CN106402017B - 一种塑料离心泵 - Google Patents

Abstract

一种塑料离心泵，包括泵壳、主轴、主轴上的轴密封、轴承座以及安装于主轴端部位于泵壳蜗壳腔内的叶轮，叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板上的叶轮叶片，叶轮叶片尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口的流体流向角度变大，使流体朝叶轮流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角。不改变塑料叶轮叶片的厚度、强度，只改变叶轮叶片尾部的形态，进而改变流体的运动方向，减少泵腔内蜗流区、逆流区、缓流区的生成或和扩大，减少了流体的对流性冲击，提升泵的效率。

Description

一种塑料离心泵

技术领域

本发明涉及塑料离心泵的改进，通过改进提升泵的效率2~4%左右，属机械行业。

背景技术

塑料离心料浆泵是一种广泛应用于化工、环保、冶炼、电力、非金属矿产加工等工业领域的输送浆体的输送泵，具有耐化学性好、防腐的优点，尤其是超高分子量聚乙烯材质的离心泵，还具有极好的耐磨性能，因此可以用于输送腐蚀性、磨蚀性很强的料浆、矿浆等。而且全国用量极大，保守估计在岗运行有200万台左右，每年市场的销量有近20万台左右。超高分子量聚乙烯材质的离心泵虽然防腐性、耐磨性极好，但还是有效率低、强度低、耐温性差的弱点，尤其是效率比金属泵要低8~12%左右。产生效率低的原因是多方面的，有叶轮成型工艺问题造成的叶轮叶片曲线达不到高效率的要求，影响泵效率；也有过流材料因是塑料，塑性大，产生的热胀冷缩，进而产生泵容积效率的降低而影响泵效率的问题；还有因塑料叶轮叶片形态设计不合理引起的泵效率低下的问题。上述因素中塑料离心泵叶轮的叶片的因素影响泵效率在2~6%左右。

塑料叶轮影响泵效率的主因：金属叶轮的叶片因是金属，强度高，可以加工成厚度薄的叶片，叶型好，因此效率高；而塑料叶轮的叶片，因强度低、耐温性差，因此只能制作较厚的叶片，才能提升叶片的强度，同时也延长叶轮的抗磨寿命；否则塑料叶轮如果加工成金属叶轮同样的薄叶片，会因强度不够使叶轮的使用寿命缩短。如图1~3所示，塑料叶轮1的叶片1.1增厚，使得叶轮内弧面处的尾叶片1.1.1增长，改变了叶轮叶片出液口处的导向角的角度，使叶轮出液口的液体改变了流速与流向，与泵壳2泵腔内流体2.1的流向产生冲突，使泵蜗壳腔内的流体产生蜗流区2.1.1，进而产生逆流区、缓流区，进而使泵内的流体的流阻增加，使泵效率下降。因此在塑料泵的叶轮厚度（强度）与泵的效率之间难以找到两全其美的解决方案，即：叶片厚了会造成泵的效率低，叶片薄了会造成泵的使用寿命短。

业内也有人用在叶轮叶片中加设金属预埋件，通过增加叶片的钢性强度，进而达到减少塑料叶轮叶片的厚度、提升泵效率的目的，但增加了叶轮成型制作的难度，会大幅度降低产品的成品率、提高生产成本，因此塑料泵面市数十年来，该技术也未得到广泛的推广应用。

综上所述，在塑料离心泵的效率提升方面，还有改良提升的空间。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种无需利用加设金属预埋件减少叶轮叶片厚度，叶片强度大，制作成本低，成本率高，并可提高离心泵2%~4%的效率。为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种塑料离心泵，包括泵壳、主轴、主轴上的轴密封、轴承座以及安装于主轴端部位于泵壳蜗壳腔内的叶轮，叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板上的叶轮叶片，其特征在于叶轮叶片尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口的流体流向角度变大，使流体从叶轮流道出液口朝泵蜗壳流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角。

作为优选，倾斜导流角最末端的端点沿弧面的切线与端点和叶轮中心连成的轴线的角度为10~40度。

作为优选，叶片外侧面最末端的端点与倾斜导流角最末端的端点的直线距离小于等于30mm。

作为优选，倾斜导流角为圆弧形。

作为优选，叶轮幅板内设置有金属预埋件。

作为优选，叶轮材质为塑料、陶瓷或碳化硅。

作为优选，叶轮为开式叶轮或带口环半开式叶轮或闭式叶轮。

作为优选，塑料为超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯或尼龙。

作为优选，塑料离心泵为全塑型或衬塑型。

本发明有益效果：本发明不改变塑料叶轮叶片的厚度、强度，只改变叶轮叶片尾部的形态，进而改变流体的方向，再进而减少泵腔内蜗流区、逆流区、缓流区的生成或和扩大，减少流体的对流性冲击，提升泵的效率。通过本发明对叶轮尾角的改进，能提升塑料离心泵的效率2~4%左右，从而节能4~8%左右。由于塑料离心泵在我国工业领域中用（存）量很大，因此此项改进能为国内的工业企业节约大量能源，对社会经济有极好的经济效益和节能作用。

附图说明

图1为现有技术叶轮的正视图。

图2为图1中A部的局部放大图。

图3为现有技术叶轮在泵壳腔体中运转时产生涡流的示意图。

图4为本发明塑料离心泵的结构示意图。

图5为图4的A-A向剖视图。

图6为本发明塑料叶轮叶片上带倾斜导流角的示意图。

图7为图6中A部的局部放大图。

图8为图7中叶片倾斜角的另一种表现形式。

图9为图7中叶片倾斜角的另一种表现形式。

图10为开式叶轮的结构示意图。

图11为带口环的开式叶轮的结构示意图。

图12为闭式叶轮的结构示意图。

图13为图1的轴测图。

图14为图6的轴测图。

图15为现有技术的带口环的开式叶轮的结构示意图。

图16为图11的轴测图。

具体实施方式

实施例1：如图4~7，一种塑料离心泵，包括泵壳2、主轴5、主轴5上的轴密封6、轴承座4以及安装于主轴5端部位于泵壳5蜗壳腔内的叶轮1，叶轮1包括叶轮幅板1.2、叶轮幅板1.2上的叶轮叶片1.1，叶轮叶片1.1尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口1.2的流体流向角度变大，使流体从叶轮流道出液口1.2朝泵蜗壳流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角1.1.1。倾斜导流角1.1.1最末端的端点B沿弧面的切线与端点B和叶轮1中心O连成的轴线的角度E为10~40度。叶片1.1外侧面最末端的端点C与倾斜导流角1.1.1最末端的端点B的直线距离D小于等于30mm。

在本实施例中，设置倾斜导流角的作用：是让被输送的液体，在旋转叶轮的离心作用下，通过叶轮叶片的离心推力甩出叶轮出口，进入泵蜗壳流道2.1时的流向改变，让甩出叶轮出液口的流体尽量朝泵出液口方向顺向流动，减少叶轮出液口流体对泵蜗壳内流体的逆向冲击，进而减少因流体逆向冲击或存在的缓流、蜗流区所消耗泵的功率，再进而提升泵的效率。

在现有技术中，业内人员为了增加塑料叶轮的耐磨寿命和叶轮强度，用增厚叶轮叶片的方法来达到上述目的，而叶轮叶片加厚，叶片1.1的尾部尖角1.1.1也会随之延长，进而导致叶片的内弧线的弧度缩小，使叶片内弧更弯曲，弯曲的叶片内弧又进而对流体产生阻流作用，这种阻流作用又进而使叶轮流道中的流体运行状况改变，即：使叶轮叶片的尾角部位的内侧，会因压力相对低于泵壳流道内的流体压力而产生蜗流区2.1.1，蜗流进入泵蜗壳后又进而产生局部的逆流区和缓流区，即局部流体的流向与泵的出液口方向相反。上述情况就造成了泵的效率降低，降低的幅度根据叶轮叶片叶型的不同而不同，一般会在2~4%之间。

本实施例1中所述的塑料泵壳、泵盖，可以是全塑或衬塑的任何一种或两种的复合。

叶轮叶片为塑料，塑料可以为超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯、尼龙等材料，优选超高分子量聚乙烯材料。

本发明中所述叶轮尾部位置的倾斜导流角1.1.1，也可以设置为斜坡形（如图7、8）、圆弧形（如图9）等形态。

本发明中所述叶轮包括开式塑料叶轮（如图10），带口环的半开式塑料叶轮（如图11）及闭式叶轮（如图12）。

本发明中所述叶轮尾部位置的倾斜导流角1.1.1，也可以设置应用于陶瓷类非金属离心泵，例如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等离心泵，也有同样提升泵效率的作用。

实施例2：参照实施例1，如图4~12所示，离心泵的扬程、流量、通径等性能参数，根据需要任意选择。再选取500万分子量的超高分子聚乙烯作原料，用模压成型的方法制作成钢衬塑的泵壳2、泵盖3、叶轮1，再在叶轮1的叶片1.1尾部切削加工导流斜角1.1.1，各部件修去毛边，再与已加工好的主轴、轴密封、轴承座等泵组件，用常规的方法装配，再与电机、底座组装成塑料离心泵整机，通过调试、油漆、包装等工序，即可得到效率比常规塑料离心泵高2~4%左右的改良型塑料离心泵。

在本实施例中所选取的叶轮可以为开式塑料叶轮（如图10），带口环的半开式塑料叶轮（如图11）及闭式叶轮（如图12）。

本实施例中所述的叶轮叶片上的倾斜导流角可以用机加工的方法成型，也可以开制金属模具用模压一次成型的方法成型。

实施例3：参照实施例2，叶轮与泵壳、泵盖过流材质可选用陶瓷、碳化硅。

Claims (7)

1.一种塑料离心泵，包括泵壳、主轴、主轴上的轴密封、轴承座以及安装于主轴端部位于泵壳蜗壳腔内的叶轮，叶轮包括叶轮幅板、叶轮幅板上的叶轮叶片，其特征在于叶轮叶片尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口的流体流向角度变大，使流体从叶轮流道出液口朝泵蜗壳流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角，倾斜导流角最末端的端点沿弧面的切线与端点和叶轮中心连成的轴线的角度为10~40度，叶片外侧面最末端的端点与倾斜导流角最末端的端点的直线距离小于等于30mm。

2.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于倾斜导流角为圆弧形。

3.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于叶轮幅板内设置有金属预埋件。

4.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于叶轮材质为塑料、陶瓷或碳化硅。

5.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于叶轮为开式叶轮或带口环半开式叶轮或闭式叶轮。

6.根据权利要求4所述的一种塑料离心泵，其特征在于塑料为超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯或尼龙。

7.根据权利要求1所述的一种塑料离心泵，其特征在于塑料离心泵为全塑型或衬塑型。