 203.6M/小時(shí) 15.72 12.22原泵泵水量(kg/分) 232.5 172M/小時(shí) 13.95 10.33對(duì)比結(jié)果+% +12.68% +18.20%由此可見(jiàn)，本發(fā)明由于采用了上述方法及裝置，經(jīng)過(guò)兩種對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果雖因受現(xiàn)實(shí)條件的嚴(yán)重制約，有多項(xiàng)上述要點(diǎn)，未能按設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的情況下，仍然得出提高效率和節(jié)電較為顯著的結(jié)果。革泵較原泵提高效率和節(jié)電都達(dá)10%以上，因而基本實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
附圖及說(shuō)明圖1為現(xiàn)有離心泵簡(jiǎn)圖側(cè)視示意圖;
圖2為現(xiàn)有離心泵簡(jiǎn)圖正視示意圖;
圖3為雙離心輸送流體方法及其裝置簡(jiǎn)圖側(cè)視示意圖;
圖4為雙離心輸送流體方法及其裝置簡(jiǎn)圖正視示意圖。
圖中各標(biāo)號(hào)分別為1-葉輪;2-葉片;3-現(xiàn)用泵泵殼;4-泵軸;5-填料箱;6-底閥;7-壓水管;8-導(dǎo)流槽;9-圓環(huán)錐形圓管;10-進(jìn)料縫;11-三岔型導(dǎo)向會(huì)合管;12-隔斷片;13-輸出管。
以下是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式實(shí)施原則為它包括按常規(guī)方法所采用的葉輪(1)，葉片(2)和轉(zhuǎn)軸(4)填料箱(5)等輸送法，其特征在于用圓周開(kāi)口型導(dǎo)流槽(8)取代原來(lái)封閉死葉輪的泵殼(3)。
設(shè)圓環(huán)形圓管或輸出方直徑大相對(duì)方直徑小的圓環(huán)形錐形圓管(9)管徑與處理量相適應(yīng)，圓管一側(cè)整個(gè)圓周開(kāi)一進(jìn)料縫(10)縫寬與葉輪出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)，最寬兩者相同，隨進(jìn)料縫圓環(huán)直徑增大作相應(yīng)縮小，導(dǎo)流槽兩邊端點(diǎn)與進(jìn)料縫兩邊緊密相聯(lián)，并保證葉輪甩出高速流體，給入圓管內(nèi)，而使之形成高速旋流，成為旋流離心管，產(chǎn)生較強(qiáng)離心力，從而形成第二次離心力(雙離心力)。顯著增加圓管內(nèi)流體壓力，增壓輸送流體。
為保證上項(xiàng)圓環(huán)形錐圓管形成高速旋流，進(jìn)料縫(10)和導(dǎo)流槽(8)兩邊聯(lián)接安裝的要點(diǎn)是。第一不能由管的中心給入，第二呈切線給入為最佳，但只要在管內(nèi)形成旋流，產(chǎn)生第二次離心力都屬本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍。
圓環(huán)錐形圓管(9)由葉輪圓周向輸出方匯合時(shí)，設(shè)一三岔導(dǎo)向會(huì)合輸出管(11)，使兩方匯合的流體引導(dǎo)到方向一致向輸出方才會(huì)合，把流體會(huì)合時(shí)相互抵觸和干擾變?yōu)榉较蛞恢孪嗷ネ苿?dòng)促進(jìn)有利于提高輸出壓力。
在相對(duì)于輸出管(13)另一端的圓管中間設(shè)一隔斷片(12)，隔斷兩邊流體的相互碰撞和干擾保證管內(nèi)流體壓力穩(wěn)定。
具體方法及其裝置為1、在試驗(yàn)階段已經(jīng)多次證實(shí)有效的方式和做法，用本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)的特征及附圖3、圖4雙離心輸送流體方法及裝置的形式，針對(duì)所要改造原有離心泵的規(guī)格，確定雙離心輸送流體泵相對(duì)應(yīng)的規(guī)格，再根據(jù)所要改造泵泵殼的安裝聯(lián)結(jié)的要求，做好雙離心輸送流體泵的新型泵殼，換掉舊泵殼即可實(shí)現(xiàn)采用雙離心輸送流體泵在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的要求。
2、在制作雙離心輸送流體方法的新泵殼時(shí)，可采取將權(quán)利要求書(shū)的特征及附圖3、圖4形式與原泵體聯(lián)為一體，用鑄件一次成型的辦法有效解決。
3、我們現(xiàn)正在按上述做法實(shí)施改造一臺(tái)30KW單吸泵及一臺(tái)185KW雙吸泵的工作，已進(jìn)入到根據(jù)將新特征與原泵體聯(lián)為一體設(shè)計(jì)圖紙制作模型階段，模型完成，澆鑄出鑄件經(jīng)機(jī)加工后，即可更換事前已確定的舊泵殼而實(shí)現(xiàn)新型雙離心輸送流體在工業(yè)生產(chǎn)上投產(chǎn)。實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)要求后，即加速改造現(xiàn)有離心泵的工作。
4、離心風(fēng)機(jī)的改造實(shí)施，在離心泵實(shí)施肯定之后，即照上述步驟及方式進(jìn)行。
本實(shí)施例實(shí)施的方法、設(shè)計(jì)原則及裝置所取得的效果，基本上與本發(fā)明所欲達(dá)到的效果相吻合。
權(quán)利要求
1.一種雙離心輸送流體方法，它包括采用葉輪(1)，葉片(2)和轉(zhuǎn)軸(4)填料箱(5)等常規(guī)部件的輸送法，其特征在于(a)用圓周開(kāi)口型導(dǎo)流槽(8)取代原來(lái)封閉死葉輪的泵殼(3)，消除葉輪甩出的高速流體正面受阻現(xiàn)象，而保持原有的高速，(b)圍繞導(dǎo)流槽(8)，設(shè)圓環(huán)形錐形圓管(9)，該圓管對(duì)導(dǎo)流槽一側(cè)圓周開(kāi)一進(jìn)料縫(10)與導(dǎo)流槽兩邊密封聯(lián)結(jié)，并保證流體切線給入圓管內(nèi)，而使之形成高速旋流，同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)離心力，從而形成雙離心力，顯著增加管內(nèi)流體壓力，增壓輸送流體，(c)進(jìn)料縫(10)和導(dǎo)流槽兩邊聯(lián)接安裝的要求是導(dǎo)流槽排出的流體不能由圓管中心給入，且以同圓管呈切線給入為最佳，以保證給入圓管流體形成高速旋流。
2.一種雙離心輸送流體裝置，它包括接常規(guī)方法采用的葉輪(1)、葉片(2)、轉(zhuǎn)軸(4)、填料箱(5)和底閥(6)等按常規(guī)方法連接的部件，其特征在于(a)取代原來(lái)封閉死葉輪的泵殼(3)的圓周開(kāi)口型導(dǎo)流槽(8)導(dǎo)流槽兩邊端點(diǎn)與進(jìn)料縫兩邊緊密相聯(lián)，(b)在上述導(dǎo)流槽(8)外緣設(shè)圓環(huán)形錐形圓管或輸出方直徑大相對(duì)方直徑小的圓環(huán)形錐形圓管(9)，該圓管(9)的管徑與處理量相適應(yīng)，該圓管(9)一側(cè)沿整個(gè)圓周開(kāi)一縫寬與葉輪出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)的進(jìn)料縫(10)。(c)在上述圓環(huán)形錐形圓管(9)向輸出方匯合處設(shè)置一個(gè)三岔形導(dǎo)向匯合輸出管(11)，(d)在沿著上述三岔形導(dǎo)向匯合輸出管(11)的輸出接口(13)的圓管軸心指向葉輪(1)的方向與上述圓環(huán)錐形管(9)的交接處設(shè)置一隔斷片(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述雙離心輸送流體裝置，其特征在于上述圓管(9)一側(cè)沿整個(gè)圓周開(kāi)一縫寬與葉輪出口內(nèi)凈寬相適應(yīng)的進(jìn)料縫(10)，其最大寬度小于或等于葉輪出口凈寬，并可隨進(jìn)料縫圓環(huán)直徑增大作相應(yīng)縮小。
全文摘要
一種雙離心輸送流體方法及其裝置，現(xiàn)有離心泵存在著緊湊的泵殼(3)直接正面對(duì)抗葉輪(1)甩出的高速流體，使之強(qiáng)烈受阻而降壓減速的突出矛盾，本發(fā)明把封閉死葉輪的泵殼，改革為正對(duì)葉輪開(kāi)放的導(dǎo)流槽(8)，設(shè)一圍繞導(dǎo)流槽的圓環(huán)錐形圓管(9)，開(kāi)一進(jìn)料縫(10)與導(dǎo)流槽聯(lián)結(jié)，葉輪甩出的高速流體，切線進(jìn)入圓管，形成高速旋流而產(chǎn)生離心力，成為雙離心輸送流體有效增壓輸送這一方法，并易于通過(guò)改造現(xiàn)有設(shè)備而較快實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
文檔編號(hào)F04D17/08GK1084257SQ9211078
公開(kāi)日1994年3月23日 申請(qǐng)日期1992年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月14日
發(fā)明者李季, 李克源 申請(qǐng)人:李季