用于离心泵进口消除预旋装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种消除预旋装置，尤其涉及一种用于离心泵进口消除预旋装置。


背景技术：

2.离心泵进口预旋是指水在进入离心泵之前，不仅具有轴向的速度分量，同时还具有切向的速度分量。目前通过大量的试验研究发现，不良的进流结构设计是导致进口预旋产生以及泵水力性能下降的主要原因，涡流会改变叶片上的进口速度向量，引起离心泵运行特性的改变；不均匀的轴向流速分布导致叶轮的荷载不均衡，造成离心泵过载和振动。
3.因此，亟待解决上述问题。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种整流效果显著，结构简单，成本低，可有效确保离心泵始终在高效区进行运行的用于离心泵进口消除预旋装置
5.技术方案：为实现以上目的，本实用新型公开了一种用于离心泵进口消除预旋装置，包括沿水流方向依次设置的进水口、用于整流消除涡流的一级消旋栅、一级收缩管、一级平稳管、用于整流消除涡流的二级消旋栅、二级收缩管、二级平稳管、用于整流消除涡流的三级消旋栅和出水口，其中一级消旋栅、二级消旋栅和三级消旋栅所消除涡流的尺寸依次减小。
6.其中，所述一级消旋栅包括一级内环、与一级内环同心设置的一级外环、连接一级内环与一级外环且均布于一级内环和一级外环之间的一级外消旋杆以及均布于一级内环内侧的一级内消旋杆，所述一级外消旋杆包括依次连接的一级外纵杆、一级外切杆和一级外连接杆，其中一级外纵杆的长度与一级外连接杆的长度比例为3:1，所述一级内消旋杆包括依次连接的一级内纵杆、一级内切杆和一级内连接杆，其中一级内纵杆的长度与一级内连接杆的长度比例为1:2。
7.优选的，所述二级消旋栅包括二级内环、与二级内环同心设置的二级外环、连接二级内环与二级外环且均布于二级内环和二级外环之间的二级外消旋杆以及均布于二级内环内侧的二级内消旋杆，所述二级外消旋杆包括依次连接的二级外纵杆、二级外切杆和二级外连接杆，其中二级外纵杆的长度与二级外连接杆的长度比例为1:3，所述二级内消旋杆包括依次连接的二级内纵杆、二级内切杆和二级内连接杆，其中二级内纵杆的长度与二级内连接杆的长度比例为2.5:1。
8.再者，所述三级消旋栅包括三级内环、与三级内环同心设置的三级外环、连接三级内环与三级外环且均布于三级内环和三级外环之间的三级外消旋杆以及均布于三级内环内侧的三级内消旋杆，所述三级外消旋杆包括依次连接的三级外纵杆、三级外切杆和三级外连接杆，其中三级外纵杆的长度与三级外连接杆的长度比例为1:1，所述三级内消旋杆包括依次连接的三级内纵杆、三级内切杆和三级内连接杆，其中三级内纵杆的长度与三级内
连接杆的长度比例为1:1。
9.进一步，所述一级外消旋杆的分布间距为d1，二级外消旋杆的分布间距为d3，三级外消旋杆的分布间距为d5，且d1＞d3＞d5。
10.优选的，所述一级内消旋杆的分布间距为d2，二级内消旋杆的分布间距为d4，三级内消旋杆的分布间距为d6，且d2＞d4＞d6。
11.再者，所述进水口直径、一级平稳管直径与二级平稳管直径比例为4：2：1。
12.优选的，所述一级收缩管曲率半径为20mm～40mm。
13.进一步，所述二级收缩管曲率半径为5mm～15mm。
14.有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：首先本实用新型设置三级不同密度分布的消旋栅，利用一级消旋栅整流大尺寸的涡流，降低了进口处的冲击损失；利用二级消旋栅整流消除中等尺寸的涡流，最后利用三级消旋栅有效破碎小尺度涡流，大幅降低了离心泵进口来流的扰动，消除了预旋；同时本实用新型可以有效消除进口流场处的预旋，大幅降低了叶轮产生破坏的可能，提高了整个装置的运行稳定性最后本实用新型整流效果显著，结构简单，成本低，可有效确保离心泵始终在高效区进行运行。
附图说明
15.图1为本实用新型的结构示意图；
16.图2为本实用新型中一级消旋栅的结构示意图；
17.图3为本实用新型中二级消旋栅的结构示意图；
18.图4为本实用新型中三级消旋栅的结构示意图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
20.如图1所示，本实用新型一种用于离心泵进口消除预旋装置，包括进水口1、一级消旋栅2、一级收缩管3、一级平稳管4、二级消旋栅5、二级收缩管6、二级平稳管7、三级消旋栅8和出水口9，其中进水口1、一级消旋栅2、一级收缩管3、一级平稳管4、二级消旋栅5、二级收缩管6、二级平稳管7、三级消旋栅8和出水口9沿水流方向依次设置，本实用新型的装置设置在离心泵的进口处，其中进水口1直径、一级平稳管4直径与二级平稳管7直径比例为4：2：1。
21.如图2所示，一级消旋栅2包括一级内环201、一级外环202、一级外消旋杆203和一级内消旋杆204，其中一级内环201和一级外环202同心设置，一级外消旋杆203连接一级内环201与一级外环202，且12个一级外消旋杆203均布于一级内环201和一级外环202之间，一级外消旋杆203的分布间距为d1；6个一级内消旋杆204均布于一级内环201内侧，一级内消旋杆204的分布间距为d2。一级外消旋杆203包括依次连接的一级外纵杆2031、一级外切杆2032和一级外连接杆2033，其中一级外纵杆2031的长度与一级外连接杆2033的长度比例为3:1，一级内消旋杆204包括依次连接的一级内纵杆2041、一级内切杆2042和一级内连接杆2043，其中一级内纵杆2041的长度与一级内连接杆2043的长度比例为1:2。在进水口1处的进口旋流较多，因此在一级消旋栅2中采用密度较为稀疏的一级外消旋杆203和一级内消旋杆204，不仅可以有效的进行整流涡流，同时降低了进口处的冲击损失；随后经过一级消旋栅2整流过的水流经过一级收缩管3减速后进入到一级平稳管4，其中一级收缩管3曲率半径
为20mm～40mm，优选的曲率半径为30mm。
22.如图3所示，经过一级消旋栅2整流后流场内的大尺寸涡流已经被消除，随后进入到二级消旋栅5中，二级消旋栅5包括二级内环501、二级外环502、二级外消旋杆503和二级内消旋杆504，二级外消旋杆503连接二级内环501与二级外环502，16个二级外消旋杆503均布于二级内环501和二级外环502之间，二级外消旋杆503的分布间距为d3；8个二级内消旋杆504均布于二级内环501内侧，二级内消旋杆504的分布间距为d4。二级外消旋杆503包括依次连接的二级外纵杆5031、二级外切杆5032和二级外连接杆5033，其中二级外纵杆5031的长度与二级外连接杆5033的长度比例为1:3，二级内消旋杆504包括依次连接的二级内纵杆5041、二级内切杆5042和二级内连接杆5043，其中二级内纵杆5041的长度与二级内连接杆5043的长度比例为2.5:1。二级消旋栅5上的二级内消旋杆504与二级外消旋杆503的数量在增多，二级消旋栅5进一步对来流中的中等尺寸涡流进行消除，消除后的来流经过二级收缩管6和二级平稳管7后流入到三级消旋栅8中，二级收缩管6曲率半径为5mm～15mm，优选曲率为10mm。
23.如图4所示，本实用新型中一级消旋栅2、二级消旋栅5和三级消旋栅8所消除涡流的尺寸依次减小。三级消旋栅8包括三级内环801、三级外环802、三级外消旋杆803和三级内消旋杆804，三级外消旋杆803连接三级内环801与三级外环802，且20个三级外消旋杆803均布于三级内环801和三级外环802之间，三级外消旋杆803的分布间距为d5；10个三级内消旋杆804均布于三级内环801内侧，三级内消旋杆804的分布间距为d6。其中一级外消旋杆203的分布间距d1＞二级外消旋杆503的分布间距d3＞三级外消旋杆803的分布间距d5，一级内消旋杆204的分布间距d2＞二级内消旋杆504的分布间距d4＞三级内消旋杆804的分布间距d6。三级外消旋杆803包括依次连接的三级外纵杆8031、三级外切杆8032和三级外连接杆8033，其中三级外纵杆8031的长度与三级外连接杆8033的长度比例为1:1，三级内消旋杆804包括依次连接的三级内纵杆8041、三级内切杆8042和三级内连接杆8043，其中三级内纵杆8041的长度与三级内连接杆8043的长度比例为1:1。本实用新型中三级消旋栅8中三级外消旋杆803与三级内消旋杆804的数量和密度最大，能够有效破碎小尺度涡流，大幅降低了离心泵进口来流的扰动，消除了预旋。
24.本实用新型设置三级不同密度分布的消旋栅，利用一级消旋栅整流大尺寸的涡流，降低了进口处的冲击损失；利用二级消旋栅整流消除中等尺寸的涡流，最后利用三级消旋栅有效破碎小尺度涡流，大幅降低了离心泵进口来流的扰动，消除了预旋。