CN103541925A

CN103541925A - 一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法

Info

Publication number: CN103541925A
Application number: CN201310529365.9A
Authority: CN
Inventors: 邢树兵; 朱荣生; 杨爱玲
Original assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-31
Also published as: CN103541925B

Abstract

本发明涉及一种4个长叶片+4个短叶片的旋流泵叶轮的设计方法，它给出了叶轮主要几何参数设计公式，如进口直径、叶轮长叶片数、叶轮出口宽度的设计公式。本发明的叶轮为半开式叶轮，长短叶片相间排列，长叶片与短叶片数目相同且在后盖板上均匀分布，同时配合蜗壳无叶腔宽度的选取，可以有效减少泵壳内的循环流损失，使泵的效率及可靠性得到提高，具有良好的经济效益。

Description

一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法

技术领域

本发明涉及一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法，特别涉及一种4长叶片+4短叶片的旋流泵叶轮设计方法。

背景技术

随着工农业日益迅猛的发展，产生大量需要输送固液两相的场所，旋流泵的叶轮退缩至泵壳后腔，在输送一些含固量高的介质时，不但可以大大提高固体颗粒的通过性，而且结构简单、运行更加稳定，因此被人们日益重视起来。但目前的旋流泵采用半开式叶轮，叶片为直叶片并呈放射状布置，由于采用这种叶轮的旋流泵，流体会在叶轮作用下会产生漩涡，蜗壳内的流动情况很紊乱，因此，泵的扬程和效率大大的降低，泵的效率基本在60%以下，造成能源的严重浪费。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种4长叶片+4短叶片的旋流泵叶轮。通过改善叶轮几个重要设计参数和结构，来提高旋流泵的水力性能和可靠性。

实现上述目的所采用的技术方案是:

旋流泵叶轮的主要结构参数由以下计算方法得到：

（1）叶轮外径D₂的确定

式中：

D₂—叶轮出口直径，m；

H—泵的设计扬程，m；

n—泵的转速，r/min；

—扬程系数，一般选取0.5～0.56，比转速大取小值，比转速小取大值；

（2）叶轮出口宽度b₂

b_{2} = \frac{{3.752 n}_{s}^{1.15}}{10^{4}} D_{2}

式中：

D₂—叶轮出口直径，m；

n_s—设计工况的比转速，一般取80～160；

（3）叶轮进口直径D₁

D_{1} = {2.05 K}_{0} {(\frac{n_{s}}{100})}^{2 / 3} \frac{\sqrt{2 gH}}{n}

式中:

D₁—叶轮进口直径，m；

K₀—叶轮进口速度系数，一般取4.85～5.1；

Q—设计流量，m³/s；

n—叶轮转速，r/min；

n_s—设计工况的比转速，一般取80～160；

（4）长叶片长度L₁与短叶片长度L₂的比值的选取

0.55 \leq \frac{L_{2}}{L_{1}} \leq 0.70;

（5）蜗壳无叶腔宽度L

L=0.253D₂；

根据以上步骤，我们可以得到一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法。

通过上述计算方法确定叶轮主要几何参数包括叶轮外径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶轮进口直径D₁，同时配合蜗壳无叶腔宽度L的选取及4长叶片+4短叶片形式，改善旋流泵内部流动，使旋流泵循环流损失减少，使泵的效率得到提高。

本发明的有益效果是：通过以上设计方法设计出的叶轮，具有良好的水力性能，同时4长叶片+4短叶片的形式，可以有效减少泵腔内循环流的能量损失，提升旋流泵的效率，在实践中产生良好的经济效益。

附图说明

图1是实施例的叶轮叶片图

图2是本发明一个实施例的叶轮轴面投影图

图中：1.长叶片，2.短叶片，3.轮毂，4.叶轮外径D₂，5.叶轮后盖板，6.叶轮出口宽度b₂。

具体实施方式

图1和图2共同确定了这个实施例的叶轮形状。它具有叶轮后盖板（5），是一种半开式叶轮，且叶片为4长叶片+4短叶片，长短叶片相间均匀分布，本实施例在实践中能够有效改善泵内部流动情况，提高旋流泵的水力性能和可靠性。本发明利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数，主要包括：（4）叶轮外径D₂，（6）叶轮出口宽度b₂，叶轮进口直径D₁，长叶片长度L₁与短叶片长度L₂的比值。同时配合蜗壳无叶腔宽度L的选取，使旋流泵内部循环流损失减少。

关系式如下：

b_{2} = \frac{{3.752 n}_{s}^{1.15}}{10^{4}} D_{2};

D_{1} = {2.05 K}_{0} {(\frac{n_{s}}{100})}^{2 / 3} \frac{\sqrt{2 gH}}{n};

0.55 \leq \frac{L_{2}}{L_{1}} \leq 0.70;

L=0.253D₂；

本发明4长叶片+4短叶片相间分布的结构可以有效减少泵壳内的循环流损失，使泵的效率得到提高，具有良好的经济效益。

以上，为本发明专利参照几个实施例做出的具体说明，但是本发明并不限于上述实施例，也包含本发明构思范围内的其他实施例或变形例。

Claims

1.一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法，它根据旋流泵额定点扬程H、流量Q来设计旋流泵叶轮叶片的几何参数，其特征在于：叶轮结构包括4个长叶片、4个短叶片、轮毂、后盖板，旋流泵主要的叶轮几何参数，包括叶轮外径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶轮进口直径D₁等，与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：

b_{2} = \frac{{3.752 n}_{s}^{1.15}}{10^{4}} D_{2}; - - - (2)

D_{1} = {2.05 K}_{0} {(\frac{n_{s}}{100})}^{2 / 3} \frac{\sqrt{2 gH}}{n}; - - - (3)

L=0.253D₂ （4）

式中：

D₂—叶轮出口直径，m；

H—泵的设计扬程，m；

Q—设计流量，m³/s；

n—泵的转速，r/min；

n_s—设计工况的比转速，一般取80～160之间；

D₁—叶轮进口直径，m；

K₀—叶轮进口速度系数,一般取4.85～5.1；

L—蜗壳无叶腔宽度。

2.如权利要求1所述的一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法，其特征在于：叶轮为半开式叶轮，4个长叶片与4个短叶片相间排列且均匀分布在叶轮后盖板上。

3.如权利要求1所述的一种长短叶片的旋流泵叶轮设计方法，其特征在于：短叶片长度L2与长叶片长度L₁比值为

0.55 \leq \frac{L_{2}}{L_{1}} \leq 0.70 .