[发明专利]一种抑制汽蚀的离心泵及其工作方法

说明书

本发明公开了一种抑制汽蚀的离心泵及其工作方法。汽蚀是一种普遍存在的现象。本发明中吸入导套的内、外套内壁均设有阶梯孔；内套外壁设有轴向槽道；混合腔连通活塞腔和吸入导套；活塞腔内腔连通水箱；叶轮启动前，活塞腔内腔注液；叶轮启动后，活塞腔内腔的流体经混合腔进入吸入导套；大流量时，大部分流体经吸入导套的内套流入叶轮入口，另一部分液体沿内、外套的径向间隙和轴向槽道流入叶轮入口与主流汇合；叶片背面的压力传感器检测到压力低于预设值时，高压流体流入喷嘴中，再由喷头喷入混合腔与主流混合；小流量时，叶轮入口处的回流沿着外套与内套的径向间隙和轴向槽道流回混合腔，和主流混合。本发明提高了叶轮抗汽蚀的能力。

技术领域

本发明属于离心泵技术领域，具体涉及一种抑制汽蚀的离心泵及其工作方法。

背景技术

泵是用来增加液体压力的机器，液体从叶轮进口到出口，压力逐渐增加。但是，由于叶片进口绕流的影响，泵的最低压力点通常发生在叶片背面进口稍后处。因为此处的进口和其他处相比半径大，因而圆周速度大，由速度三角形可知，相对速度变大，进口压力损失和绕流引起的压力降就相应变大，此处压力如果等于汽化压力，则泵发生汽蚀。

在离心泵中，汽蚀是一种普遍存在的现象，尤其是在小流量工况下更容易发生由进口回流引起的汽蚀。当叶轮在轴的带动下旋转时，叶轮进口处旋转的流体质点在离心力的作用下沿径向朝外运动，到外缘受到前盖板的阻碍，边缘处流体压力迅速升高迫使流体流回到进水管内，这些流体将随着主流再次进入叶轮，这样形成了回流。回流和主流混合后，由于其具有和叶轮旋转方向一样的周向旋转速度，会将一部分能量传递给主流，使得主流产生预旋，并在旋转中心产生低压区，加速汽蚀的产生。

泵在开动前应该先灌满水，如果不灌满水，叶轮只能带动空气旋转，因空气的单位体积的质量很小，产生的离心力甚小，无法把泵内和排水管路中的空气排出，不能在泵内造成一定真空，水则无法被吸上去。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种抑制汽蚀的离心泵及其工作方法，在小流量工况下，尽可能减弱进口回流以及提高叶轮最低压力，在一定程度上提高离心泵抗汽蚀的能力，并且减少人为工作量。

本发明采用的技术方案是：

本发明一种抑制汽蚀的离心泵，包括吸入导套、高压反馈管道、喷嘴、感应活塞系统、混合腔、叶轮、泵轴、泵壳和前盖板；吸入导套设置在叶轮入口处；所述的吸入导套包括固定在一起的内套和外套；内套与外套之间设有径向间隙；外套端面与前盖板通过螺钉连接；所述内套的内壁为第一阶梯孔，外套内壁为第二阶梯孔；沿叶轮入口至叶轮出口方向，第一阶梯孔和第二阶梯孔的孔径均逐渐减小，且第一阶梯孔和第二阶梯孔的阶数和每阶的长度均相等；内套出口处的孔段孔径与叶轮入口直径相等；内套的每个孔段外壁均开设有沿周向均布的多个轴向槽道，且各孔段上的轴向槽道在周向的位置一一对应；所述的混合腔设置在吸入导套入口处；所述的感应活塞系统包括行程开关、活塞、活塞腔、流量控制阀和过滤网；所述的活塞腔设置在混合腔入口处，混合腔连通活塞腔和吸入导套；混合腔的内径大于吸入导套最大外径处的外径；所述的活塞与活塞腔构成滑动副，并将活塞腔分成内、外腔；活塞的动力由直动电机输入；内腔通过输液管道连通水箱，输液管道上设有流量控制阀和过滤网；内腔出口处设置单向阀；所述的外腔设有行程开关；叶轮的其中一片叶片背面靠近前盖板处设有压力传感器；前盖板在靠近叶轮出口位置处设有高压反馈管道，高压反馈管道的出口设有喷嘴，喷嘴设置在混合腔内；喷嘴上设有多个喷头；高压反馈管道上设有调节阀；行程开关的信号输出给控制器，直动电机由控制器控制；控制器根据压力传感器传来的压力信号控制调节阀的开度。

每个喷头均设有开关阀门，控制器根据压力传感器传来的压力信号控制开关阀门打开的数量。

所述的内套和外套通过沿周向均布的四块连接板固定。

所述第一阶梯孔和第二阶梯孔的孔段过渡处均倒角，且倒角均为30～40°。

所述的前盖板在叶轮入口处设置密封圈。