[发明专利]一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法

说明书

本发明涉及一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法,双吸离心泵包括：吸水室，叶轮，固定导叶，蜗壳、长叶片、短叶片；吸水室为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮为轴对称的叶片背靠背的双吸闭式叶轮，吸水室为蜗壳的一部分，固定导叶安装在蜗壳腔体内，双吸离心泵中的叶片包括所述的长叶片和短叶片，长、短叶片在叶轮上交错分布。在转轮出口处加装固定导叶，固定导叶要求不能直径过大，直径范围不超过叶轮直径的115％。导叶宽度为叶片出口宽度的1.15～1.2倍。导叶叶片进口安放角度数为0～5°，导叶叶片出口安放角度数为5～15°。本发明可以起到维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度。

技术领域

本发明涉及一种双吸离心泵及其设计方法，具体涉及一种在维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法。

背景技术

双吸离心泵主要用于大流量高扬程的调水工程。目前，大多数情况下其主体由螺旋形吸水室、两个背靠背安置的叶轮、以及蜗壳组成。然而由于两个叶轮出口处流动不均匀及其相互作用，导致在叶轮出口处产生因为叶片动静干涉作用产生的高幅值高强度的压力脉动。叶轮和导叶之间是离心泵中容易产生动静干涉的区域，而其中作用最为显著的区域是叶轮出口边到导叶进口边。叶轮出口由于有限叶片数的影响，在出口边压力面和吸力面会有速度上的差异，这种差异会使得导叶进口边在短时间内产生较大的速度变化，进而对导叶体产生较大的冲击。这种作用还可能会向上游或者下游传递。

高幅值高烈度的压力脉动会引起机组振动，空化等问题的出现，严重威胁泵站运行稳定性和安全性。目前，常用的抑制压力脉动方法主要从叶轮设计上着手，然而效果欠佳，并难以控制水力性能的优越性。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种在维持效率和扬程的基础要求上，大幅降低因叶轮和导叶动静干涉导致的蜗壳内部压力脉动强度的抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵及其设计方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵，所述抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵包括：吸水室，叶轮，固定导叶，蜗壳、长叶片、短叶片；吸水室为轴对称的两边吸水室的结构，叶轮为轴对称的叶片背靠背的双吸闭式叶轮，吸水室为蜗壳的一部分，固定导叶安装在蜗壳腔体内，双吸离心泵中的叶片包括所述的长叶片和短叶片，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布。

在本发明的具体实施例子中，固定导叶和蜗壳接触面对应尺寸一样，固定导叶直接卡在安装在蜗壳腔体内。

在本发明的具体实施例子中，长叶片和短叶片的个数相等，长叶片和短叶片在叶轮上交错分布的交错角度为360/n/2，其中n为长叶片数和短叶片数。

在本发明的具体实施例子中，双吸离心泵的固定导叶，固定导叶具有导叶直径范围不超过叶轮出口直径115％，固定导叶上的导叶叶片进口安放角度数为0～5°，导叶叶片出口安放角度数为5°～15°，包角大于50°，导叶进口宽度为叶轮出口宽度的1.15～1.2倍的特征。

在本发明的具体实施例子中，固定导叶上设置的导叶叶片数量范围为5-12片。

在本发明的具体实施例子中，叶轮上叶片数为8片，其中长叶片为4片，短叶片为4片。

在本发明的具体实施例子中，短叶片的长度为长叶片长度的70％～75％。

在本发明的具体实施例子中，所述双吸离心泵为低比转速离心泵，为比转速低于40的离心泵。

一种抑制叶轮压力脉动的双吸离心泵的设计方法，所述设计方法包括如下步骤：

(1)、根据原本泵型设计要求，对叶轮进行初步设计，叶轮叶片设计为长短叶片形式，将叶轮长叶片设计为4个，短叶片设计为4个，短叶片与相邻两长叶片之间夹角的比值为0.5；