[发明专利]一种加速自吸的多级离心泵

说明书

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，涉及一种离心泵，特别涉及一种加速自吸的多级离心泵。

背景技术

泵是一种量大面广、能量消耗巨大的通用机械，凡是有液体流动的地方几乎都有泵在工作。在所有泵类产品中，小型多级离心泵具有结构简单、使用维修方便、流量大、扬程高、能效优等优点，在城市输水、工业、采矿等多个行业应用广泛。相对于喷射泵、旋涡泵等主流小型陆上泵，小型多级离心泵，特别是不锈钢制的多级离心泵，因其能效具有明显优势，抗汽蚀能力也很强，加上多级离心泵本身的工作噪音也相对较低，所以若结合流动机理与水力优化设计出一款能够实现快速自吸的多级离心泵，则这样的新型多级离心泵将具有巨大的市场潜力。

近来有些国际泵业巨头和国内泵商都积极开发小型自吸式不锈钢多级离心泵，如格兰富、力坚泵业等。与单级的自吸式离心泵（也称管道泵）类似，近来由力坚泵业自主开发和制造，并已发明公开的的自吸式多级离心泵，也是通过提供一个气液混合的入口腔体，使得自吸阶段，泵腔内预灌的水在经过叶轮增压加速获得能量后，经过回流孔返回入口腔体，最终由回流流体带动气液界面的波动、进而融合气体进入进口腔体内的流体，实现气液混合；所形成的气液两相流体在叶轮入口的吸引下进入叶轮、导叶进行加速、增压，最后排入开有出口的泵壳腔体，由于气泡的浮力来实现气液分离；泵壳腔体内的水在叶轮入口与泵壳腔体之间存在的压差的驱动下，经由回流孔涌入进口腔体。当自吸阶段结束，回流孔阀芯在泵壳腔体剧增的水压作用下，被挤向回流孔，从而关闭回流孔。

尽管如此，这种类似于传统自吸式离心泵的自吸能力比较有限，一般吸程不会超过8m，甚至于有些厂家的吸程只有4-5m，自吸的稳定性和速度也存在较大缺陷，一般自吸8m的时间在6分钟以上，自吸7m的时间也在5分钟左右。因此如何在保证小型多级离心泵的吸程和自吸的稳定性，实现自吸速度的大幅提升是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对目前自吸式多级离心泵自吸速度过慢、自吸稳定性差的不足，提供了一种加速自吸的多级离心泵。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种加速自吸的多级离心泵，包括电机以及与电机相连接的泵壳，所述的泵壳上设置有多级离心泵入口与多级离心泵出口，且泵壳内部具有连接入口与出口的泵壳腔体，所述的泵壳腔体内设置有离心导叶外壳，其特征在于，所述的泵壳腔体内设置有与多级离心泵入口相连通的多级离心泵入口腔体，所述的多级离心泵入口腔体的前端设置有挡水板，其后端具有与离心导叶外壳相对应的叶轮入口，所述的叶轮入口与挡水板之间开设有回流孔，所述的回流孔底端设置有止回阀芯，所述的止回阀芯上具有抵靠于回流孔边沿处的弹簧，所述的离心导叶外壳上设置有用于加速泵壳腔体内气液分离，同时增强泵腔内流动均匀性的环形分离网及环形网架，所述的分离网与环形网架紧贴在一起安装于离心泵出口与回流孔之间，靠近离心泵出口，所述的分离网底端开有扇口。

本加速自吸的多级离心泵的技术效果为：自吸阶段，入口腔体内的气液两相流体经过多级叶轮与导叶的增压、提速与导流以后喷射进入泵壳腔体，由于泵壳腔体内此时预灌的流体往往在叶轮高速旋转的作用下难以灌满整个泵壳腔体，加上对气液两相流体进行最后做功的最后一级叶轮和导叶的作用，流入泵壳腔体的气液两相流体是沿类似于螺旋轨迹的运动流向泵入口方向；这个流动特性直接造成处于入口腔体底端的回流孔附近的流动极不稳定，并且不可避免地有气泡随回流流体进入入口腔体，从而大大影响多级离心泵自吸的稳定性，延长了自吸时间，吸程也会因此受到影响。本发明利用环形分离网有效将泵壳腔体内的气泡集中阻隔在分离网与最后一级离心叶轮出口之间，大大降低回流至回流孔流体的含气率，增强回流流体的动量，以加快入口腔体内的气液混合；同时对泵壳腔体内强非定常不稳定的流动进行充分整流，使泵壳腔体内的有能高速流体在经过环形分离网后流动均匀性显著增强，流体速度减弱，压力提升，即流体的动能转化成压力势能，提升入口腔体与叶轮入口之间的压差，同样有利于减小回流流体的动量损失，加速入口腔体内的气液混合，最终提高自吸速度。分离网底端的扇环形口可以进一步降低穿过分离网经回流孔进入入口腔体这部分回流流体的流动阻力，增强回流流动循环的流畅性，由此缩短自吸时间。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的环形分离网布满多级离心泵导叶外壳与泵壳之间的圆环形空间。

在上述的一种加速自吸的多级离心泵中，所述的环形分离网安装于泵出口与回流孔之间，距离泵出口为0.01D-3.0D，D为多级离心泵出口直径。