一种自适应式改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构

技术领域

本发明涉及一种前盖板结构，具体涉及一种能调整导叶片的径向和轴向位置的前盖板结构。

背景技术

离心泵作为一种通用流体机械设备，在城市给排水、农业灌溉、跨流域调水等领域有着广泛的应用。随着社会化进程的不断推进，各领域对离心泵的工作要求也越来越严格，尤其是在高速工作条件下。而高速运行下的汽蚀现象是离心泵运行过程中最普遍存在的问题，它不仅会导致泵水力性能下降，还会产生振动、噪声，甚至破坏泵的过流部件。而汽蚀一般最常发生于叶轮叶片进口部位，因此，为确保离心泵能更加安全、稳定的运行，改善叶轮的进口汽蚀问题是非常重要的事情。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种能调整导叶片的径向和轴向位置的前盖板结构。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种自适应式改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构，所述自适应式改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构包括：基座、前盖板、导叶片；基座可拆卸地安装在前盖板上，基座的安装位置为能在前盖板上移动的位置，导叶片通过活塞弹性组件和基座安装在一起；导叶片安装在前盖板靠近进口侧，导叶片后方为离心泵叶轮。

在本发明的具体实施例子中，基座通过螺栓安装在前盖板上，前盖板安装基座的部分设置有多排螺栓孔，基座选择不同的螺栓孔改变在前盖板上的位置。

在本发明的具体实施例子中，活塞弹性组件包括：活塞、活塞杆、上腔弹簧、下腔弹簧、活塞腔活塞位于活塞腔内，以活塞为界，活塞腔分为活塞腔上腔和活塞腔下腔，活塞杆包括活塞杆本体和活塞杆连接部；活塞杆本体一端连接在活塞上，另一端连接在活塞杆连接部上，活塞上腔中设置有上腔弹簧，上腔弹簧一侧连接活塞上侧，一侧连接活塞腔上腔上侧，活塞腔下腔中设置有下腔弹簧，上腔弹簧一侧连接活塞下侧，一侧连接活塞腔下腔下侧；活塞杆下端连接活塞上侧，活塞杆连接部为活塞杆上部；活塞杆连接部与导叶片连接部固定连接；活塞杆能沿径向方向滑动的活塞杆。

在本发明的具体实施例子中，上腔弹簧分为多组，均匀分布在活塞杆的一周。

在本发明的具体实施例子中，上腔弹簧分为两组，对称分布在活塞杆的两侧。

在本发明的具体实施例子中，下腔弹簧为一组，分布在活塞下端，和活塞结合的端部固定在活塞的端面的中心。

在本发明的具体实施例子中，活塞腔上腔为封闭结构，活塞腔下腔为封闭结构。

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的自适应式改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构，能调整导叶片的径向和轴向位置，从而达到改善叶轮进口的汽蚀现象。

附图说明

图1为本发明的安装位置的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本发明中一个具体实施例子的空化性能曲线图。

下面是本发明中标号对应的名称：

图中：前盖板1、导叶片2、基座3、活塞4、活塞杆5、上腔弹簧6、下腔活塞7、活塞腔8；活塞杆连接部501、活塞杆本体502；活塞腔上腔801、活塞腔下腔802。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

针对目前相关产品中所存在的结构或技术上的不足，本发明提供了一种可改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构，该结构前盖板进口处带有一定形状的导叶片，且导叶片置于叶轮叶片前端部位，该结构可以调整径向和轴向位置。

图1为本发明的安装位置的结构示意图，图2为本发明的结构示意图，图3为图2的局部放大图，如上述图所示：本发明提供的一种自适应式改善叶轮进口汽蚀的前盖板结构，包括基座3、前盖板1、导叶片2；基座3可拆卸地安装在前盖板1上，基座3的安装位置为能在前盖板1上移动的位置，导叶片2通过活塞弹性组件和基座3安装在一起；导叶片2安装在前盖板1靠近进口侧，导叶片2后方为离心泵叶轮。

基座3通过螺栓安装在前盖板1上，前盖板1安装基座3的部分设置有多排螺栓孔，基座3选择不同的螺栓孔改变在前盖板1上的位置。

本发明中的活塞弹性组件包括：活塞4、活塞杆5、上腔弹簧6、下腔弹簧7、活塞腔8，活塞4位于活塞腔8内，以活塞4为界，活塞腔8分为活塞腔上腔801和活塞腔下腔802，活塞杆5包括活塞杆本体502和活塞杆连接部501；

活塞杆本体502一端连接在活塞4上，另一端连接在活塞杆连接部501上，活塞上腔801中设置有上腔弹簧6，上腔弹簧6一侧连接活塞4上侧，一侧连接活塞腔上腔801上侧，活塞腔下腔802中设置有下腔弹簧7，上腔弹簧7一侧连接活塞4下侧，一侧连接活塞腔下腔802下侧；活塞杆5下端连接活塞4上侧，活塞杆连接部501为活塞杆5上部；活塞杆连接部501与导叶片连接部201固定连接；活塞杆5能沿径向方向滑动的活塞杆5。

在具体的实施过程中，为了分散受力，上腔弹簧6分为多组，均匀分布在活塞杆5的一周。本发明给出的图示中给出的上腔弹簧6分为两组，对称分布在活塞杆5的两侧。

本发明中的活塞腔上腔801为封闭结构，活塞腔下腔802为封闭结构。

本发明中的下腔弹簧7一般为一组，分布在活塞4下端，和活塞4结合的端部固定在活塞4的端面的中心。

本发明中活塞4提供径向移动和固定弹簧。弹簧加活塞组合的目的是为了让导叶片更好的适应不同工况下进口多变的来流情况。当径向力大时，导叶片会被沿径向压缩，此时下腔弹簧7会提供一个反作用力，保证导叶片不会被抵死在泵盖上，导致摩擦损坏或者停止工作。上腔弹簧6则主要用于应对不同工况下介质对导叶片的所产生的周向力，通过弹簧可灵活扭动的机械性能，去适应进口不同来流情况，从而实现自适应功能。

另外，本发明中气蚀的改善还可以通过导叶片2的设计来实现的，包括导叶片2的进出口安放角，叶片型线，包角等。前盖板1进口部位为有一定厚度和扭曲形状的导叶片2，导叶片2置于叶轮叶片的前端。在离心泵叶轮高速旋转时，前盖板1带动导叶片2一同高速旋转，高速旋转的导叶片2首先会给与工作介质一定动能，提高压力，加压后的工作介质继而进入叶轮叶片中继续运转。在此过程中，工作介质经过了导叶片的初步升压，从而达到改善叶轮进口的汽蚀现象。

导叶片2的轴向和径向位置的改变会对气蚀效果有显著影响，本发明结构可以通过改变基座3与前盖板1的轴向连接位置改变轴向距离。

叶轮旋转过程中，根据转速不同产生的离心力不同，活塞4所受径向力会发生改变，从而带动活塞杆5径向移动，从而改变导叶片2的径向位置。

为更好的说明本结构的实用性，这里以比转速n

流量Q＝300m

运用ANSYS(18.2)Fluent软件，分别对比计算不带导叶片与某一固定角度下带导叶片的叶轮汽蚀性能，得到如附图4所示汽蚀性能曲线。

从附图4中可看出，在不带导叶片情况下，该泵数值模拟汽蚀余量计算值为2.22m，在带导叶片情况下，该汽蚀余量计算值为1.95m。由此可知前盖板带导叶片具有改善叶轮进口处汽蚀现象的能力。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。