CN118757446A - 一种进口导流结构及渣浆泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种进口导流结构及渣浆泵，属于渣浆泵技术领域，包括多个导流板，多个导流板的外端面随形贴合于进口管的内壁上，多个导流板的内端面位于同一虚拟圆柱面，虚拟圆柱面与进口管的同轴，且虚拟圆柱面在叶轮上的投影区域与叶轮帽的弧形面过渡线相重合，多个导流板的内端面形成轴向导流区，相邻两个导流板之间的距离自内向外递增以形成扩口导流区。本发明提供的一种进口导流结构，通过在进口管的内壁周向设置多个导流板，从而在进口管内形成中部的轴向导流区以及周向的多个扩口导流区，最终降低浆液整体对叶轮工作面的冲击力，降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

Description

一种进口导流结构及渣浆泵

技术领域

本发明属于渣浆泵技术领域，更具体地说，是涉及一种进口导流结构及渣浆泵。

背景技术

离心式渣浆泵广泛应用于矿山、煤矿、冶金、石化和疏浚等行业，它是一种能够输送高浓度、高粘度和高磨蚀性介质的设备。由于介质的特殊性，渣浆泵过流件的使用寿命是影响设备性能和运行成本的重要因素，在实际运行中，如何有效延长渣浆泵过流件的使用寿命，是该行业一直深入了解和讨论的问题。

通常传统提高渣浆泵使用寿命的方法：

1、选用性能合适的渣浆泵和优质的水力模型。

2、提高过流部件的材质，如采用高硬度铸造合金、聚氨酯、陶瓷等材质。

3、增加过流件的厚度，如前后护板和护套的厚度进行加厚处理，通过增加壁厚有效提高耐磨时间，减少维护频率。

本发明专利对于提高渣浆泵过流件的寿命，又提出一种新的设计方法：就是改善经由进口管进入过流渣浆泵的过流腔的浆体流动方式，以降低浆液对叶轮工作面的冲击。降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种进口导流结构，通过改善经由进口管进入过流渣浆泵的过流腔的浆体流动方式，以降低浆液对叶轮工作面的冲击。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种进口导流结构，安装于泵体的进口管或前护板的进口管内侧，包括多个导流板，多个所述导流板周向布设于进口管的内壁上，多个所述导流板的外端面随形贴合于所述进口管的内壁上，多个所述导流板的内端面位于同一虚拟圆柱面，所述虚拟圆柱面与所述进口管的同轴，且所述虚拟圆柱面在叶轮上的投影区域与叶轮帽的弧形面过渡线相重合，多个所述导流板的内端面形成轴向导流区，所述轴向导流区用于引导位于所述进口管的中部的浆液分流至叶轮帽的弧形面，相邻两个所述导流板之间的距离自内向外递增以形成扩口导流区，所述扩口导流区用于引导位于所述进口管的外部的浆液分流至叶片的工作面上。

在一种可能的实现方式中，所述导流板沿所述进口管的轴向自前向后倾斜设置，所述导流板的倾斜方向与叶轮的叶片旋向相同，以在所述导流板的一侧形成倾斜导流面，并在所述导流板的另一侧形成非工作面，所述倾斜导流面与所述非工作面形成与叶片旋向相同的所述扩口导流区。

在一种可能的实现方式中，所述倾斜导流面的倾斜角度为a，a＝Δa+k；

其中，Δa为冲角，Δa取值为3°～8°；

k为参考角度，k＝比转速n/比例系数m，n为比转速，m为角度比例系数，m的取值为6-10。

在一种可能的实现方式中，所述导流板的下端具备第一弧形端，所述导流板的上端形成第二弧形端，所述第一弧形端的宽度大于所述第二弧形端的宽度，所述第一弧形端与所述第二弧形端的距离不小于进口管轴向长度的2/3。

在一种可能的实现方式中，所述倾斜导流面包括第一弧形工作面和第二弧形工作面，所述第一弧形工作面和所述第二弧形工作面自前向后依次顺序连接，所述第一弧形工作面的弧度小于所述第二弧形工作面的弧度且所述第一弧形工作面的长度大于所述第二弧形工作面的长度。

在一种可能的实现方式中，所述非工作面包括非工作内凹弧面和非工作外凸弧面，所述非工作内凹弧面和所述非工作外凸弧面自前向后依次顺序连接，所述非工作内凹弧面的长度与所述第一弧形工作面的长度相适配，以配合所述第一弧形工作面形成进液缓冲区；所述非工作外凸弧面的长度与所述第二弧形工作面的长度相适配，以配合所述第二弧形工作面形成进液集流区。

在一种可能的实现方式中，所述导流板的数量为3～20，厚度为5mm～20mm。

在一种可能的实现方式中，所述进口导流结构还包括内衬导流套，所述内衬导流套固定设置于所述进口管的内孔，所述内衬导流套的前端和后端均与所述进口管的前后端平齐，所述内衬导流套的内周壁包括自前向后依次连接的第一导流环形面和第二导流环形面，所述第一导流环形面的内径自前向后递减，所述第二导流环形面的内径自前向后递增，所述导流板的外端面贴合于所述第一导流环形面和所述第二导流环形面上，所述导流板与所述第一导流环形面的贴合长度不小于所述第一导流环形面轴向长度的1/2，所述导流板与所述第二导流环形面的贴合长度等于所述第二导流环形面的轴向长度，且所述第二导流环形面的轴向长度不大于所述进口管的轴向长度的1/4。

在一种可能的实现方式中，所述内衬导流套与所述进口管一体成型，或所述内衬导流套与所述进口管螺纹连接，或所述内衬导流套与所述进口管通过止口配合螺栓连接。

本发明提供的一种进口导流结构的有益效果在于：与现有技术相比，多个导流板周向布设于进口管的内壁上，多个导流板的外端面随形贴合于进口管的内壁上，多个导流板的内端面位于同一虚拟圆柱面。多个导流板的内端面形成轴向导流区，经过进口管中部的浆液通过轴向导流区后，首先碰触叶轮帽的弧形面过渡线内部的区域，经过叶轮帽弧形面向四周分流，形成沿叶轮帽的弧形面向周向流动的浆液，避免直接冲击叶轮的叶片区域。相邻两个导流板之间形成扩口导流区，经过进口管外周的浆液通过多个扩口导流区，经过扩口导流区由内向外扩散并进入过流腔室，在此过程中浆液的流速会逐渐降低，减少浆液对叶轮工作面的冲击作用。同时该浆液还会与通过叶轮帽分流的浆液混合，经过叶轮帽分流的浆液会横向冲击流经扩口导流区的浆液，进一步降低浆液对叶轮的冲击力。本发明提供的一种进口导流结构，通过在进口管的内壁周向设置多个导流板，从而在进口管内形成中部的轴向导流区以及周向的多个扩口导流区，最终降低浆液整体对叶轮工作面的冲击力，降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

本发明还提供了一种渣浆泵，包括所述的进口导流结构。

本发明提供的一种渣浆泵的有益效果在于：与现有技术相比，该渣浆泵使用了上述的进口导流结构，因此具备与上述进口导流结构相同的有益效果，通过在渣浆泵的进口管的内壁周向设置多个导流板，从而在进口管内形成中部的轴向导流区以及周向的多个扩口导流区，最终降低浆液整体对叶轮工作面的冲击力，降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种进口导流结构的立体图；

图2为本发明提供的一种进口导流结构的俯视图；

图3为本发明提供的一种进口导流结构的仰视图；

图4为图2中沿A-A的剖视图；

图5为本发明提供的导流板的截面图；

图6为本发明提供的相邻两个导流板之间的浆液流动示意图。

附图标记说明：

100、导流板；110、倾斜导流面；111、第一弧形工作面；112、第二弧形工作面；120、非工作面；121、非工作内凹弧面；122、非工作外凸弧面；130、第一弧形端；140、第二弧形端；150、轴向导流区；160、扩口导流区；161、进液缓冲区；162、进液集流区；200、进口管；210、内衬导流套；211、第一导流环形面；212、第二导流环形面。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”、“高”、“低”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

请参阅图1至图6，现对本发明提供的一种进口导流结构进行说明。一种进口导流结构，安装于泵体的进口管200或前护板的进口管200内侧，包括多个导流板100，多个导流板100周向布设于进口管200的内壁上，多个导流板100的外端面随形贴合于进口管200的内壁上，多个导流板100的内端面位于同一虚拟圆柱面，虚拟圆柱面与进口管200的同轴，且虚拟圆柱面在叶轮上的投影区域与叶轮帽的弧形面过渡线相重合，多个导流板100的内端面形成轴向导流区150，轴向导流区150用于引导位于进口管200的中部的浆液分流至叶轮帽的弧形面，相邻两个导流板100之间的距离自内向外递增以形成扩口导流区160，扩口导流区160用于引导位于进口管200的外部的浆液分流至叶片的工作面上。

本发明提供的一种进口导流结构，与现有技术相比，多个导流板100周向布设于进口管200的内壁上，多个导流板100的外端面随形贴合于进口管200的内壁上，多个导流板100的内端面位于同一虚拟圆柱面。多个导流板100的内端面形成轴向导流区150，经过进口管200中部的浆液通过轴向导流区150后，首先碰触叶轮帽的弧形面过渡线内部的区域，经过叶轮帽弧形面向四周分流，形成沿叶轮帽的弧形面向周向流动的浆液，避免直接冲击叶轮的叶片区域。相邻两个导流板100之间形成扩口导流区160，经过进口管200外周的浆液通过多个扩口导流区160，经过扩口导流区160由内向外扩散并进入过流腔室，在此过程中浆液的流速会逐渐降低，减少浆液对叶轮工作面的冲击作用。同时该浆液还会与通过叶轮帽分流的浆液混合，经过叶轮帽分流的浆液会横向冲击流经扩口导流区160的浆液，进一步降低浆液对叶轮的冲击力。本发明提供的一种进口导流结构，通过在进口管200的内壁周向设置多个导流板100，从而在进口管200内形成中部的轴向导流区150以及周向的多个扩口导流区160，最终降低浆液整体对叶轮工作面的冲击力，降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

在一些实施例中,导流板100沿进口管200的轴向自前向后倾斜设置，导流板100的倾斜方向与叶轮的叶片旋向相同，以在导流板100的一侧形成倾斜导流面110，并在导流板100的另一侧形成非工作面120，倾斜导流面110与非工作面120形成与叶片旋向相同的扩口导流区160。

由于导流板100的倾斜方向与叶轮的叶片旋向相同，倾斜导流面110的倾斜方向也与叶轮的叶片旋向相同，经过倾斜导流面110引导的浆液，其流动方向与叶片旋向相同，浆液会随叶片的旋转逐渐进入到过流腔室内，浆液不会发生较大的冲击，减少浆液对叶轮工作的磨损情况。

此外，这样也不会造成浆液冲击非工作面120的情况，同时，由倾斜导流面110与非工作面120形成的扩口导流区160具备一定的倾斜角度，该倾斜方向也朝向叶片的旋转方向，也能降低浆液对叶轮工作面的冲击，减少浆液对叶轮工作的磨损情况。

在相关数据的选择上，设定倾斜导流面110的倾斜角度为a，a＝Δa+k；其中，Δa为冲角，Δa取值为3°～8°；k为参考角度，k＝比转速n/比例系数m，n为比转速，m为角度比例系数，m的取值为6-10。

冲角是流体机械当中常用的概念，在水力机械，尤其是叶轮机械当中，冲角指绝对液流角(绝对速度和圆周速度间的夹角)和相对液流角(相对速度和圆周速度间的夹角)的差值。

倾斜导流面110的倾斜角度a的取值由冲角Δa和参考角度k的和构成。参考角度k利用泵的比转速n除以比例系数m得到，比转速n为测算值，冲角Δa和比例系数m位经验值，Δa通常选取3°～8°，m通常选取6-10。参照下表一：

n	≤90	≤130	≤170	≤270
					a	5-13	13-19	19-26	26-35

表一

请参阅图5，导流板100的下端具备第一弧形端130，导流板100的上端形成第二弧形端140，第一弧形端130的宽度大于第二弧形端140的宽度，经过相邻两个导流板100形成的扩口导流区160的浆液在轴向流动的流速会适当加速，能够汇聚浆液使其由杂乱无章的状态逐渐变得有序，而浆液同时会在径向适当减速，而减速的效果要大于加速的效果，最终达到浆液流动规整同时减速的效果。第一弧形端130与第二弧形端140的距离不小于进口管200轴向长度的2/3，确保进入进口管200的浆液能够充分达到上述效果，同时能够保证导流板100自身结构的稳定性。

倾斜导流面110包括第一弧形工作面111和第二弧形工作面112，第一弧形工作面111和第二弧形工作面112自前向后依次顺序连接，第一弧形工作面111的弧度小于第二弧形工作面112的弧度且第一弧形工作面111的长度大于第二弧形工作面112的长度。第一弧形工作面111的弧度小于第二弧形工作面112的弧度，也就是说，第一弧形工作面111相较于第二弧形工作面112更为顺滑，浆液先经过第一弧形工作面111的导向，再经过第二弧形工作面112的导向，逐步引导浆液进入扩口导流区160，浆液流动更为平滑，减少浆液的扰动。第一弧形工作面111的长度大于第二弧形工作面112的长度，浆液流经第一弧形工作面111的路径长于流经第二弧形工作面112的路径，以使浆液能够更为平缓的经过扩口导流区160进入到过流腔室中。

非工作面120包括非工作内凹弧面121和非工作外凸弧面122，非工作内凹弧面121和非工作外凸弧面122自前向后依次顺序连接，非工作内凹弧面121的长度与第一弧形工作面111的长度相适配，以配合第一弧形工作面111形成进液缓冲区161；非工作外凸弧面122的长度与第二弧形工作面112的长度相适配，以配合第二弧形工作面112形成进液集流区162。

非工作内凹弧面121和第一弧形工作面111构成进液缓冲区161，非工作外凸弧面122和第二弧形工作面112构成进液集流区162。由于非工作内凹弧面121具备内凹结构，非工作外凸弧面122具备外凸结构，因此，可使进液缓冲区161的有效宽度大于进液集流区162的有效宽度，进液缓冲区161能够缓冲杂乱无章的浆液使其在该区域得到缓冲，再经过进液集流区162使浆液形成流向稳定的液流，减少对叶轮叶片的冲击。

可选的，导流板100的数量为3～20，厚度为5mm～20mm。由于进口管200的内壁为非加工面，因此，导流板100可一体铸造成型于进口管200的内壁周向，就这种方式而言，导流板100的结构强度更好，寿命更长。但这种方式，铸造成型通常需要多芯配合的形式，操作难度较大。导流板100还可焊接于进口管200的内壁周向，这种焊接的方式，导流板100的结构强度相较于铸造成型的结构强度较差，但更容易操作，通常情况下，对于内径较大的进口管200来说，通常采用焊接方式进行固定导流板100。

请参阅图4，进口导流结构还包括内衬导流套210，内衬导流套210固定设置于进口管200的内孔，内衬导流套210的前端和后端均与进口管200的前后端平齐，内衬导流套210的内周壁包括自前向后依次连接的第一导流环形面211和第二导流环形面212，第一导流环形面211的内径自前向后递减，第二导流环形面212的内径自前向后递增，导流板100的外端面贴合于第一导流环形面211和第二导流环形面212上，导流板100与第一导流环形面211的贴合长度不小于第一导流环形面211轴向长度的1/2，导流板100与第二导流环形面212的贴合长度等于第二导流环形面212的轴向长度，且第二导流环形面212的轴向长度不大于进口管200的轴向长度的1/4。

具体的，由于第一导流环形面211的内径自前向后递减，能够引导杂乱无章的浆液向进口管200的中部区域汇聚，形成沿轴向流动的浆液。进入扩口导流区160的浆液最终通过内径自前向后递增的第二导流环形面212后，向外扩散流动，减少直接冲击叶轮工作面的冲击力。

此外，由于导流板100与第一导流环形面211的贴合长度不小于第一导流环形面211轴向长度的1/2，确保导流板100具备足够的结构连接强度，同时，也能使杂乱无章的浆液通过第一导流环形面211的引导后，尽快进入到扩口导流区160，将浆液分流为轴向流动的方式(轴向导流区150)和周向分流的方式(扩口导流区160)。第二导流环形面212的轴向长度不大于进口管200的轴向长度的1/4，能够在进口管200靠近过流型腔一侧形成小导角，第二导流环形面212的倾斜角度一般为30°-45°。

可选的，内衬导流套210与进口管200一体成型，或内衬导流套210与进口管200螺纹连接，或内衬导流套210与进口管200通过止口配合螺栓连接。

本发明还提供了一种渣浆泵，该渣浆泵使用了上述的进口导流结构，因此具备与上述进口导流结构相同的有益效果，通过在渣浆泵的进口管200的内壁周向设置多个导流板100，从而在进口管200内形成中部的轴向导流区150以及周向的多个扩口导流区160，最终降低浆液整体对叶轮工作面的冲击力，降低叶轮工作面的磨损，提高工作寿命，减少停机时间并提供卓越的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种进口导流结构，安装于泵体的进口管(200)或前护板的进口管(200)内侧，其特征在于，包括多个导流板(100)，多个所述导流板(100)周向布设于进口管(200)的内壁上，多个所述导流板(100)的外端面随形贴合于所述进口管(200)的内壁上，多个所述导流板(100)的内端面位于同一虚拟圆柱面，所述虚拟圆柱面与所述进口管(200)的同轴，且所述虚拟圆柱面在叶轮上的投影区域与叶轮帽的弧形面过渡线相重合，多个所述导流板(100)的内端面形成轴向导流区(150)，所述轴向导流区(150)用于引导位于所述进口管(200)的中部的浆液分流至叶轮帽的弧形面，相邻两个所述导流板(100)之间的距离自内向外递增以形成扩口导流区(160)，所述扩口导流区(160)用于引导位于所述进口管(200)的外部的浆液分流至叶片的工作面上。

2.如权利要求1所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述导流板(100)沿所述进口管(200)的轴向自前向后倾斜设置，所述导流板(100)的倾斜方向与叶轮的叶片旋向相同，以在所述导流板(100)的一侧形成倾斜导流面(110)，并在所述导流板(100)的另一侧形成非工作面(120)，所述倾斜导流面(110)与所述非工作面(120)形成与叶片旋向相同的所述扩口导流区(160)。

3.如权利要求2所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述倾斜导流面(110)的倾斜角度为a，a＝Δa+k；

其中，Δa为冲角，Δa取值为3°～8°；

k为参考角度，k＝比转速n/比例系数m，n为比转速，m为角度比例系数，m的取值为6-10。

4.如权利要求2所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述导流板(100)的下端具备第一弧形端(130)，所述导流板(100)的上端形成第二弧形端(140)，所述第一弧形端(130)的宽度大于所述第二弧形端(140)的宽度，所述第一弧形端(130)与所述第二弧形端(140)的距离不小于进口管(200)轴向长度的2/3。

5.如权利要求2所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述倾斜导流面(110)包括第一弧形工作面(111)和第二弧形工作面(112)，所述第一弧形工作面(111)和所述第二弧形工作面(112)自前向后依次顺序连接，所述第一弧形工作面(111)的弧度小于所述第二弧形工作面(112)的弧度且所述第一弧形工作面(111)的长度大于所述第二弧形工作面(112)的长度。

6.如权利要求5所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述非工作面(120)包括非工作内凹弧面(121)和非工作外凸弧面(122)，所述非工作内凹弧面(121)和所述非工作外凸弧面(122)自前向后依次顺序连接，所述非工作内凹弧面(121)的长度与所述第一弧形工作面(111)的长度相适配，以配合所述第一弧形工作面(111)形成进液缓冲区(161)；所述非工作外凸弧面(122)的长度与所述第二弧形工作面(112)的长度相适配，以配合所述第二弧形工作面(112)形成进液集流区(162)。

7.如权利要求1所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述导流板(100)的数量为3～20，厚度为5mm～20mm。

8.如权利要求1-7任意一项所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述进口导流结构还包括内衬导流套(210)，所述内衬导流套(210)固定设置于所述进口管(200)的内孔，所述内衬导流套(210)的前端和后端均与所述进口管(200)的前后端平齐，所述内衬导流套(210)的内周壁包括自前向后依次连接的第一导流环形面(211)和第二导流环形面(212)，所述第一导流环形面(211)的内径自前向后递减，所述第二导流环形面(212)的内径自前向后递增，所述导流板(100)的外端面贴合于所述第一导流环形面(211)和所述第二导流环形面(212)上，所述导流板(100)与所述第一导流环形面(211)的贴合长度不小于所述第一导流环形面(211)轴向长度的1/2，所述导流板(100)与所述第二导流环形面(212)的贴合长度等于所述第二导流环形面(212)的轴向长度，且所述第二导流环形面(212)的轴向长度不大于所述进口管(200)的轴向长度的1/4。

9.如权利要求8所述的一种进口导流结构，其特征在于，所述内衬导流套(210)与所述进口管(200)一体成型，或所述内衬导流套(210)与所述进口管(200)螺纹连接，或所述内衬导流套(210)与所述进口管(200)通过止口配合螺栓连接。

10.一种渣浆泵，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的进口导流结构。