專利名稱：可伸縮葉片的離心葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于泵的另部件，涉及到在運(yùn)行中的對離心式葉輪的直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
泵和風(fēng)機(jī)是將外部的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成流體的動(dòng)能和勢能的機(jī)械型式，最常見的是離心式的。一般離心式的泵和風(fēng)機(jī)的葉輪直徑都是固定不變的，流量需要改變時(shí)用截流或調(diào)速的方法來實(shí)現(xiàn)。用截流的方法來控制流量，是極不經(jīng)濟(jì)的手段，很多能量消耗在流體與閥門的摩擦上。由于它結(jié)構(gòu)簡單容易實(shí)現(xiàn)，故目前絕大多數(shù)都是使用這樣的方法來調(diào)節(jié)流量。用于調(diào)速的方法大致分為兩類一是在動(dòng)力機(jī)和泵或風(fēng)機(jī)之間增加調(diào)速的環(huán)節(jié)，如電磁渦流連軸器、液力耦合器或調(diào)速離合器，其缺點(diǎn)是調(diào)速的環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)錢昂貴，它本身還消耗一部分能量，占據(jù)一定空間，并產(chǎn)生新的噪音；另一種是采用可以調(diào)速的動(dòng)力機(jī)，如可控硅控制的直流電機(jī)，或可控硅控制的交流的滑差離合器，此種型式的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，有的還效率不高。
本實(shí)用新型的目的在于為克服上述兩種對風(fēng)機(jī)和泵調(diào)節(jié)流量方法不經(jīng)濟(jì)的問題而提供一種節(jié)能、可靠的流量調(diào)節(jié)方法，擬采用可伸縮調(diào)整葉片的葉輪，能使泵和風(fēng)機(jī)在較寬的范圍內(nèi)高效率的工作，由于不占用其它空間，易于實(shí)現(xiàn)老設(shè)備的改造。
按如上構(gòu)思，本方案所提供的可伸縮葉片變化直徑的離心葉輪的特征是它由空心軸(6)、左右葉輪蓋板(A)、(B)、帶撥爪帶螺旋槽的旋轉(zhuǎn)套(8)、活動(dòng)葉片的聯(lián)接片(10)、活動(dòng)葉片(12)、空心軸內(nèi)帶有兩菱形塊的撥銷的內(nèi)軸(5)、支架及絲杠螺母(2)、調(diào)節(jié)絲杠(1)及與內(nèi)軸聯(lián)接的軸承聯(lián)接室(4)所組成的。它的空心軸(6)即主軸，從右端到中間有一深孔，使軸呈薄壁空心狀，此軸由軸承支撐在機(jī)體上，左葉輪蓋板和空心軸(6)用鍵聯(lián)接，右葉輪蓋板(B)通過五個(gè)銷子(15)和左葉輪蓋板(A)聯(lián)接，內(nèi)軸的左端有通孔，在通孔中插入兩個(gè)帶菱形塊的撥銷(7)，其菱形塊的對邊與旋轉(zhuǎn)套(8)的螺旋槽相配合，兩撥銷的圓柱部分通過空心軸的兩對稱的長孔，撥銷圓柱部分的直徑與長孔的短徑相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)軸(5)通過右端的軸承聯(lián)接室(4)與平時(shí)不轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)絲杠(1)相聯(lián)接，調(diào)節(jié)絲杠(1)與裝在支架(3)上的絲杠螺母(2)相配合，支架裝在機(jī)體上，旋轉(zhuǎn)套(8)通過兩排鋼球(16)架持在左右葉輪蓋板之間，旋轉(zhuǎn)套伸出多個(gè)帶圓頭的撥爪，和多個(gè)活動(dòng)葉片聯(lián)接片(10)上開口的圓孔相配合，各聯(lián)接片(10)的外端焊有一傳動(dòng)銷子(11)，活動(dòng)葉片(12)與左右葉輪蓋板的圓弧槽相配合，它們有相同的半徑，活動(dòng)葉片(12)通過里端的“十”型槽與活動(dòng)葉片聯(lián)接片(10)及傳動(dòng)銷子(11)相配合。
本方案所提供的可伸縮葉片的離心葉輪，為了防止內(nèi)軸與空心軸之間的泄漏，在內(nèi)軸的右端與空心軸之間沒有密封圈和固定密封圈的壓蓋。
流體在泵或風(fēng)機(jī)中受離心葉輪作用各參數(shù)的變化與離心葉輪的直徑有直接的關(guān)系，請看離心葉輪的切割定律(H′)/(H) ＝( (D′)/(D) )2(Q′)/(Q) ＝( (D′)/(D) )2(N′)/(N) ＝( (D′)/(D) )4其中D為原葉輪直徑、D′為切割后的葉輪直徑；
H為原葉輪的揚(yáng)程、H′為切割后葉輪的揚(yáng)程；Q為原葉輪的流量、Q′為切割后葉輪的流量；N為原葉輪消耗的功率、N′為切割后葉輪消耗的功率。
可以明顯看出，隨葉輪直徑的變化揚(yáng)程和流量都在迅速的變化，特別是功率的變化更加急劇，這說明調(diào)節(jié)葉輪直徑是控制流量、揚(yáng)程，并能顯著節(jié)能的有效手段。
設(shè)原有泵中的葉輪直徑為0.4m，流量為700m3，功率消耗為220kw，若將葉輪的葉片調(diào)整使直徑減少20％，則直徑變成0.32m，(0.42)/(0.322) ＝ 700/(Q′) Q′＝430m3，(0.44)/(0.324) ＝ 220/(N′) N′＝88kw，可見減小流量后，功耗也大幅度降低。
通常在設(shè)計(jì)選用時(shí)須使泵或風(fēng)機(jī)的容量比工程的需要留有10～20％的余地，因此多數(shù)的泵都是在截流的情況下運(yùn)行，可見浪費(fèi)的數(shù)字實(shí)在驚人。
具有可調(diào)伸縮葉片的離心葉輪的泵和風(fēng)機(jī)需要改變流量時(shí)可在運(yùn)行中調(diào)整。用工具轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)絲杠，通過軸承聯(lián)接室的軸承的作用推拉內(nèi)軸，使內(nèi)軸與空心軸作相對的軸向運(yùn)動(dòng)，菱形塊在螺旋槽內(nèi)有配合關(guān)系，由于螺旋槽的螺旋角很大，很容易把軸向運(yùn)動(dòng)變成旋轉(zhuǎn)套的轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋套的撥爪將運(yùn)動(dòng)經(jīng)活動(dòng)葉片的聯(lián)接片傳給活動(dòng)葉片，使得離心葉輪的外徑產(chǎn)生變化，當(dāng)將葉片伸展達(dá)到原葉輪的直徑時(shí)，則水泵的流量、揚(yáng)程及功耗為水泵設(shè)計(jì)的額定數(shù)值，根據(jù)需要經(jīng)調(diào)整活動(dòng)葉片以減小葉輪外徑時(shí)，流量揚(yáng)程和功耗都能減小。
現(xiàn)作幾種方案的經(jīng)濟(jì)效果對比，按原有固定直徑葉輪的泵以截流方式進(jìn)行，若一臺(tái)300kw電機(jī)以15％的能量消耗在節(jié)流損失上，每年將失掉25～30萬度電，折合人民幣幾萬元。若給300kw的電機(jī)配用一個(gè)液力耦合器需7萬元人民幣；用變速離合器也需要四萬元。
采用本方案與已有技術(shù)中的幾種調(diào)節(jié)流量的方法相比較能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性(1)本方案只涉及到泵與風(fēng)機(jī)內(nèi)部與葉輪相關(guān)的旋轉(zhuǎn)部件，因此除批量生產(chǎn)新型產(chǎn)品外，可以用它改造舊設(shè)備，規(guī)格大小都能適用；(2)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，費(fèi)用低，少則幾百元，多則上千元就能實(shí)現(xiàn)；(3)經(jīng)濟(jì)效益高，節(jié)能效果顯著；(4)適用面廣，不但能用于雙吸式或單吸式的泵和風(fēng)機(jī)，甚至可用于暴氣機(jī)等其它葉輪機(jī)械。


圖1是可伸縮葉片的離心葉輪的另件展開示意圖。其中(1)－調(diào)節(jié)絲杠；(2)－絲杠螺母；(3)－支架；(4)－聯(lián)結(jié)軸承室；(5)－內(nèi)軸；(6)－空心軸；(7)－帶菱形塊的撥銷；(8)－帶螺旋槽的旋轉(zhuǎn)套；(9)－旋轉(zhuǎn)套上的撥爪；(10)－活動(dòng)葉片聯(lián)接片(本葉輪上有五套，只畫了一個(gè)，其它從略)；(11)－傳動(dòng)銷子；(12)－活動(dòng)葉片；(13)－葉輪端蓋上的圓弧槽；(14)－固定葉片；(15)－左右葉輪部分的聯(lián)接圓柱銷；(16)－滾動(dòng)鋼球；(17)－密封圈；(18)－密封壓蓋；(A)－左葉輪蓋板；(B)－右葉輪蓋板。
圖2是可伸縮葉片的離心葉輪的軸向剖視圖。圖3是圖2的中間剖視圖。
實(shí)施例本方案是采用雙吸式型號(hào)8sh－9型離心泵為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可伸縮葉片的離心葉輪。左右葉輪端蓋采用HT20－40，內(nèi)軸、旋轉(zhuǎn)套和活動(dòng)葉片聯(lián)接片采用45號(hào)鋼，活動(dòng)葉片采用鋁合金或不銹鋼材料。
權(quán)利要求1.一種用在泵和風(fēng)機(jī)上的可伸縮葉片變化直徑的離心葉輪，其特征在于它是由空心軸(6)、左右葉輪蓋板(A)、(B)、帶撥爪帶螺旋槽的旋轉(zhuǎn)套(8)、活動(dòng)葉片的聯(lián)接片(10)、活動(dòng)葉片(12)、空心軸內(nèi)帶有兩菱形塊撥銷的內(nèi)軸(5)、支架(3)及絲杠螺母(2)、調(diào)節(jié)絲杠(1)和與內(nèi)軸聯(lián)接的軸承聯(lián)接室部分(4)所組成的，它的空心軸(6)支撐在機(jī)體上，左葉輪蓋板(A)和空心軸用鍵聯(lián)接，右葉輪蓋板(B)通過五個(gè)銷子(15)和左葉輪蓋板(A)聯(lián)接，內(nèi)軸(5)左端有通孔，在通孔上插入兩帶菱形塊的撥銷(7)，其菱形塊的兩對邊與旋轉(zhuǎn)套(8)的螺旋槽相配合，兩撥銷的圓柱部分通過空心軸(6)的兩對稱的長孔，并與長孔相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)軸(5)通過右端的軸承聯(lián)接室(4)與不轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)絲杠(1)相聯(lián)接，調(diào)節(jié)絲杠與裝在支架(3)上的絲杠螺母(2)相配合，支架裝在機(jī)體上，旋轉(zhuǎn)套(8)通過兩排鋼球架持在左右葉輪蓋板之間，旋轉(zhuǎn)套伸出多個(gè)帶圓頭的撥爪，和多個(gè)活動(dòng)葉片聯(lián)接片(10)上開口的圓孔相配合，各聯(lián)接片的外端焊有一傳動(dòng)的銷子(11)，活動(dòng)葉片(12)與左右葉輪蓋板的圓弧槽相配合，它們有相同的半徑，活動(dòng)葉片(12)通過里端的“+”型槽與活動(dòng)葉片聯(lián)接片(10)及傳動(dòng)銷子(11)相配合。
2.按照權(quán)利要求1所述的可伸縮葉片的葉輪，其特征在于它的內(nèi)軸右端與空心軸端之間設(shè)有密封圈(17)和固定密封圈的壓蓋(18)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于泵的零部件。為解決已有技術(shù)中對泵和風(fēng)機(jī)調(diào)整流量時(shí)能耗大、采用調(diào)速手段費(fèi)用大的問題，特提供可伸縮葉片的離心葉輪。它由空心軸、內(nèi)軸、調(diào)節(jié)絲杠、左右葉輪蓋板、帶菱形塊的撥銷、旋轉(zhuǎn)套、聯(lián)接片及活動(dòng)葉片等零件組成。在運(yùn)行中可通過調(diào)節(jié)絲杠拉動(dòng)內(nèi)軸及撥銷使旋轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動(dòng)，從而改變?nèi)~輪的直徑。改變?nèi)~輪直徑能在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)流量，且有顯著節(jié)能的效果，它結(jié)構(gòu)簡單、費(fèi)用低，可廣泛地應(yīng)用在葉輪式的機(jī)械中。
文檔編號(hào)F04D29/24GK2033070SQ88206980
公開日1989年2月22日 申請日期1988年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月8日
發(fā)明者梁術(shù)華 申請人:梁術(shù)華