[发明专利]一种反铲式叶片微扬程泵装置

说明书

一种反铲式叶片微扬程泵装置，属于水利工程机械技术领域，结构上由底板、左槽板、右槽板、叶轮、电机、泵轴部件连接构成，结构新颖，将以往直板形式叶片改变为反铲式叶片，并改变轮毂比和叶片的安装方式，将原来的水流、风力等不稳定动力改为电机提供的稳定动力，使其可以在扬程0～2米稳定运行，装置叶片数和轮毂比均可根据实际工程变化进行调节，叶轮为滚筒形式，装置没有轮缘，水与空气可以直接接触，存在自由液面，运行时不会产生负压，也不会发生汽蚀，提高了极低扬程工况运行时的泵性能，既可实现低洼地区的排涝和低扬程的灌溉，又可作为活水器具以实现城市防污和治污，具有重要的学术意义和重大的经济效益。

技术领域

本发明属于水利工程机械技术领域，涉及一种扬程泵装置，具体的说是涉及一种反铲式叶片微扬程泵装置。

背景技术

水泵是一种转换、传送能量的机械。动力机驱动水泵运转，动力机的机械能通过水泵转换为水的动能和势能，也就是把动力机的能量传递给水，达到提水和增大水压力的目的。因而，水泵也是一种提水机械。水泵被广泛应用于农业灌溉和排水，用于农业生产和减灾防灾服务，也被广泛用于工业企业和城镇建设，为工业生产、城镇建设和防洪减灾以及水环境工程服务。一方面，水泵及水泵站为保障人民群众的生命财产安全和国家经济的稳定发展做出了重要贡献，另一方面，随着经济技术的发展和人民生活水平的提高，又对水泵及水泵站又有了新的和更高的要求。

由于低扬程泵装置的出水流道水力损失在水泵总扬程中所占的比例较大，是制约低扬程水泵装置效率进一步提高的关键因素。由于现有泵装置的进出水流道是封闭形式的，泵装置扬程越低，泵装置的效率也越低。竖井贯流泵装置为例，进出水流道均为封闭形式，水力损失较大。特别是当运行工况偏离设计工况时，导叶整流效果差，泵装置效率低，机组运行不稳定。以低扬程轴流泵为例，由于旋转叶轮的作用，叶片吸力面与压力面形成压力差，使液体沿轴线方向运动。叶轮转速快，叶片吸力面压力低，容易产生汽蚀现象，导致叶轮效率低，机组运行不稳定。并且，高速旋转的叶轮造成水流速度快，流线紊乱，必须经过导叶等部件整流，致使泵装置结构变得复杂。

近些年来，随着城市排涝任务的加重以及群众普遍对水环境问题的关心，对极低扬程泵站的需求变得越来越高。例如江苏省镇江市拟建的新孟河—界牌水利枢纽泵站，排水工况最低净扬程为0米；湖北省潜江市老新二泵站的运行工况最低扬程为0.36米。如果仅针对这两种运行工况来看，现有的泵型都难以满足要求。为了满足实际工程的应用，现阶段普遍采取两种方式：第一，选用较低扬程的轴流泵(泵的设计扬程在2～3米)，将叶片调节至较小安放角；第二，同样选用较低扬程的轴流泵，增大叶轮直径并降低泵转速。这两种方式虽然可以勉强运行，但都会产生一系列问题，采用第一种方式会使单位时间的流量减少，为满足流量要求就不得不增加泵运行时间，而且此时的泵运行工况严重偏离设计工况，效率低、机组不稳定，造成了严重的能源浪费；采用第二种方法则需要增加叶轮直径，相应的也必须增加进出水槽尺寸，这样就造成了土建投资的急剧增加，并且此时槽水力损失所占比重大，运行效率同样很低，另外，为了调节转速，还必须要安装昂贵的变频设备。这两种方法显然都不符合泵站安全、稳定、高效的运行要求，造成了极大的能源浪费，不能满足节能减排的要求。此外，传统泵站由于转速高，泵内压力低，对鱼类造成了极大的伤害。因此，设计出扬程范围在0～2米的新泵型，减少泵站对生态环境的破坏，提高极低运行扬程下的泵装置性能具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有低扬程泵中进出水流道均为封闭结构，泵装置结构复杂，水力损失较大，叶片吸力面压力低，容易产生汽蚀现象，泵装置效率低，机组运行不稳定等缺陷，提出一种反铲式叶片微扬程泵装置，优化了微扬程泵装置的结构，可提高极低扬程工况运行时的泵性能，既可实现低洼地区的排涝和低扬程的灌溉，又可作为活水器具以实现城市防污和治污，具有重要的学术意义和重大的经济效益。