CN114310204A - 一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法，涉及多级泵的领域，其包括步骤一，铸造导叶体粗胚，导叶体粗胚包括圆盘状的轮盘、设置在轮盘一侧的反导叶和设置在轮盘另一侧的待加工的正导叶基体；步骤二，在正导叶基体上加工出正导叶，得到导叶体成品。本申请具有降低导叶体再次设计的成本，在提高导叶体性能的同时降低导叶体加工的成本。

Description

一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法

技术领域

本申请涉及多级泵的领域，尤其是涉及一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 。

背景技术

多级泵的基本构造是由进水段、出水段、中段、尾盖、叶轮、导叶、泵体、泵轴、轴承、密封环、填料函等部件构成。叶轮是多级泵的核心部分，它转速高出力大，水依靠叶轮的旋转获取离心力；导叶体是离心泵的转能装置，它的作用是把叶轮甩出来的液体收集起来，使液体的流速降低，把部分速度能头转变为压力能头后，再均匀地引入下一级或者经过扩散管排出。

相关技术中，需要根据不同工况调整多级泵的性能，多级泵的流量与叶轮的扬程为负线性相关关系，有时多级泵的性能无法同时满足实际工况所需要的流量和扬程，需要调整多级泵的性能，调整多级泵的性能常规采用叶轮切割的办法实现，但叶轮切割过多，会导致叶轮和导叶体的正导叶之间的间隙过大，水的动能会在叶轮与导叶体的正导叶之间的间隙大量损失，水泵的效率会明显下降。

泵的效率与叶轮的扬程的变化关系近似于正弦函数曲线，即叶轮外径一定的情况下，泵的效率最优点对应的扬程、流量一定，如果用户要求的扬程、流量离泵的效率最优点较远，多级泵的效率也会降低。

针对上述中的相关技术，发明人认为在调整多级泵性能的过程中，在进行叶轮切割后，也需要同步更换与叶轮配合的径向导叶体，通过设计与切割后的叶轮相适配的径向导叶体，可以有效保障多级泵的效率。

径向导叶体的制作方法一般有2种，一种采用铸件，一种采用锻件。采用铸件的方法：正反导叶均采用铸造方法铸出，外圆装配尺寸采用机械加工。但因正导叶叶片数较多、流道、尤其喉部尺寸较小，铸件尺寸误差较大，粗糙度较大，故泵的高效点偏离、且效率较低。采用锻件的方法：先锻出一个实心的圆饼，然后采用数控加工，正、反导叶全部采用数控加工，整体铣出。锻件尺寸误差小、粗糙度较小，泵的高效点偏离较小且效率较高，但锻件的加工成本会很高。

但是，再次加工与叶轮相适配的径向导叶体，一方面根据切割后叶轮的尺寸定制径向导叶体，需要重新设计、重新加工，增加了生产成本；另一方面，重新设计、重新加工，需要时间，重新设计模具也需要时间，容易影响多级泵的正常使用。

在为切割后的叶轮更换适配的导叶体以保障多级泵的效率的同时，发明人希望能够兼顾导叶体的再制作成本，为此，发明人提供了一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法。

发明内容

为了兼顾导叶体的再制作成本，本申请提供一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 ,具有的效果。

本申请提供的一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 采用如下的技术方案：

一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 ，包括，

步骤一，铸造导叶体粗胚，所述导叶体粗胚包括圆盘状的轮盘、设置在所述轮盘一侧的反导叶和设置在所述轮盘另一侧的待加工的正导叶基体；

步骤二，在所述正导叶基体上加工出正导叶，得到导叶体成品。

通过采用上述技术方案，先制作带有轮盘和反导叶结构的导叶体粗胚，导叶体粗胚上的正导叶结构未进行加工，而是保留了待加工的正导叶基体，导叶体上的反导叶结构和正导叶结构分两步进行加工。导叶体粗胚尺寸和导叶体粗胚的注塑模具不需要重新设计，正导叶可以根据叶轮尺寸单独进行加工本，降低了设计成本和模具成本；导叶体的正导叶和反导叶所形成的流道中，液体的流速不同，为了保障泵的效率，需要降低导叶体上正导叶和反导叶对液体流动的影响，正导叶直接与叶轮对接，正导叶形成的流道内的液体流速很快，为保证泵的效率，正导叶的光洁度要求较高，相对的反导叶的光洁度要求不高，通过铸造的方式制备带有反导叶、轮盘和正导叶基体特征的导叶体粗胚，反导叶既符合使用要求、制造成本又低，而正导叶可以在正导叶基体的基础上进行再加工，可以选用数控铣等高精度的加工方式以保障正导叶的光洁度，同时在正导叶基体上加工正导叶，加工切削量小，既保证了加工精度要求，又控制了加工成本。

可选的，所述步骤一包括：S11，确定多级泵原装叶轮直径D1；S12,针对直径为D1的叶轮设计导叶体粗胚；S13，制备导叶体粗胚模具；S14，铸造导叶体粗胚；

S21，根据实际性能要求，确定叶轮切割后的直径D2；S22，针对直径为D2的叶轮设计导叶体成品的图纸；S23，在正导叶基体上加工出正导叶。

通过采用上述技术方案，在加工正导叶时，根据实际需要可以在正导叶基体上加工原装叶轮或切割后叶轮所适配的正导叶，避免了完全重新设计叶轮，提高了导叶体的生产效率；重新设计的导叶体，与切割后的叶轮适配性更好，在满足泵性能要求的同时，提高泵的效率。

可选的，S12中，同时设计出直径为D1的叶轮所适配的正导叶进口直径D3；S22中，直径为D2的叶轮所适配的正导叶进口直径为D4,且D1:D2=D3:D4。

通过采用上述技术方案，采用等比例缩小的方式缩小正导叶的进口直径，满足使用要求的同时，减少设计所需时间；等比例缩小的方式还会缩小叶轮与正导叶之间的间隙，泵的效率相较于配原导叶还要高。

可选的，S12中，同时设计出直径为D1的叶轮所适配的正导叶的喉部面积S1；S22中,同时设计出直径为D2的叶轮所适配的正导叶的喉部面积S2；以泵效率最高是的流量为最优流量，D1和D2的叶轮所对应的泵的最优流量分别为Qopt1、Qopt2，Qopt1/Qopt2=(S1/S2)^0.5。

通过采用上述技术方案，正导叶进水口处的宽度为b，正导叶进水口处的内切圆直径为d，正导叶的喉部面积S=b*d，正导叶的喉部面积与泵的最优流量直接相关；当实际工况所需的流量偏离泵的最优流量时，在重新设计正导叶时，重新设计正导叶喉部面积，另最优流量改变并靠近实际工况所需的流量，更好的提高泵的效率。

可选的，步骤二中正导叶采用数控铣加工而成。

通过采用上述技术方案，利用数控铣加工正导叶，能够加工出光洁度较好的正导叶。正导叶形成的流道直接与叶轮对接，进入正导叶流道的介质流速高，对流道光洁度的要求也高；反导叶流道内的介质流速则较低，对流道的光洁度要求较小。采用铸造的方式形成反导叶，既能满足使用需求，又降低了制备成本；采用数控铣的方式形成正导叶，一方面数控系保证了加工精度，另一方面正导叶部位的切削量小，单独加工正导叶的成本较低。

可选的，所述反导叶的表面粗糙度为12-13μm，所述正导叶的表面光洁度为3-3.5μm。

通过采用上述技术方案，控制正导叶和反导叶的表面粗糙程度，优化导叶体的性能。

可选的，所述反导叶的表面粗糙度为12.5μm,所述正导叶流道的光洁度要求为3.2μm。

通过采用上述技术方案，控制正导叶和反导叶的表面粗糙程度，优化导叶体的性能。

可选的，所述正导叶基体为与所述轮盘同轴的圆环状实心基体。

通过采用上述技术方案，正导叶的分布是呈圆环状的，正导叶的实心基体设置为圆环状，可以有效减小正导叶加工时的切削量。

可选的，所述导叶体粗胚的中心同轴设置有贯穿的轴安装孔。

通过采用上述技术方案，在导叶体粗胚上直接形成轴安装孔，方便制造。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

通过先制备具有轮盘、反导叶和正导叶基体的导叶体粗胚，再根据实际叶轮的尺寸将正导叶基体加工为正导叶，省去了重新制作模具，重新设计的工作量也有所减小；

通过预设叶轮切割后正导叶的尺寸换算公式，提高导叶体上正导叶重新设计的效率，在保障泵的效率的同时，提高了导叶体的加工效率；

通过铸造的方式形成导叶体上的轮盘和反导叶结构，加工精度能够满足使用要求，加工成本也交底，通过数控铣的方式在正导叶基体上加工出正导叶，正导叶的加工精度能够符合使用要求，同时加工切削量也得以控制，通过分步加工的方式用不同的工艺加工导叶体上的反导叶和正导叶，既能满足导叶体使用时对各结构的性能要求，又能控制加工成本。

附图说明

图1是本申请实施例中导叶体粗胚的整体结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视结构示意图；

图3是本申请实施例中正导叶进口直径为D1的导叶体整体结构示意图；

图4是图3中导叶体的剖面结构示意图；

图5是本申请实施例中正导叶进口直径为D2的导叶体整体结构示意图；

图6是图5中导叶体的剖面结构示意图。

附图标记：1、导叶体粗胚；2、导叶体；3、轮盘；4、反导叶；5、正导叶基体；6、正导叶；7、轴安装孔；8、叶轮。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开了一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 ，包括：

步骤一，铸造导叶体粗胚1，参考图1，导叶体粗胚1包括圆盘状的轮盘3、设置在轮盘3一侧的反导叶4和设置在轮盘3另一侧的待加工的正导叶基体5，导叶体粗胚1的正中心设置有贯穿的轴安装孔7。

S11，确定多级泵原装叶轮8直径D1。

S12,针对直径为D1的叶轮8设计导叶体粗胚1，即设计出导叶体粗胚1上的轮盘3尺寸、反导叶4尺寸和正导叶基体5的尺寸，正导叶基体5为圆环状的实心基体；同时对应直径为D1的叶轮8设计出正导叶6的进口直径D3、正导叶6的喉部面积S1。

S13，制备导叶体粗胚1模具。

S14，铸造导叶体粗胚1。

步骤二，在正导叶基体5上加工出正导叶6，得到导叶体2成品。

S21，根据实际性能要求，确定叶轮8切割后的直径D2；若是原装叶轮8，则D2=D1。

S22，针对直径为D2的叶轮8设计导叶体2成品的图纸，对应直径为D2的叶轮8设计出正导叶6的进口直径D4、正导叶6的喉部面积S2。

S23，采用数控铣的方式在正导叶基体5上加工出正导叶6。

参考图3和图4，正导叶6进水口处的宽度为b，正导叶6进水口处的内切圆直径为d，正导叶6的喉部面积S=b*d，正导叶6的喉部面积与泵的最优流量直接相关。以泵效率最高时的流量为最优流量，D1和D2的叶轮8所对应的泵的最优流量分别为Qopt1、Qopt2，Qopt1/Qopt2=(S1/S2)^0.5。

参考图4和图6，任何导叶体2在制作时都需要先设计出原装导叶体2的进口直径D3，在设计时，原装叶轮8直径D1、切割后叶轮8直径D2、原装导叶体2的正导叶6进口直径D3和切割后叶轮8对应的正导叶6进口直径D4满足D1:D2=D3:D4，在调整叶轮8直径以调整泵的性能时，需要先确定好D2，如此可以快速得到D4的值，降低重新设计的工作量，同时，等比例缩减的方式不仅能够避免正导叶6和叶轮8之间的间隙增大，还会进一步缩小间隙，液体在间隙中的动能损耗会更小，有助于提高泵的效率。

反导叶4的表面粗糙度为12-13μm，正导叶6的表面光洁度为3-3.5μm。本实施例中，反导叶4的表面粗糙度设置为12.5μm,正导叶6流道的光洁度要求为3.2μm。正导叶6形成的流道直接与叶轮8对接，正导叶6流道内的液体流速很快，为了降低动能损耗，对光洁度要求较高，且正导叶6之间间隙较小适合采用数控铣加工；反导叶4形成的流道内液体流速较低，对光洁度的要求也低，且反导叶4之间间距较大，可以采用铸造的方式加工。

本申请实施例公开的一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 的实施原理为：先制备具有轮盘3、反导叶4和正导叶基体5的导叶体粗胚1，再根据实际叶轮8的尺寸将正导叶基体5加工为正导叶6，省去了重新制作模具，重新设计的工作量也有所减小；通过预设叶轮8切割后正导叶6的尺寸换算公式，提高导叶体2上正导叶6重新设计的效率，在保障泵的效率的同时，提高了导叶体2的加工效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锅炉给水泵的径向导叶体制造方法 ，其特征在于：包括，

步骤一，铸造导叶体粗胚（1），所述导叶体粗胚（1）包括圆盘状的轮盘（3）、设置在所述轮盘（3）一侧的反导叶（4）和设置在所述轮盘（3）另一侧的待加工的正导叶基体（5）；

步骤二，在所述正导叶基体（5）上加工出正导叶（6），得到导叶体（2）成品。

2.根据权利要求1所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：所述步骤一包括：S11，确定多级泵原装叶轮（8）直径D1；S12,针对直径为D1的叶轮（8）设计导叶体粗胚（1）；S13，制备导叶体粗胚（1）模具；S14，铸造导叶体粗胚（1）；

S21，根据实际性能要求，确定叶轮（8）切割后的直径D2；S22，针对直径为D2的叶轮（8）设计导叶体（2）成品的图纸；S23，在正导叶基体（5）上加工出正导叶（6）。

3.根据权利要求2所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：S12中，同时设计出直径为D1的叶轮（8）所适配的正导叶（6）进口直径D3；S22中，直径为D2的叶轮（8）所适配的正导叶（6）进口直径为D4,且D1:D2=D3:D4。

4.根据权利要求2-3任一所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：S12中，同时设计出直径为D1的叶轮（8）所适配的正导叶（6）的喉部面积S1；S22中,同时设计出直径为D2的叶轮（8）所适配的正导叶（6）的喉部面积S2；以泵效率最高是的流量为最优流量，D1和D2的叶轮（8）所对应的泵的最优流量分别为Qopt1、Qopt2，Qopt1/Qopt2=(S1/S2)^0.5。

5.根据权利要求1所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：步骤二中正导叶（6）采用数控铣加工而成。

6.根据权利要求6任一所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：所述反导叶（4）的表面粗糙度为12-13μm，所述正导叶（6）的表面光洁度为3-3.5μm。

7.根据权利要求7所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：所述反导叶（4）的表面粗糙度为12.5μm,所述正导叶（6）流道的光洁度要求为3.2μm。

8.根据权利要求2-3任一所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：所述正导叶基体（5）为与所述轮盘（3）同轴的圆环状实心基体。

9.根据权利要求1所述的一种径向导叶体制造方法，其特征在于：所述导叶体粗胚（1）的中心同轴设置有贯穿的轴安装孔（7）。

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