CN1085993A - 轴流式高速叶片泵 - Google Patents
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Abstract
轴流式高速叶片泵是一种抽水用的大流量叶片
泵,它主要采用大轮壳比(0.45—0.6)、多叶片数(4~
5片)、高叶栅稠密度(根部0.96~1.10,外缘0.76~
0.82)的特殊设计,以及导水锥的特殊设计,(导水锥
的上端口直径为轮壳直径的0.72~0.84倍,锥底部
直径为轮壳直径的0.2~0.24倍,锥侧面的曲率半径
为轮壳直径的0.96~1.12倍)。使本发明叶轮外缘
圆周的线速度达到30米/秒,并且有高汽蚀稳定性
以及使用寿命长的显著优点,机组伴随的振动和噪音
都很轻微。
Description
本发明是一种抽水用的轴流式高速叶片泵,属于叶片泵制造的技术领域。
在现有的轴流式叶片泵的系列产品中,比转速为500~1000米·米3/秒;转/分范围,普遍发生不同程度的汽蚀现象,叶轮叶片磨损严重,效率低,当汽蚀程度很大时,机器就会产生剧烈的振动和噪声,甚至会造成故障式事故。同时,这种叶片泵的运行周期比较短,其寿命一般在1400~2700小时左右,便需要更换式翻修,因此造成维修、更新的费用较高。对一些大型泵站的大直径的叶轮,由于驱动电机极数增多,因此价格昂贵,有的配以齿轮减速箱等一系列辅助机械,泵房的土建工程扩大,使泵站投资经费大大增加。
在现有的高速叶片泵的研究中,少量模型泵的试验里,高比转数泵叶轮轮壳比都为0.25~0.35之间,叶片为2~3只,叶轮最大圆周速度小于25米/秒,作为实物泵运转,泵内汽蚀破坏是主要障碍。
本发明的目的就是提供一种使用寿命长,流量大且泵成本低的轴流式高速叶片泵。
本发明的轴流式高速叶片泵比转数为1250~1600范围,主要由导水锥(1)、轮壳(2)、进水口(3)、叶片(4)、导叶体(5)、泵座(6)、泵轴(7)、出水弯管(8)所组成。本发明的要点在于泵的叶轮采用大轮壳比的结构,其轮壳比(d=di/dh,其中di为叶轮外径,dh为轮壳外径)为0.45~0.60,叶轮叶片的数量为4~5片,叶片根部的叶栅稠密度为0.96~1.10,叶片端面的叶栅稠密度为0.76~0.82。导水锥(1)的外形为圆锥形状,其轴向剖面的两侧即锥侧面(1-3)为曲面形状,其曲率半径为轮壳直径的0.96~1.12倍,导水锥(1)的上端口(1-1)的直径为轮壳直径的0.72~0.84倍,锥底部(1-2)的直径为轮壳直径的0.20~0.24倍。叶片翼弦的长度(即以叶轮的轴心为中心划圆切割叶片所得的切割端面的长度)其相互之间的关系为:沿叶轮的半径方向将叶片5等分,所切割出的叶片翼弦长度是:叶片外缘端面的翼弦长度L1等于叶片外缘端面的叶栅稠密度乘以叶轮外圆周长度再除以叶片数;第二条翼弦长度L2=0.95L1;第三条翼弦长度L3=0.9L2;第四条翼弦长度L4=0.9L3;第五条翼弦长度(即叶片根部端面的翼弦长度)L5=0.9L4。
采用本发明的轴流式高速叶片泵其优点在于:由于采用了以大轮壳高叶栅稠密度和多叶片的独特设计方案,以及导水锥和叶片形状的改进,使本发明叶轮外缘圆周速度达到30米/秒,且通流元件大部分为层流状态,改善了水力稳定性,叶片背面的负压曲线分布均匀,从而具有高汽蚀稳定性以及使用寿命长的显著优点。另外,由于本发明翼形叶片的独特设计,提高了水力特性,叶片外缘和叶轮室间隙泄流损失大量减少,使脉动压力幅值降低,以及机组伴随的振动和噪声轻微。
图1是本发明轴流式高速叶片泵的结构示意图。
本发明的实施方案如下:
以叶轮直径为1152毫米的轴流式高速叶片泵为例,当设计扬程为4米,流量为6.4立方米/秒时,比转数为1600转/分,轮壳比为0.504,转速为490转/分,叶片数为4,轮壳直径为581mm。导水锥(1)的上端口(1-1)直径为478.4mm(即轮壳直径的0.8倍),锥底部(1-2)的直径为131.56mm(即轮壳直径的0.22倍),锥侧面(1-3)的曲率半径为581(即与轮壳的直径数值相同)。叶片外缘端面的叶栅稠密度为0.8,则叶片外缘端面的翼弦长度L1=723mm,L2=687mm,L3=618mm,L4=557mm,L5=501mm。叶片外缘端面的安放角为16°,叶片根部端面的安放角为35°。叶片采用球墨铸铁材料,铸造热处理硬度HB为204-247,叶片翼形表面粗糙度Ra为25-50微米,其它机械性能指标无特殊要求,以降低成本。根据以上所述,便可制成本发明的轴流式高速叶片泵。
Claims (3)
1、一种轴流式高速叶片泵由导水锥(1)、轮壳(2)、进水口(3)、叶片(4)、导叶体(5)、泵座(6)、泵轴(7)、出水弯管(8)所组成,其特征在于叶轮的轮壳比为0.45~0.60,叶轮上叶片(4)的数量为4~5片,叶片根部的叶栅稠密度为0.96~1.10,叶片外缘端面的叶栅稠密度为0.76~0.82。
2、根据权利要求1所述的轴流式高速叶片泵,其特征在于导水锥(1)的轴向剖面的两侧即锥侧面(1-3)为曲面形状,其曲率半径为轮壳直径的0.96~1.12倍,导水锥(1)的上端口(1-1)的直径为轮壳直径的0.72~0.84倍,锥底部(1-2)的直径为轮壳直径的0.20~0.24倍。
3、根据权利要求1或2所述的轴流式高速叶片泵,其特征在于沿叶轮的半径方向将叶片5等分,所切割出的叶片翼弦长度关系为:叶片外缘端面的翼弦长度L1等于叶片外缘端面的叶栅稠密度乘以叶轮外圆周长度再除以叶片数;第二条翼弦长度L2=0.95L1;第三条翼弦长度L3=0.9L2;第四条翼弦长度L4=0.9L3;第五条翼弦长度(即叶片根部端面的翼弦长度)L5=0.9L4。
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1993
- 1993-09-23 CN CN 93111752 patent/CN1031474C/zh not_active Expired - Fee Related
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