一种抑制涡流的离心泵压水室及具有其的离心泵

摘要

本发明公开了一种抑制涡流的离心泵压水室及具有其的离心泵。该抑制涡流的离心泵压水室中，在压水室扩散段内壁上沿圆周方向均匀布置射流槽，射流槽长度方向平行于压水室扩散段的流线。射流槽结构利用压水室扩散段内的逆压梯度产生微射流，微射流与压水室扩散段内主流混合，减小扩散段内涡流强度，抑制扩散段内涡流发展，从而提高离心泵运行稳定性；同时，微射流对压水室扩散段内主流影响很小，对离心泵运行效率的影响也很小。本发明的抑制涡流的离心泵压水室结构简单，易加工和制造，适用于任何类型的离心泵。

说明书

技术领域

本发明涉及离心泵技术领域，具体涉及一种抑制涡流的离心泵压水室及具 有其的离心泵。

背景技术

20世纪90年代以前，关于离心泵的研究往往集中于能量特性。近年来， 随着离心泵机组向大型化发展，特别是机组的能量特性达到较优的水平后，离 心泵机组运行稳定性越来越受到重视。目前，投产运行的一些大型泵机组出现 了不同程度的噪音、振动等与水力不稳定性有关的现象，严重影响了机组的安 全运行。

模型试验和现场观测表明，离心泵机组的噪音、振动来自于过流部件中的 非定常涡流以及涡流引起的结构振动。离心泵压水室汇集从叶轮流出的流体， 将流体的一部分动能转换成压力能。压水室内部，由于逆压梯度和几何曲率的 存在，流体沿着曲线轨迹运动。在扩散段内，由于边界层的作用，流道内形成 二次流，这种流动结构向下游扩散，导致了压水室扩散段内流动表现复杂的涡 流，这种流动结构是不稳定的，非定常的。压水室扩散段中的非定常涡流是影 响泵机组检测及稳定运行的一个重要因素。

对压水室扩散段中涡流控制是较新兴的研究。本专利提出的射流槽结构是 抑制离心泵压水室扩散段涡流、提高泵机组运行稳定的有效途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种离心泵压水室，该压水室可抑制扩 散段内涡流的发展，提高离心泵运行的稳定性。

有鉴于此，本发明第一方面实施例的抑制涡流的离心泵压水室，在所述离 心泵压水室的扩散段内壁上沿圆周方向均匀布置射流槽，所述射流槽的长度方 向平行于所述扩散段的流线。

本发明实施例的抑制涡流的离心泵压水室的有益效果为：射流槽结构利用 压水室扩散段内的逆压梯度产生微射流，微射流与压水室扩散段内主流混合， 减小扩散段内涡流强度，抑制扩散段内涡流发展，从而提高离心泵运行稳定性； 同时，微射流对压水室扩散段内主流影响很小，对离心泵运行效率的影响也很 小。本发明实施例的抑制涡流的离心泵压水室结构简单，易加工和制造，适用 于任何类型的离心泵。

在本发明的一个实施例中，在垂直于所述扩散段轴线的横截面上，所述射 流槽形状为矩形。

在本发明的一个实施例中，以所述扩散段壁厚δ为参考，所述射流槽深度 的取值范围为以所述扩散段内壁周长C为参考，所述射流槽宽度的取 值范围为以所述扩散段流向长度L为参考，所述射流槽长度的取值 范围为其中θ表示所述扩散段的半扩散角。

在本发明的一个实施例中，所述射流槽数量的取值范围为9～12。

在本发明的一个实施例中，所述射流槽为在所述扩散段内壁挖槽形成。

有鉴于此，本发明第二方面实施例的抑制涡流的离心泵压水室，包括上述 的任一种抑制涡流的离心泵压水室。

本发明实施例的离心泵的有益效果为：结构简单，抑制涡流效果显著。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描 述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中 将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的抑制涡流的离心泵压水室的立体示意图；

图2是图1所示的抑制涡流的离心泵压水室的正视图；

图3是图1所示的抑制涡流的离心泵压水室的截面图；

图4是本发明实施例的抑制涡流的离心泵压水室中扩散段内涡流的工作原 理示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自 始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不 能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长 度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水 平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系 为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1和图2所示，射流槽结构为在压水室扩散段1内壁上沿圆周方向均 匀布置射流槽2，射流槽2的长度方向平行于压水室扩散段1的流线。在垂直 于压水室扩散段1的横截面上，射流槽2形状为矩形。需要说明的是，射流槽 2为在压水室扩散段1内壁挖槽形成。

可选地，如图3所示，以压水室扩散段1壁厚δ为参考，射流槽2深度的 取值范围为以压水室扩散段1内壁周长C为参考，射流槽2宽度的取 值范围为以压水室扩散段1沿流向长度L为参考，射流槽2长度的 取值范围为其中θ表示压水室扩散段1的半扩散角。由于射 流槽2数量过多则加工复杂，数量过少则抑制涡流效果不佳，因此射流槽2数 量的取值范围优选为9～12。

压水室扩散段射流槽结构抑制扩散段涡流的工作原理示意图如图4所示。 射流槽2利用压水室扩散段1内的逆压梯度产生微射流5，微射流5与压水室 扩散段内主流4混合，减小扩散段内涡流强度，抑制扩散段内涡流发展，从而 提高离心泵运行稳定性；同时，微射流5对压水室扩散段内主流4影响很小， 对离心泵运行效率的影响也很小。根据工作原理，可知射流槽2适用于任何类 型的离心泵。因此本发明实施例的抑制涡流的离心泵压水室结构简单，易加工 和制造，适用于任何类型的离心泵。

本发明还提出一种离心泵，该离心泵包括上述的任一种抑制涡流的离心泵 压水室。基于类似的结构，本发明实施例的离心泵的有益效果为：结构简单， 抑制涡流效果显著。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、 “具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特 征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明 书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描 述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中 以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例 是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本 发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修 改、替换和变型。