CN111207107A - 一种杂质泵环形压水室 - Google Patents

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高旭娜
袁建刚
朱平
丁琪
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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
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Abstract

本发明设计了一套相对完善准确的杂质泵环形压水室的主要几何参数。通过上述计算方法确定杂质泵环形压水室的主要几何参数，包括：涡室基圆直径D2、涡室进口宽度b3、叶轮涡室间距h、扩散管偏心距A、扩散管长度L、涡室外径R、涡室断面半径r。该设计方案在一定程度上提高了泵运行效率，同时也有利于提高其抗堵塞性能，从而提高了系统运行的稳定性和高效性。

Description

一种杂质泵环形压水室
技术领域
本发明涉及一种杂质泵,特别涉及一种杂质泵环形压水室水力设计。
背景技术
水泵的压水室的作用是把液体在最小的流动损失情况下导入下一级叶轮或引向出水管，同时将部分动能转化为压力能。
水泵压水室种类很多，常用的有以下几种：
1.螺旋形压水室：涡室只起收集液体的作用，这时液体从叶轮均匀地流入涡室中，液体是做等速运动的，动能转变成压力能是在蜗壳后的扩散管中进行的。
2.径向导叶：径向导叶固定于叶轮出口的外面，导叶的作用和蜗壳的作用相同，前段只起收集液体的作用，液体在此段做等速运动，只是到了扩散部分才将一部分动能转变成压力能。
3.环形压水室：多用于杂质泵出水段上，这种压水室各断面面积相等，其隔舌间隙较大，不易造成杂质的堵塞，而且在工艺方面便于实行衬胶等措施。
然而现有环形压水室并没有专门的水力设计理论，只是在螺旋形压水室设计的基础上稍加改变，导致了环形压水室效率较低。
为了使杂质泵环形压水室的水力设计更加合理，实现以尽可能少的投资达到最佳的装置性能，本发明提供了一种杂质泵环形压水室的水力设计方法。
发明内容
为解决现有技术存在中杂质泵环形压水室效率低的缺陷，本发明提供一种杂质泵环形压水室水力设计。
一种杂质泵环形压水室，流量为Q、扬程为H、转速为n，叶轮出口宽度为b2，杂质泵叶轮外径为D1，D2＝(1.044e0.000003423Q-0.01404e-0.0008273Q)·D1
式中：
D2—涡室基圆直径，单位毫米；
Q—泵的流量，单位米3/小时；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米；
b3＝b2+[0.2-0.0028cos(0.00636H)+0.00172sin(0.00636H)]·D1
式中：
b3—涡室进口宽度，单位毫米；
b2—叶轮出口宽度，单位毫米；
H—泵的扬程，单位米；
D1—叶轮外径，单位毫米；
Figure BDA0001875488300000021
Figure BDA0001875488300000022
Figure BDA0001875488300000023
式中：
r—涡室断面半径，单位毫米；
b3—涡室进口宽度，单位毫米；
h—叶轮涡室间距,单位毫米；
ns—叶轮比转速；
Q—泵的流量，单位米3/小时；
n—泵的转速，单位转/分；
H—泵的扬程，单位米；
D2—涡室基圆直径，单位毫米；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米；
g—重力加速度，9.8米/秒2
Figure BDA0001875488300000031
式中：
A—扩散管偏心距，单位毫米
n—泵的转速，单位转/分；
D2—涡室基圆直径，单位毫米；
Figure BDA0001875488300000032
L＝(1.142+0.00007136Q+0.002045H+0.0000002299QH+0.000001581H2)·R
式中：
R—涡室外径，单位毫米；
r—涡室断面半径，单位毫米；
h—叶轮涡室间距,单位毫米；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米；
L—扩散管长度，单位毫米；
H—泵的扬程，单位米；
Q—泵的流量，单位米3/小时。
本发明设计了一套相对完善准确的杂质泵环形压水室的主要几何参数。通过上述计算方法确定杂质泵环形压水室的主要几何参数，包括：涡室基圆直径D2、涡室进口宽度b3、叶轮涡室间距h、扩散管偏心距A、扩散管长度L、涡室外径R、涡室断面半径r。该设计方案在一定程度上提高了泵运行效率，同时也有利于提高其抗堵塞性能，从而提高了系统运行的稳定性和高效性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是杂质泵环形压水室的俯视图；
图2是杂质泵环形压水室的剖视图；
图3是本专利水力设计方法与传统水力设计方法泵效率比较结果。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
本发明通过以下几个公式来确定一种混流泵叶轮的主要几何参数，包括涡室基圆直径D2、涡室进口宽度b3、叶轮涡室间距h、扩散管偏心距A、扩散管长度L、涡室外径R、涡室断面半径r。
此实施例是在给定设计工况流量Q、设计工况扬程H、设计工况转速n，杂质泵叶轮出口宽度b2，杂质泵叶轮外径D1等几个参数来计算一种中低比转速混流泵叶轮的主要几何参数，例如Q＝250米3/小时，H＝17米，n＝1470转/分钟，b2＝36毫米，D1＝250毫米：
D2＝(1.044e0.000003423Q-0.01404e-0.0008273Q)·D1＝258mm
b3＝b2+[0.2-0.0028cos(0.00636H)+0.00172sin(0.00636H)]·D1＝85.32mm
Figure BDA0001875488300000051
Figure BDA0001875488300000052
Figure BDA0001875488300000053
Figure BDA0001875488300000054
Figure BDA0001875488300000055
L＝(1.142+0.00007136Q+0.002045H+0.0000002299QH+0.000001581H2)·R＝224.68mm
Dd＝2(R-A)＝154.18mm
本发明采用相对准确的公式对一种杂质泵环形压水室的主要几何参数进行设计，主要是通过改善压水室的相关参数以提高其效率。这不仅提高了泵运行的稳定性和高效性，还降低了其维修周期。由附图3可知，本发明设计的杂质泵环形压水室效率较传统的设计方法提高了10％左右。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种杂质泵环形压水室，流量为Q、扬程为H、转速为n，叶轮出口宽度为b2，杂质泵叶轮外径为D1，其特征在于，
D2＝(1.044e0.000003423Q-0.01404e -0.0008273Q)·D1
式中：
D2—涡室基圆直径，单位毫米；
Q—泵的流量，单位米3/小时；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米。
2.根据权利要求1所述的杂质泵环形压水室，其特征在于，
b3＝b2+[0.2-0.0028cos(0.00636H)+0.00172sin(0.00636H)]·D1
式中：
b3—涡室进口宽度，单位毫米；
b2—叶轮出口宽度，单位毫米；
H—泵的扬程，单位米；
D1—叶轮外径，单位毫米。
3.根据权利要求2所述的杂质泵环形压水室，其特征在于，
Figure FDA0001875488290000011
Figure FDA0001875488290000012
Figure FDA0001875488290000013
式中：
r—涡室断面半径，单位毫米；
b3—涡室进口宽度，单位毫米；
h—叶轮涡室间距,单位毫米；
ns—叶轮比转速；
Q—泵的流量，单位米3/小时；
n—泵的转速，单位转/分；
H—泵的扬程，单位米；
D2—涡室基圆直径，单位毫米；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米；
g—重力加速度，9.8米/秒2 。
4.根据权利要求2所述的杂质泵环形压水室，其特征在于，
Figure FDA0001875488290000021
式中：
A—扩散管偏心距，单位毫米
n—泵的转速，单位转/分；
D2—涡室基圆直径，单位毫米。
5.根据权利要求3所述的的杂质泵环形压水室，其主要特征：
Figure FDA0001875488290000022
L＝(1.142+0.00007136Q+0.002045H+0.0000002299QH+0.000001581H2)·R
式中：
R—涡室外径，单位毫米；
r—涡室断面半径，单位毫米；
h—叶轮涡室间距,单位毫米；
D1—杂质泵叶轮外径，单位毫米；
L—扩散管长度，单位毫米；
H—泵的扬程，单位米；
Q—泵的流量，单位米3/小时。
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