离心泵、方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮

摘要

本发明涉及离心泵叶片压力测量领域，公开了一种方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮和离心泵。叶轮包括隔板、端盖和多个叶片；多个叶片夹设在隔板与端盖之间，且多个叶片与隔板为一体结构，端盖与叶片可拆卸连接；相邻的叶片形成流道，形成流道的两个叶片的相对面上均设有用于放置传感器的凹槽及用于放置引线的线槽；隔板上设有与线槽连通的穿线孔。本发明提供的叶轮及应用该叶轮的离心泵，在实现了测量叶片表面压力脉动的同时，还解决了传感器和引线的布线问题，将传感器和引线对流场的影响降低到了最小，保证了脉动压力的测量精度。

说明书

技术领域

本发明涉及离心泵叶片压力测量领域，特别是涉及离心泵和一种方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮。

背景技术

离心泵在运行过程中往往会伴随着压力脉动产生，而叶片出口附近的压力脉动的频率成分较为复杂，且脉动幅值大，是影响叶轮稳定运行的重要因素之一。因此，在泵的测试阶段对叶轮压力脉动进行稳定性分析是非常重要的。

现有技术中，只能在高比转速大口径的单吸离心泵和大型水轮机上才能实现叶片上的压力脉动的测量。对于双吸离心泵，由于其叶片流道相对窄小，叶片结构弯曲、复杂，不能很好地在叶轮上布置测点及信号传输路线，使得对双吸离心泵叶片上的压力脉动测量非常困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮，以及应用该叶轮的离心泵，以克服现有技术不能方便地测量离心泵叶片上的压力脉动的缺陷。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮，包括隔板、端盖和多个叶片；多个所述叶片夹设在所述隔板与所述端盖之间，且多个所述叶片与所述隔板为一体结构，所述端盖与所述叶片可拆卸连接；相邻的所述叶片形成流道，形成所述流道的两个所述叶片的相对面上均设有用于放置传感器的凹槽及用于放置引线的线槽；所述隔板上设有与所述线槽连通的穿线孔。

其中，所述凹槽和所述线槽中还设有限位件。

其中，所述端盖与所述叶片通过铆钉连接。

其中，单个所述流道上的凹槽为8个。

本发明还提供一种离心泵，包括第一叶轮和第二叶轮，所述第一叶轮为上述方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮；

所述第二叶轮包括第二隔板、第二端盖和连接在所述第二隔板与第二端盖之间的多个叶片，所述第二叶轮为一体结构。

其中，还包括第一泵轴，所述第一叶轮和所述第二叶轮均套设在所述第一泵轴上，所述第一叶轮的隔板与所述第二隔板相对；所述泵轴上设有轴孔，所述泵轴的侧壁上设有与所述轴孔连通的径向孔。

本发明还提供另外一种离心泵，包括上述方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮。

其中，还包括第二泵轴，所述叶轮套设在所述第二泵轴上，所述第二泵轴上设有轴孔，所述第二泵轴的侧壁上设有与所述轴孔连通的径向孔。

(三)有益效果

本发明提供的方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮以及应用该叶轮的离心泵，通过将闭式叶轮生产为分体式结构，并在叶片上开设放置传感器的凹槽和放置引线的线槽，埋置传感器并同时保证了叶片的型线不发生变化。在实现了测量叶片表面压力脉动的同时，还解决了传感器和引线的布线问题，将传感器和引线对流场的影响降低到了最小。隔板上设置与线槽连通的穿线孔，能将传感器引线从叶轮叶片位置引至泵轴，引线从泵轴中心穿过，既防止了传感器和引线在叶轮旋转过程中脱离叶轮，又规整了线路，减小了对流体的干扰。

附图说明

图1为本发明实施例中离心泵叶轮的结构示意图；

图2为本发明实施例中离心泵装配后的结构示意图；

图3为本发明实施例中叶轮叶片的结构示意图；

图4为本发明实施例中泵轴的结构示意图；

图5为本发明实施例中离心泵装配后的剖视图；

图中，1、第一端盖；2、叶片板；3、第二叶轮；4、键；5、铆钉；6、泵轴；201、第一隔板；202、有槽叶片；203、凹槽；204、线槽；205、穿线孔；301、第二隔板；302、无槽叶片；303、第二端盖；601、径向盲孔；602、轴孔；603、径向通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

图1为本发明实施例中离心泵叶轮的结构示意图；图2为本发明实施例中离心泵装配后的结构示意图；图2为本发明实施例中叶轮叶片的结构示意图；图4为本发明实施例中泵轴的结构示意图；图5为本发明实施例中离心泵装配后的剖视图。

如图1至图3所示，本发明实施例中提供的方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮只指图1和图2中的右半部位，整体结构在后面的实施例中会有说明，本实施例中的结构与图1和图2中的部分结构相同，所以采用同一个图进行描述。本实施例提供的叶轮包括第一隔板201、第一端盖1和多个叶片。叶片呈流线形设计，如图1中叶片板2的结构，多个叶片绕隔板中心位置旋转固定布置在隔板上，叶片与隔板为一体结构，通过整铸等方式加工。隔板中心位置向下凹陷形成一个具有弧形面的孔，通过这个孔可将叶轮套设在轮轴上，叶轮与轴通过键4固定，安装后的叶轮结构如图2中所示。叶片夹在隔板与端盖1之间，端盖1与叶片可拆卸连接，例如端盖1与叶片通过铆钉5铆接。端盖1与叶片贴合的位置处均匀设置一些铆接用的孔，叶片顶面上相应位置设置一些铆接用的孔，将叶片上的孔与端盖1上的孔对准后打入铆钉5，实现二者的相对固定。相邻的叶片与第一端盖1、隔板一起形成流道，形成的流道的那两个叶片的相对面上均设有用于放置传感器的凹槽203，以及用于放置引线的线槽204，带有凹槽203和线槽204的有槽叶片202的结构如图3中所示。实验表明放置8个传感器，流道一侧各4个，且均匀布置，既能较全面地测量出叶片表面的脉动压力，同时不至于添加过多的引线和传感器，保证测量准确的前提下，还节省了成本。隔板上设有与线槽204连通的穿线孔205，穿线孔205的位置如图5所示。需要放置传感器时，先将第一端盖1取下，在凹槽203中置入传感器，与传感器连接的线放置在线槽204中，随线槽204的走向一直延伸至隔板上的穿线孔205中，然后从穿线孔205中穿出，这样在测量过程中，传感器和引线相当于内嵌在叶轮中，不会因传感器和导线的缘故影响流体流场，进而避免对测量结果的影响。

其中，在凹槽203和线槽204的位置还设置有限位件，用于固定传感器和引线。例如限位件可以是橡胶制品，放入传感器和引线后，用橡胶制品将空隙现充平整，使得叶片表面更光滑，进而不影响叶片的流线型表面。或者，限位件可以是可塑形的填充材料，例如填充后能与叶片紧密结合的胶棒等。通过设置限位件，保证了叶片的流线型表面不变形，同时还防止了在旋转过程中传感器和引线的脱离。

本发明提供的方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮以及应用该叶轮的离心泵，通过将闭式叶轮生产为分体式结构，并在叶片上开设放置传感器的凹槽203和放置引线的线槽204，埋置传感器并同时保证了叶片的型线不发生变化。在实现了测量叶片表面压力脉动的同时，还解决了传感器和引线的布线问题，将传感器和引线对流场的影响降低到了最小。隔板上设置与线槽204连通的穿线孔205，能将传感器引线从叶轮叶片位置引至泵轴6，引线从泵轴6中心穿过，既防止了传感器和引线在叶轮旋转过程中脱离叶轮，又规整了线路，减小了对流体的干扰。

通过在该叶轮叶片上安装压力传感器，能方便地测出叶片表面上的脉动压力。能方便测量叶片脉动压力的叶轮可以应用在单吸离心泵上，也可应用在双吸离心泵上。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，为了描述的简要，在本实施例的描述过程中，不再描述与实施例1相同的技术特征，仅说明本实施例与实施例1不同之处：

本实施例中提供的离心泵，应用了实施例1中所述的能方便测量叶片脉动压力的叶轮。

本实施例提供的离心泵为一种双吸离心泵，包括实施例1中记载的叶轮，即图1中所示的右半部分叶轮，称为第一叶轮，还包括如图1中所示的左半部分叶轮，称为第二叶轮3。第二叶轮3的结构与第一叶轮结构基本相似，只是第二叶轮3通过整体铸造加工，即叶片与端盖1是一体式加工。第二叶轮3包括第二隔板301、第二端盖303和连接在第二隔板301与第二端盖303之间的多个无槽叶片302，无槽叶片个数与第一叶轮中叶片总个数相同。第一叶轮中也有无槽叶片，只是与端盖是分体加工的。另外还包括第一泵轴6，第一叶轮和第二叶轮3均套设在第一泵轴6上，如图2中所示。泵轴6结构如图4中所示，泵轴6上设有轴孔602，泵轴6的侧壁上设有与轴孔602连通的径向孔，包括径向盲孔601和径向通孔603。径向盲孔601与轴孔602连通，通过将引线引入轴孔602中，使得引线能通过轴孔602从泵中引出。在泵轴6的末端还连接有无线应变采集节点设备，无线应变采集节点设备通过磁吸座等方式固定在泵轴6上，与泵轴6一起旋转，无线应变采集节点设备通过泵轴6上的径向通孔603与传感器的引线连接。安装过程中，第二隔板301与第一叶轮中的隔板紧靠在一起，由于隔板中部内凹，因此两个紧靠在一起的隔板中间会形成一个空腔，正好用来将传感器上的引线通过这个空腔引出至轴孔602位置处，如图5中所示。

另外，本发明实施例中的传感器安装方式还可应用在其他旋转的、结构紧凑复杂的运动体中。

实施例3：

本发明实施例还提供一种离心泵，包括上述方便测量离心泵叶片压力脉动的叶轮。该离心泵可以为双吸泵，采用两个相同的上述叶轮，叶轮的两个隔板相对安装，也可以只采用一个上述叶轮，如制成单吸的离心泵。

其中，还包括第二泵轴6，叶轮套设在第二泵轴6上，第二泵轴6上设有轴孔602，第二泵轴6的侧壁上设有与所述轴孔602连通的径向孔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。