一种离心泵隔舌结构 |
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| 申请号 | CN202410123688.6 | 申请日 | 2024-01-30 | 公开(公告)号 | CN117722393A | 公开(公告)日 | 2024-03-19 |
| 申请人 | 扬州大学; | 发明人 | 宋希杰; 李剑; 金燕; 汤方平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 离心 泵 隔舌结构，包括由若干隔舌片铰接而成的壳体，以及位于该壳体内用于驱动隔舌片绕铰接处转动来改变壳体外形的控制结构，其外形能够自适应 离心泵 变化的 水 流进行变化，提高设备运行效率和 稳定性 。具体的，在大流量工况下，水流流速较大，水流撞击隔舌会加剧振动和噪音，隔舌的厚度自适应减小，能够降低隔舌对水流的影响，减小泵内的振动和噪声，使得隔舌的形状对水流的影响较小。在设计流量工况和小流量工况下，水流流速较低，隔舌形状对水流影响较大，恢复原始设计形状的隔舌能够提高离心泵的运行效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种离心泵隔舌结构，其特征在于，包括由若干隔舌片铰接而成的壳体，所述隔舌片绕铰接处转动来改变所述壳体的整体外形，在所述壳体内设有用于壳体支撑和壳体变形导向的控制结构。 |
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| 说明书全文 | 一种离心泵隔舌结构技术领域背景技术[0002] 离心泵作为一种叶片式泵，在石油、化工、提灌、冶金、煤矿等各个领域被广泛使用。如图1所示为离心泵叶轮室蜗壳1结构，蜗壳1内设有隔舌2，离心泵内叶轮通过转动驱动流体旋转流动，叶轮旋转时与静止的蜗壳隔舌2之间存在的动静干涉作用、进出口位置产生回流、汽蚀、各种形态的流动分离、叶轮出口的非均匀流动等，均是离心泵内部主要的水力激励源，且它们的激励特性各不相同。其中，叶轮与隔舌之间存在的动静干涉是离心泵振动的主要来源之一。 [0003] 现有的离心泵显现出一些缺点和不足：在大流量工况下，水流撞击隔舌会加剧振动和噪音；在设计流量工况和小流量工况下，表现为隔舌设计不佳而降低效率，导致能量损失；隔舌设计在调节水流方面存在限制，无法适应变化的水流需求。 发明内容[0007] 进一步的，所述控制结构包括固定在所述壳体内部的若干平行滑轨，所述滑轨方向与所述铰链垂直，每个所述滑轨上均连接有滑块，每块隔舌片的内侧分别通过支撑杆对应连接一个所述滑块。 [0008] 进一步的，位于隔舌前端的一对弧形隔舌片的首端通过竖向的第一圆柱铰链相互连接，弧形隔舌片的末端分别与相邻的矩形隔舌片的一侧边通过竖向的第二圆柱铰链铰接；同侧的两片矩形隔舌片之间分别通过竖向的第三圆柱铰链铰接；其中，中间的矩形隔舌片的长度是末端矩形隔舌片长度的两倍以上。 [0009] 进一步的，所述控制结构还包括分别对应连接各第二圆柱铰链和第三圆柱铰链的拉压弹性结构。 [0010] 进一步的，所述拉压弹性结构由刚性连杆以及弹簧构成，刚性连杆的一端与对应的圆柱铰链铰接，刚性连杆的另一端与弹簧一端固定连接，弹簧的另一端与壳体中央的固定结构固定连接；其中，连接第二圆柱铰链的拉压弹性结构中的弹簧为压缩弹簧，连接第三圆柱铰链的拉压弹性结构中的弹簧为拉伸弹簧。 [0011] 进一步的，所述支撑杆分别与所述隔舌片的内侧以及所述滑块刚性连接。 [0012] 进一步的，各滑轨对称分布在位于中所述固定结构的两侧面。 [0013] 有益效果：现有的离心泵隔舌为固定式，但离心泵会在不同的流量工况下运行，本发明的一种离心泵隔舌结构，其外形能够自适应离心泵变化的水流进行变化，由于隔舌在离心泵中受到水流的撞击较大，同时隔舌在离心泵中起到隔断水流的作用，合理的隔舌形状和厚度有助于减小振动和噪音，提高泵的运行效率和稳定性。具体的，在大流量工况下，水流流速较大，水流撞击隔舌会加剧振动和噪音，隔舌的主体厚度自适应减小，能够降低隔舌对水流的影响，减小泵内的振动和噪声，使得隔舌的形状对水流的影响较小。在设计流量工况和小流量工况下，水流流速较低，隔舌形状对水流影响较大，恢复原始设计形状的隔舌能够提高离心泵的运行效率。本发明结构中，隔舌形状和厚度的自适应调节能够使离心泵在不同工况条件下保持较高的效率和稳定性。附图说明 [0014] 图1为离心泵叶轮室蜗壳三维图；图2为本发明离心泵隔舌结构的立体结构示意图； 图3为本发明离心泵隔舌结构的俯视结构示意图； 图4为本发明离心泵隔舌结构的前端局部图； 图5为本发明离心泵隔舌结构中滑轨结构示意图； 图6为本发明离心泵隔舌结构中拉压弹性结构与铰链的连接结构示意图。 具体实施方式[0015] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。 [0016] 一种离心泵隔舌结构，其壳体由若干隔舌片铰接而成，隔舌片能够绕铰接处转动来改变壳体的整体外形，在壳体内设有用于壳体支撑和壳体变形导向的控制结构。 [0017] 具体的，如图2、图3所示，隔舌的壳体关于竖向中轴面对称，由位于前端的一对弧形隔舌片3以及位于后端的两对矩形隔舌片4构成。如图4所示，位于隔舌前端的一对弧形隔舌片3的首端通过竖向的第一圆柱铰链13相互连接，弧形隔舌片3的末端分别与相邻的矩形隔舌片4的一侧边通过竖向的第二圆柱铰链5铰接；同侧的两片矩形隔舌片4之间分别通过竖向的第三圆柱铰链6铰接。其中，中间的矩形隔舌片的长度是末端矩形隔舌片长度的两倍以上。 [0018] 控制结构包括位于壳体中央的固定结构7，在该固定结构7的两侧对称分布三对平行设置的水平滑轨8，即每侧的水平滑轨8数量与单侧的隔舌片数量一致。如图5所示，每个水平滑轨8上均连接有滑块9。如图3所示，每块隔舌片的内侧分别通过支撑杆10对应连接一个滑块9，各支撑杆10的两端分别与隔舌片以及滑块9刚性连接，同侧的三片隔舌片所连接的水平支撑杆10分别处于不同的水平高度。 [0019] 控制结构还包括分别对应连接各第二圆柱铰链5和第三圆柱铰链6的拉压弹性结构。本实施例中，如图6所示，拉压弹性结构由刚性连杆11以及弹簧12构成，刚性连杆11的一端与对应的圆柱铰链铰接，刚性连杆11的另一端与弹簧12一端固定连接，弹簧12的另一端与壳体中央的固定结构7固定连接。其中，连接第二圆柱铰链5的拉压弹性结构中的弹簧12为压缩弹簧，连接第三圆柱铰链6的拉压弹性结构中的弹簧12为拉伸弹簧。不受力情况下，隔舌壳体的两对矩形隔舌片4与隔舌的竖向中轴面保持平行，即矩形隔舌片4前后两侧边与中央固定结构7的距离一致。 [0020] 常见的隔舌机构与离心泵蜗壳是一个整体，本发明隔舌结构与离心泵蜗壳分为两个部分，隔舌结构的固定结构7的末端与离心泵蜗壳固定连接，末端的隔舌片一端与离心泵蜗壳铰接。离心泵工作时，主要受水流冲击的受力位置为隔舌前端的弧形隔舌片3，当离心泵在小流量工况时，弧形隔舌片3表面受到水流的冲击较小，弧形隔舌片末端受力较小，该点受力沿刚性连杆11的分量小于弹簧12的弹力，此时隔舌的整体外形基本保持不变。 [0021] 当离心泵在大流量工况运行时，弧形隔舌片受到水流的冲击较大，此时弧形隔舌片3绕第一圆柱铰链13向内收窄，弧形隔舌片3末端受力增大，且该点受力沿刚性连杆11的分量大于第二圆柱铰链5所对应弹簧12的弹力以及第三圆柱铰链6所对应弹簧12的弹力，从而使得第二圆柱铰链5整体向内位移，即弧形隔舌片3末端以及中央矩形隔舌片4的前侧同时向内收窄。同时由于各支撑杆10的两端分别与隔舌片以及滑块9刚性连接，中间矩形隔舌片4的连接第三圆柱铰链6的一侧克服弹簧12弹力向外侧发生位移，此时隔舌的整体外形变化为前段便变窄，后端变宽，由于中间的矩形隔舌片的长度是末端矩形隔舌片长度的两倍以上，使得隔舌主体的厚度处于减小状态。 [0022] 当水流流量减小时，弹簧12恢复原状，同时带动第二圆柱铰链5和第三圆柱铰链6恢复到原来位置，此时隔舌整体恢复原状。以上过程中，通过水平支撑杆10的与水平滑轨8的设置，使得各隔舌片只能绕铰链发生转动，使得第二圆柱铰链5和第三圆柱铰链6只能远离或靠近固定结构7。 [0023] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 |
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