CN107301274A

CN107301274A - 一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法

Info

Publication number: CN107301274A
Application number: CN201710382081.XA
Authority: CN
Inventors: 朱荣生; 王海彬; 杨爱玲
Original assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Priority date: 2017-05-26
Filing date: 2017-05-26
Publication date: 2017-10-27

Abstract

本发明涉及一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，特别涉及了一种高效的双流道无阻塞泵的螺旋形蜗壳的设计方法。本发明充分考虑了双流道无阻塞泵的工作环境，针对其工作介质的特殊性和实际运行中蜗壳内容易出现的流动阻塞、隔舌处发生汽蚀等问题，提出了一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法。通过对基圆直径、隔舌角度、进口宽度以及喉部面积进行设计，克服了螺旋形蜗壳间隙小的缺点，能够提高蜗壳的输送能力，避免造成阻塞，提高泵效率及寿命。

Description

一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法

技术领域

本发明涉及一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，特别涉及了一种高效的双流道无阻塞泵的螺旋形蜗壳的设计方法。

背景技术

随着工农业生产的不断发展，在化工、矿山、食品、造纸等诸多行业的工艺流程、生活污水和工业废水等的排放过程中，都需要大量输送含有固体颗粒悬浮物或纤维状悬浮物液体的无阻塞泵。常见的无阻塞泵有渣浆泵、单流道泵、双流道泵、螺旋离心泵、旋流泵等，双流道泵由于其介质通过能力强、流道对称、平衡性好、运行平稳、可靠性高，因而被广泛应用。与普通离心泵相比，双流道泵主要用于输送污水污物，因而在流动过程中容易因液流阻塞而引起的噪声和振动。另外限于蜗壳的结构，隔舌处间隙小，如果设计不当极易发生汽蚀及堵塞，因此双流道无阻塞泵的压水室设计对于泵的正常运行尤为重要。目前，人们在设计双流道无阻塞泵的蜗壳时，往往参考离心泵蜗壳的设计方法，并没有基于双流道泵特有的隔舌间隙小、容易阻塞等流动特点提出一套完整的蜗壳设计方法，因此有必要提出一种高效的双流道无阻塞泵的螺旋形蜗壳的设计方法。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明充分考虑了双流道无阻塞泵的工作环境，针对其工作介质的特殊性和实际运行中蜗壳内容易出现的流动阻塞、隔舌处发生汽蚀等问题，本提出了一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法。本发明对基圆直径、隔舌角度、进口宽度以及喉部面积进行设计，克服了螺旋形蜗壳间隙小的缺点，能够提高蜗壳的输送能力，避免造成阻塞，提高泵效率及寿命。

实现上述目的所采用的技术方案是：

一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，提供了一种高效双流道无阻塞泵的螺旋形蜗壳的设计方法，其特征在于所述双流道无阻塞泵的蜗壳的设计参数按照以下方法确定：

1)

高比转速和尺寸小时取大值,反之取小值；

比转速小时取大值,反之取小值；

2)

小泵取小值，反之取大值，

δ＝(7～50)mm；

3)α₀＝α₃，α₃为叶轮出口稍后的绝对液流角；

4)比转速大者取大值，反之取小值；

5)

k₃＝0.3～0.6，比转速大者取小值，反之取大值；

6)

截面修正系数C_F按下式取值：

C_F＝1.4～1.5，比转速大者取大值，反之取小值；

7)

8)

θ＝7°～15°,在保证安装要求的条件下尽量取大值；式中：D₃—蜗室基圆直径，m；

—基圆尺寸系数；

—基圆修正系数；

Q—泵的体积流量，m³/s；

n—转速，r/min；

b₃—涡室进口宽度，m；

—蜗壳进口宽度系数；

n_s—泵比转速；

s₁—叶轮前盖板厚度，m；

s₂—叶轮后盖板厚度，m；

α₀—隔舌螺旋角，度；

α₃—叶轮出口绝对液流角，度；

—隔舌安放角，度；

v₃—蜗室喉部速度，m/s；

k₃—蜗室喉部速度系数；

g—重力加速度，m/s²；

H—泵的扬程，m；

F₈—第8断面面积，m³；

C_F—截面修正系数；

F_i—第i断面面积，m³；

φ_i—包角，第0断面到第i断面的夹角；

D_d—蜗室排出口直径，m；

L—扩散管高度，m；

θ—蜗室扩散角，度。

较佳的，所述的基圆修正系数按照以下公式计算：

当泵的比转速30≤n_s≤140时，

当泵的比转速n_s＞140时，

式中：—基圆修正系数；

n_s—泵比转速。

较佳的，所述的蜗壳进口宽度系数按照以下公式计算：

式中：—基圆设计系数；

n_s—泵比转速。

较佳的，所述的蜗壳的隔舌安放角按照以下公式计算：

式中：—基圆设计系数；

n_s—泵比转速。

较佳的，所述的蜗壳蜗室喉部速度系数k₃按照以下公式计算：

式中：k₃—截面修正系数；

n_s—泵比转速。

较佳的，所述的蜗壳截面修正系数C_F按照以下公式计算：

C_F＝0.0335lnn_s+1.2902(30≤n_s≤900)

式中：C_F—截面修正系数；

n_s—泵比转速。

本发明的有益效果为：

本发明提出的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，充分考虑了双流道无阻塞泵的工作环境，针对其工作介质的特殊性和实际运行中蜗壳内容易出现的流动阻塞、隔舌处发生汽蚀等问题，对基圆直径、隔舌角度、进口宽度以及喉部面积进行设计，克服了螺旋形蜗壳间隙小的缺点，能够提高蜗壳的输送能力，避免造成阻塞，提高泵效率及寿命。

附图说明

图1所示为本发明的示意图；

附图标记说明：D₃—蜗室基圆直径，b₃—涡室进口宽度，α₀—隔舌螺旋角，—隔舌安放角，D_d—蜗室排出口直径，L—扩散管高度，θ—蜗室扩散角，度。0—第0断面，1—第1断面，2—第2断面，3—第3断面，4—第4断面，5—第5断面，6—第6断面，7—第7断面，8—第8断面。

具体实施方式

现结合本发明一个具体实施例进行说明，该双流道无阻塞泵的设计参数为：Q＝50m³/h，H＝7m，n＝2950r/min；计算得泵的比转速n_s＝289.9

蜗壳各结构参数计算公式如下：

1)

2)

s₁＝2.5mm，

s₂＝25mm，

δ＝20mm；

3)α₀＝α₃；

4)

5)

6)

C_F＝0.0335lnn_s+1.2902＝1.48

7)F₁＝695mm²，F₂＝1389mm²，F₃＝2084mm²，F₄＝2778mm²，F₅＝3473mm²，F₆＝4167mm²，F₇＝4862mm²；

8)

θ＝10°，

D_d＝100mm。

Claims

1.一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，提供了一种高效双流道无阻塞泵的螺旋形蜗壳的设计方法，其特征在于所述双流道无阻塞泵的蜗壳的设计参数按照以下方法确定：

1)

高比转速和尺寸小时取大值,反之取小值；

比转速小时取大值,反之取小值；

2)

小泵取小值，反之取大值，

δ＝(7～50)mm；

3)α₀＝α₃，α₃为叶轮出口稍后的绝对液流角；

4)比转速大者取大值，反之取小值；

5)

k₃＝0.3～0.6，比转速大者取小值，反之取大值；

6)

截面修正系数C_F按下式取值：

C_F＝1.4～1.5，比转速大者取大值，反之取小值；

7)

8)

θ＝7°～15°,在保证安装要求的条件下尽量取大值；

式中：D₃—蜗室基圆直径，m；

—基圆尺寸系数；

—基圆修正系数；

Q—泵的体积流量，m³/s；

n—转速，r/min；

b₃—涡室进口宽度，m；

—蜗壳进口宽度系数；

n_s—泵比转速；

s₁—叶轮前盖板厚度，m；

s₂—叶轮后盖板厚度，m；

α₀—隔舌螺旋角，度；

α₃—叶轮出口绝对液流角，度；

—隔舌安放角，度；

v₃—蜗室喉部速度，m/s；

k₃—蜗室喉部速度系数；

g—重力加速度，m/s²；

H—泵的扬程，m；

F₈—第8断面面积，m³；

C_F—截面修正系数；

F_i—第i断面面积，m³；

φ_i—包角，第0断面到第i断面的夹角,度；

D_d—蜗室排出口直径，m；

L—扩散管高度，m；

θ—蜗室扩散角，度。

2.根据权利要求1所述的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，其特征在于：所述的基圆修正系数按照以下公式计算：

当泵的比转速30≤n_s≤140时，

当泵的比转速n_s＞140时，

式中：—基圆修正系数；

n_s—泵比转速。

3.根据权利要求1所述的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，其特征在于：所述的蜗壳进口宽度系数按照以下公式计算：

式中：—基圆设计系数；

n_s—泵比转速。

4.根据权利要求1所述的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，其特征在于：所述的蜗壳的隔舌安放角按照以下公式计算：

式中：—基圆设计系数；

n_s—泵比转速。

5.根据权利要求1所述的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，其特征在于：所述的蜗壳蜗室喉部速度系数k₃按照以下公式计算：

式中：k₃—截面修正系数；

n_s—泵比转速。

6.根据权利要求1所述的一种双流道无阻塞泵蜗壳的设计方法，其特征在于：所述的蜗壳截面修正系数C_F按照以下公式计算：

C_F＝0.0335lnn_s+1.2902(30≤n_s≤900)

式中：C_F—截面修正系数；

n_s—泵比转速。