一种可逆式对旋轴流泵的制作方法

1.本发明属于流体机械技术领域，具体涉及一种可逆式对旋轴流泵。


背景技术：

2.轴流泵是利用旋转叶轮的翼型叶片在流体中旋转所产生的升力使流体获得能量用于高流量、低扬程场合，其特点是构造简单、使用便利，实际中应用广泛。但是在一些轴流泵的应用场合，会出现高扬程和可逆运转的需求，此时传统的轴流泵难以满足要求。虽然，目前已经具有对转叶轮的设计以提高其整体扬程，但关于能够可逆运行的高扬程轴流泵的设计仍未有报道，其相关设计理论也不清楚。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种可逆式对旋轴流泵，解决了现有轴流泵难以满足高扬程和可逆运转要求的问题。
4.本发明所采用的技术方案是：一种可逆式对旋轴流泵，包括位于同一直线上且依次排列的前置导叶、前置叶轮、后置叶轮和后置导叶，前置导叶和前置叶轮与后置叶轮和后置导叶镜像对称，前置叶轮和后置叶轮的转速相同且转向相反。
5.本发明的特点还在于，
6.前置叶轮和后置叶轮的翼型均为对称翼型且关于翼型中心对称。
7.前置叶轮和后置叶轮的翼型均为s型。
8.前置叶轮和后置叶轮的间距为前置叶轮或后置叶轮外径的30％～100％。
9.前置叶轮的周向设置有前置轮缘电机，后置叶轮的周向设置有后置轮缘电机。前置叶轮和后置叶轮均由独立的电机驱动，可以采用轮缘电机，也可以采用放置在轮毂内的电机驱动。
10.前置导叶和后置导叶的叶片翼型均为直导叶。
11.前置导叶和后置导叶的叶片均为两个以上。
12.前置导叶远离前置叶轮的一端同轴连接有前置导流锥，后置导叶远离后置叶轮的一端同轴连接有后置导流锥。
13.本发明的有益效果是：本发明一种可逆式对旋轴流泵，具有两个转向相反且完全对称的叶轮，当流体从前置叶轮流出时，后置叶轮回收前置叶轮出口的部分动能，同时给流体进行二次做功，提高水泵的整体扬程，增大了水泵的高效运行范围。在逆向运行时，水泵也具有相同的运行能力。本发明可以实现双向运行，并可以减小泵体的尺寸和重量，结构紧凑，占用空间小。
附图说明
14.图1是本发明一种可逆式对旋轴流泵的结构示意图；
15.图2是本发明一种可逆式对旋轴流泵的三位模型结构示意图；
16.图3是本发明一种可逆式对旋轴流泵中前置叶轮和后置叶轮的结构示意图。
17.图中，1.前置导流锥，2.前置导叶，3.前置叶轮，4.后置叶轮，5.后置导叶，6.后置导流锥，7.前置轮缘电机，8.后置轮缘电机。
具体实施方式
18.下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
19.本发明提供了一种可逆式对旋轴流泵，如图1和图2所示，包括位于同一直线上且依次排列的前置导流锥1、前置导叶2、前置叶轮3、后置叶轮4、后置导叶5和后置导流锥6，前置导叶2和前置叶轮3与后置叶轮4和后置导叶5镜像对称，前置叶轮3和后置叶轮4的间距为前置叶轮3或后置叶轮4外径的30％～100％，前置叶轮3的周向设置有前置轮缘电机7，后置叶轮4的周向设置有后置轮缘电机8，也可以将电机可以内置于轮毂内进行驱动，前置叶轮3和后置叶轮4的转速相同且转向相反，这样后置叶轮4可以回收前置叶轮3出口的部分动能，同时给流体进行二次做功，从而提高水泵整体的扬程，满足运行要求。本发明可以满足可逆高扬程轴流泵的要求，并能有效缩小泵体尺寸，简化输送系统复杂度和管路数量，降低重量和安装空间要求。
20.如图3所示，前置叶轮3和后置叶轮4的翼型均为对称翼型且关于翼型中心对称，优选为s翼型，采用该类型的设计是为了保证可逆运转的要求，保证在双向运转时，泵的运行性能基本保持一致。前置导叶2和后置导叶5的叶片翼型均为直导叶且均设置两个以上，主要起到支撑和双向导流的作用。
21.工作时，正向运行时，流体从左向右流动，前置导叶2将流体均匀到导入前置叶轮3，前置叶轮3逆时针旋转对流体做功，后置叶轮4顺时针旋转回收前置叶轮3出口的部分能量，并对流体二次做功，提高水泵的整体扬程。后置导叶5回收后置叶轮4出流流体的部分能量，提高整体效率；逆向运行时，流体从右向左流动，后置导叶5将流体均匀导入后置叶轮4，后置叶轮4逆时针旋转对流体做功，前置叶轮3顺时针旋转回收后置叶轮4出口的部分能量，并对流体二次做功，提高水泵的整体扬程。前置导叶2回收前置叶轮3出流流体的部分能量。由于叶轮采用s型翼型，导叶采用直导叶翼型，且前置导叶2、前置叶轮3与后置叶轮4、后置导叶5完全对称，这样保证了在逆向运行时，水泵也能保持与正向运行时同样的高效率。在高扬程、可逆的运行条件下也具有较好的水力性能。反向运行时，只需将正向运行时的出口变为进口，进口变为出口，同时将前置叶轮3与后置叶轮4的转向设置为相反的方向。
22.通过上述方式，本发明一种可逆式对旋轴流泵，增大了普通轴流泵的运行范围，有效提高了泵的总扬程，相同的设计条件下，其泵体尺寸更小，结构更加紧凑。在逆向运行时也具有其正向运行时的扬程和效率。可适用于大流量、高扬程、双向运行的场合。经模拟计算，正向运行时与反向运行时，扬程、效率、轴功率均相同，且具有较高的效率。


技术特征：
1.一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，包括位于同一直线上且依次排列的前置导叶(2)、前置叶轮(3)、后置叶轮(4)和后置导叶(5)，前置导叶(2)和前置叶轮(3)与后置叶轮(4)和后置导叶(5)镜像对称，前置叶轮(3)和后置叶轮(4)的转速相同且转向相反。2.如权利要求1所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(3)和后置叶轮(4)的翼型均为对称翼型且关于翼型中心对称。3.如权利要求1或2所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(3)和后置叶轮(4)的翼型均为s型。4.如权利要求1所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(3)和后置叶轮(4)的间距为前置叶轮(3)或后置叶轮(4)外径的30％～100％。5.如权利要求1所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(3)的周向设置有前置轮缘电机(7)，后置叶轮(4)的周向设置有后置轮缘电机(8)。6.如权利要求1所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置导叶(2)和后置导叶(5)的叶片翼型均为直导叶。7.如权利要求1或6所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置导叶(2)和后置导叶(5)的叶片均为两个以上。8.如权利要求1所述的一种可逆式对旋轴流泵，其特征在于，所述前置导叶(2)远离前置叶轮(3)的一端同轴连接有前置导流锥(1)，后置导叶(5)远离后置叶轮(4)的一端同轴连接有后置导流锥(6)。

技术总结
本发明公开的一种可逆式对旋轴流泵，包括位于同一直线上且依次排列的前置导叶、前置叶轮、后置叶轮和后置导叶，前置导叶和前置叶轮与后置叶轮和后置导叶镜像对称，前置叶轮和后置叶轮的转速相同且转向相反。本发明一种可逆式对旋轴流泵，具有两个转向相反且完全对称的叶轮，当流体从前置叶轮流出时，后置叶轮回收前置叶轮出口的部分动能，同时给流体进行二次做功，提高水泵的整体扬程，增大了水泵的高效运行范围。在逆向运行时，水泵也具有相同的运行能力。本发明可以实现双向运行，并可以减小泵体的尺寸和重量，结构紧凑，占用空间小。占用空间小。占用空间小。


技术研发人员：孙帅辉 朱国俊 郭鹏程 董勇 张祯
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2022/1/14