一种多级离心泵的制作方法

1.本技术涉及离心泵技术领域，尤其涉及一种多级离心泵。


背景技术：

2.多级离心泵是将具有同样功能的两个以上的离心泵集合在一起，流体通道结构上，表现在第一级的介质泄压口与第二级的进口相通，第二级的介质泄压口与第三级的进口相通，如此串联的机构形成了多级离心泵。多级离心泵的意义在于提高设定压力。
3.例如，中国专利文献中，专利号为cn201620533694.x于2017年1月4日授权公告的一种智能多级离心泵，包括：泵体，外壳体，外壳体和导叶支撑体之间为流道；联接器与泵轴相联接；叶轮插接在泵轴上转动将流体从入口吸入并加压；导叶，容置于导叶支撑体中，将通过叶轮加压的液体收集以降低流速并通过出口排出；变频电机包括：电机本体及轴向连接联接器的电机轴，还包括集成设置在所述电机本体内的变频控制器，变频电机通过电机轴及联接器驱动泵轴转动。
4.现有技术中的不足之处在于：1、多级泵级间在水流运动时受水体压力，容易出现间隙，使得水体泄露，严重影响水泵的能效；2、电机轴与泵轴通过联轴器连接，同轴度难以控制，泵轴的安装校准难，影响泵的运行稳定性；3、控制器设置在电机侧面，结构占用空间大，装配成本高，而且控制器与电机的散热分开进行，散热的成本较高。


技术实现要素：

5.基于现有技术中上述不足，本发明提供了一种多级离心泵，能够减小级间导叶的水体泄露，提高泵效率。
6.本发明的另一个目的是电机轴与泵轴一体成型，提高泵轴和电机轴的同轴度，提高泵的运行稳定性。
7.本发明的第三个目的是将控制器集成到电机上端，实现控制器和电机的统一散热，减小多级泵的占用空间，提高电机和控制器的散热效率，降低散热成本。
8.为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。
9.一种多级离心泵，包括控制器、电机、泵轴和基座，其特征是，控制器与电机集成设置，泵轴上设有若干个叶轮，叶轮外侧设有导叶，基座上端设有进口压盖，进口压盖与最上端的导叶之间连接设有拉紧条。
10.通过进口压盖配合拉紧条拉紧导叶和导流壳，减小级间水体的泄露，减少水力损失，提高多级泵的效率。
11.作为优选，电机包括电机轴，泵轴与电机的电机轴一体设置。提高泵轴和电机轴的同轴度，提高泵的运行稳定性。
12.作为优选，基座包括同心设置的内筒和外筒，内筒连接设有进口过渡段，外筒连接设有出口过渡段，进口过渡段的外端设有进口法兰座，出口过渡段的外端设有出口法兰座，进口过渡段的横截面形状为大口朝向内筒的“八”字形。出口过渡段的横截面形状也为大口
朝向内筒的“八”字形；现有技术中进口过渡段和出口管道为直筒式，水力性能差，本技术采用“八”字形的扩散式设计，比起直筒式设计的进口管道和出口管道能有效的减小水力损失。
13.作为优选，外筒的底面高于出口过渡段的底面。提高外筒底面位置，使之高于出口管道底面，增大了内筒与外筒之间空腔底面与出口过渡段接触面积，能够有效减小此处的水力损失。
14.作为优选，叶轮包括依次设置的前盖板、叶片和后盖板，前盖板包括圆环形的入水段和横截面呈半抛物线形的导水段，导水段的外端设有向入水段所在一侧倾斜的回水段；后盖板上固定设有轮毂段，轮毂段与泵轴配合，后盖板在轮毂段的后侧设有与导水段配合的导流段，叶片设置在导流段和导水段之间。入水段进水经叶片转动导流后流出到叶轮径向，传统的叶轮没有回水段，水流向前流出对叶轮产生轴向的反作用力，本技术通过设置了回水段，能够减小轴向力，延长轴承的使用寿命；本技术的叶轮水力设计额定转速提高至5000到6000转每分钟，单级扬程大幅提高，叶轮外径能够比现有技术做的小，设计点比转速处于高效范围内，水力效率显著提高。
15.作为优选，导叶包括内导叶和外导叶，内导叶接驳在叶轮外端的上侧，外导叶包括从下到上依次设置的下导叶、中导叶和上导叶，下导叶对应在叶轮的下侧，上导叶对应在内导叶的上侧，中导叶对接下导叶和上导叶，内导叶上设有对应叶轮上侧的挡流板。通过导叶实现级间叶轮之间水流的导向，提供可靠的水流路径，挡流板的设置改变了叶轮后侧腔体结构，能够减少水力损失，减少液体泄露，提高泵效率。
16.作为优选，上导叶和中导叶的相对端相切设置。实现水流在中导叶到上导叶之间的圆滑过渡，避免水流碰撞回流而造成水力损失，提高水泵效率。
17.作为优选，导叶外侧包覆设有导流壳，导叶的最上端为末端导叶，末端导叶的两端分别对接所在叶轮出水口和导流口外侧。拉紧条连接末端导叶和进口压盖，不仅实现了导叶间的压紧，同时还实现了导流壳的压紧，进一步减少了水力损失，减少流量泄露。
18.作为优选，控制器包括控制器下壳体和控制器上壳体，控制器下壳体和控制器上壳体之间设有控制器安装腔，控制器安装腔包括在控制器下壳体上设置的安装板，控制器安装腔内设有主控线路板和控制面板，控制器下壳体的下端设有散热空腔，安装板在散热空腔内设有散热器，控制器下壳体的壁面上设有连通散热空腔的进气孔，电机包括电机壳体和电机后端盖，控制器下壳体与电机后端盖固定连接，控制器下壳体和电机后端盖之间设有风叶安装腔，电机的电机轴伸出到风叶安装腔内，风叶安装腔内设有固定在电机轴上的散热风叶，风叶安装腔和散热空腔之间设有连通的通风孔，散热风叶与通风孔同轴相对设置；电机壳体上设有连通风叶安装腔的冷却通道。
19.控制器安装于立式泵顶部，结构小巧紧凑、外形新颖、操作方便；现有技术中，控制器设置在电机侧面，与电机共用一个电机风扇，由于只有1/4左右的电机风量流经控制器散热片，为了保证控制器的散热效果，一是风量要足够大，这样导致风扇直径过大，风扇噪音增加；二是散热面积要足够大，这样导致控制器壳体体积过大，制造成本增加，而本技术虽然也采用风冷冷却，与电机共用一套风扇冷却系统，但冷却通道进行了独特设计，气流依次经过进气口、散热空腔、通风孔、风叶安装腔和冷却通道，控制器采用吸气冷却，电机采用吹气冷却，所有风量都被有效用于冷却，大大提高了冷却系统利用率；控制器下壳体集电机风
扇罩于一体，整机结构更紧凑。
20.作为优选，散热器包括若干块平行设置的散热翅片，控制器下壳体对应在散热翅片的两端分别设有若干个进气孔，若干个进气孔呈矩形阵列设置。提高进气效率，保证冷却气流对散热器的对流，提高散热效率。
21.本发明具有如下有益效果：能够减小级间导叶的水体泄露，提高泵效率；电机轴与泵轴一体成型，提高泵轴和电机轴的同轴度，提高泵的运行稳定性；将控制器集成到电机上端，实现控制器和电机的统一散热，减小多级泵的占用空间，提高电机和控制器的散热效率，降低散热成本。
附图说明
22.图1是本发明第一种实施例的结构示意图。
23.图2是本发明第二种实施例的结构示意图。
24.图3是图1所示实施例中基座的结构示意图。
25.图4是图3所示基座的横向剖视图。
26.图5是本发明中控制器下壳体的结构示意图。
27.图6是本发明控制器与电机连接部分的内部剖视图。
28.图7是本发明第三种实施例中所应用的导叶的结构示意图。
29.图8是图1所示实施例中叶轮的剖视示意图。
30.图9是图8的左视图。
31.图中：控制器1控制器下壳体101控制器上壳体102控制器安装腔103安装板104主控线路板105控制面板106散热空腔107散热器108进气孔109风叶安装腔110散热风叶111通风孔112冷却通道113电机2电机轴201电机壳体202电机后端盖203泵轴204基座3内筒301外筒302进口过渡段303出口过渡段304进口法兰座305出口法兰座306放水螺塞307叶轮4前盖板401入水段402导水段403回水段404叶片411后盖板421轮毂段422导流段423进口压盖5拉紧条501拉紧螺栓502末端导叶601扩散导叶602第一导流导叶603第二导流导叶604环形导叶605弯折部606内导叶611下导叶612中导叶613上导叶614导流壳615挡流板616泵筒7。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的阐述。
33.实施例1，如图1所示，一种多级离心泵，包括控制器1、电机2、泵轴204和基座3，控制器1与电机2集成设置，电机采用永磁同步电机。结合图1、图5和图6，控制器1包括控制器下壳体101和控制器上壳体102，控制器下壳体101和控制器上壳体102之间设有控制器安装腔103，控制器安装腔103包括在控制器下壳体101上设置的安装板104，控制器安装腔103内设有主控线路板105和控制面板106，控制器上壳体102的上端设置操作屏幕与控制面板106连通。控制器下壳体101的下端设有散热空腔107，安装板104在散热空腔107内设有散热器108，控制器下壳体101的壁面上设有连通散热空腔107的进气孔109，电机包括电机轴201、定转子组件、电机壳体202、电机前端盖和电机后端盖203，控制器下壳体101与电机后端盖203固定连
接，控制器下壳体101和电机后端盖203之间设有风叶安装腔110，电机的电机轴201伸出到风叶安装腔110内，风叶安装腔110内设有固定在电机轴201上的散热风叶111，风叶安装腔110和散热空腔之间设有连通的通风孔112，散热风叶111与通风孔112同轴相对设置；电机壳体202上设有连通风叶安装腔110的冷却通道113。散热器108包括若干块平行设置的散热翅片，散热翅片采用铝型材。控制器下壳体101对应在散热翅片的两端分别设有若干个进气孔109，若干个进气孔109呈矩形阵列设置。进气口、散热空腔107、通风孔112、风叶安装腔110和冷却通道113形成冷却风道。
34.泵轴204与电机的电机轴201一体设置。泵轴204上设有八个间隙设置的叶轮4，也就是本实施例对应的为八级泵。如图8和图9所示，叶轮4包括沿水流流出方向依次设置的前盖板401、叶片411和后盖板421，前盖板401包括圆环形的入水段402和横截面呈半抛物线形的导水段403，导水段403的外端设有向入水段402所在一侧倾斜的回水段404；叶轮4横截面上，回水段404与导水段403外端切线的夹角在0到15度之间。后盖板421上固定设有轮毂段422，轮毂段422与泵轴204配合，后盖板421在轮毂段422的后侧设有与导水段403配合的导流段423，叶片411设置在导流段423和导水段403之间。叶片411与后盖板421固定一体设置。轮毂段422内侧设有十字槽，通过十字槽与泵轴204上的十字段实现径向同步传动。泵轴204是设置套筒实现相邻叶轮4之间的限位。入水段402进水经叶片转动导流后流出到叶轮4径向，传统的叶轮4没有回水段404，水流向前流出对叶轮4产生轴向的反作用力，本技术通过设置了回水段404，能够减小轴向力，延长轴承的使用寿命；本技术的叶轮4水力设计额定转速提高至5000到6000转每分钟，单级扬程大幅提高，叶轮4外径能够比现有技术做的小，设计点比转速处于高效范围内，水力效率显著提高。
35.叶轮4外侧设有导叶，基座3上设有泵筒7，基座3上端设有进口压盖5，进口压盖5与最上端的导叶之间连接设有拉紧条501。导叶的最上端为末端导叶601，末端导叶601轴截面成弧形弯曲设置，末端导叶601的两端分别对接所在叶轮4出水口和导流口外侧。拉紧条501连接末端导叶601和进口压盖5，如图1所示，本实施例中末端导叶601下方的其他导叶均包括对应在叶轮4下侧的扩散导叶602和对应在叶轮4上侧的第一导流导叶603，第一导流导叶603的上侧设有与其间隙设置的第二导流导叶604，第二导流导叶604的下侧一体设有环形导叶605，环形导叶605兼具了导流壳615的功能，环形导叶605的上端和第二导流导叶604的外端一体连接形成带圆角过渡的折角，环形导叶605的下端设有弯折部606，弯折部606能够贴合卡接在折角外侧，实现相邻环形导叶605之间的对接。进口压盖5上设有连接块，连接块上螺纹连接设有拉紧螺栓502，拉紧条501的一端固定连接末端导叶601，拉紧条501的另一端固定连接拉紧螺栓502，通过调节拉紧螺栓502的螺纹拧紧程度，可以实现拉紧条501的拉紧，进而完成导叶之间的压紧，减少水体泄露。叶轮4转动时，水体从叶轮4的入口段经叶片作用甩出到折角位置，之后反射流入到第一导流导叶603和第二导流导叶604之间，进而进入下一级的叶轮4中，实现多级叶轮4送水。
36.结合图1、图3和图4，基座3包括同心设置的内筒301和外筒302，内筒301上设有放水螺塞307用于排水。内筒301连接设有进口过渡段303，外筒302连接设有出口过渡段304，进口过渡段303的外端设有进口法兰座305，出口过渡段304的外端设有出口法兰座306，进口过渡段303的横截面形状为大口朝向内筒301的“八”字形。进口过渡段303朝向内筒301的一端为椭圆形，进口过渡段303背离内筒301的一端为圆形，圆形直径与椭圆形的短轴相等，
进口过渡段303背离内筒301一端的横向尺寸朝向内筒301方向逐渐变大，从而形成渐变形状导水。外筒302的底面高于出口过渡段304的底面。内筒301底面、入口过渡段的底面和出口过渡段304的底面高度相等。
37.实施例2，如图2所示，一种多级离心泵，实施例2与实施例1的主要不同之处在于，本实施例中叶轮4设有六个，水泵为六级泵，叶轮4的外部未设置回流段。本实施例与实施例1的导叶结构不同，导叶外侧包覆设有导流壳615，导流壳615的上下端分别设有弯折部606实现卡接定位。除末端导叶601外的其他导叶包括内导叶611和外导叶，内导叶611接驳在叶轮4外端的上侧，外导叶包括从下到上依次设置的下导叶612、中导叶613和上导叶614，下导叶612对应在叶轮4的下侧，上导叶614对应在内导叶611的上侧，中导叶613对接下导叶612和上导叶614，上导叶614和中导叶613的相对端相切设置。上导叶614和中导叶613的相对端设置外凸边沿贴合，通过外凸边沿与导流壳615固定压紧。 导叶多段配合，加上外侧的导流壳615，能够减小级间导叶的水体泄露，提高泵效率；电机轴201与泵轴204一体成型，提高泵轴204和电机轴201的同轴度，提高泵的运行稳定性；将控制器集成到电机上端，实现控制器和电机的统一散热，减小多级泵的占用空间，提高电机和控制器的散热效率，降低散热成本。
38.实施例3，如图7所示，一种多级离心泵，实施例3与实施例2的区别之处仅在于，内导叶611上设有对应叶轮4上侧的挡流板616。挡流板616的外侧与内导叶611的内端连接，挡流板616下端的高度与内导叶611下端的高度相同。通过导叶实现级间叶轮4之间水流的导向，提供可靠的水流路径，挡流板616的设置改变了叶轮4后侧腔体结构，能够减少水力损失，减少液体泄露，提高泵效率。
39.本技术通过进口压盖5配合拉紧条501拉紧导叶和导流壳615，减小级间水体的泄露，减少水力损失，提高多级泵的效率。控制器安装于立式泵顶部，结构小巧紧凑、外形新颖、操作方便；现有技术中，控制器设置在电机侧面，与电机共用一个电机风扇，由于只有1/4左右的电机风量流经控制器散热片，为了保证控制器的散热效果，一是风量要足够大，这样导致风扇直径过大，风扇噪音增加；二是散热面积要足够大，这样导致控制器壳体体积过大，制造成本增加，而本技术虽然也采用风冷冷却，与电机共用一套风扇冷却系统，但冷却通道113进行了独特设计，气流依次经过进气口、散热空腔107、通风孔112、风叶安装腔110和冷却通道113，控制器采用吸气冷却，电机采用吹气冷却，所有风量都被有效用于冷却，大大提高了冷却系统利用率；控制器下壳体101集电机风扇罩于一体，整机结构更紧凑。

技术特征：
1.一种多级离心泵，包括控制器、电机、泵轴和基座，其特征在于，控制器与电机集成设置，泵轴上设有若干个叶轮，叶轮外侧设有导叶，基座上端设有进口压盖，进口压盖与最上端的导叶之间连接设有拉紧条。2.根据权利要求1所述的一种多级离心泵，其特征是，所述电机包括电机轴，泵轴与电机的电机轴一体设置。3.根据权利要求1所述的一种多级离心泵，其特征是，所述基座包括同心设置的内筒和外筒，内筒连接设有进口过渡段，外筒连接设有出口过渡段，进口过渡段的外端设有进口法兰座，出口过渡段的外端设有出口法兰座，进口过渡段的横截面形状为大口朝向内筒的“八”字形。4.根据权利要求1所述的一种多级离心泵，其特征是，所述叶轮包括依次设置的前盖板、叶片和后盖板，前盖板包括圆环形的入水段和横截面呈半抛物线形的导水段，导水段的外端设有向入水段所在一侧倾斜的回水段；后盖板上固定设有轮毂段，轮毂段与泵轴配合，后盖板在轮毂段的后侧设有与导水段配合的导流段，叶片设置在导流段和导水段之间。5.根据权利要求1或4所述的一种多级离心泵，其特征是，所述导叶包括内导叶和外导叶，内导叶接驳在叶轮外端的上侧，外导叶包括从下到上依次设置的下导叶、中导叶和上导叶，下导叶对应在叶轮的下侧，上导叶对应在内导叶的上侧，中导叶对接下导叶和上导叶，内导叶上设有对应叶轮上侧的挡流板。6.根据权利要求5所述的一种多级离心泵，其特征是，所述上导叶和中导叶的相对端相切设置。7.根据权利要求5所述的一种多级离心泵，其特征是，所述导叶外侧包覆设有导流壳，导叶的最上端为末端导叶，末端导叶的两端分别对接所在叶轮出水口和导流口外侧。8.根据权利要求1所述的一种多级离心泵，其特征是，所述控制器包括控制器下壳体和控制器上壳体，控制器下壳体和控制器上壳体之间设有控制器安装腔，控制器安装腔包括在控制器下壳体上设置的安装板，控制器安装腔内设有主控线路板和控制面板，控制器下壳体的下端设有散热空腔，安装板在散热空腔内设有散热器，控制器下壳体的壁面上设有连通散热空腔的进气孔，电机包括电机壳体和电机后端盖，控制器下壳体与电机后端盖固定连接，控制器下壳体和电机后端盖之间设有风叶安装腔，电机的电机轴伸出到风叶安装腔内，风叶安装腔内设有固定在电机轴上的散热风叶，风叶安装腔和散热空腔之间设有连通的通风孔，散热风叶与通风孔同轴相对设置；电机壳体上设有连通风叶安装腔的冷却通道。9.根据权利要求8所述的一种多级离心泵，其特征是，所述散热器包括若干块平行设置的散热翅片，控制器下壳体对应在散热翅片的两端分别设有若干个进气孔，若干个进气孔呈矩形阵列设置。

技术总结
本发明公开了一种多级离心泵，包括控制器、电机、泵轴和基座，其特征是，控制器与电机集成设置，泵轴上设有若干个叶轮，叶轮外侧设有导叶，基座上端设有进口压盖，进口压盖与最上端的导叶之间连接设有拉紧条。本发明的好处是能够减小级间导叶的水体泄露，提高泵效率；电机轴与泵轴一体成型，提高泵轴和电机轴的同轴度，提高泵的运行稳定性；将控制器集成到电机上端，实现控制器和电机的统一散热，减小多级泵的占用空间，提高电机和控制器的散热效率，降低散热成本。降低散热成本。降低散热成本。


技术研发人员：常正玺 赵宝林 李军 邵海江 肖丽倩
受保护的技术使用者：利欧集团浙江泵业有限公司
技术研发日：2022.07.18
技术公布日：2023/8/23