CN1165687C - 排沙水泵叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种排沙水泵叶轮，其技术方案是叶片工作面至少在叶轮出口处与后盖板的夹角是钝角，这种叶片可以是短叶片、矮叶片和车小叶轮前、后盖板之后所裸露出的叶片。其优点是这种叶片能使沙粒和水在流出叶轮时，已获得指向前盖板方向的轴向分速度，使叶轮出口流出的沙粒分布均匀，从而减少沙粒聚集在叶轮后盖板上之后对泵体产生过于集中的冲击和磨损。
Description
技术领域
本发明涉及一种排沙水泵叶轮，适用于输送液体中含固体磨粒的排沙水泵或杂质泵，尤其适用于液下泵，潜水泵抽水排沙。
背景技术
现有的液下泵、潜水泵为了能通畅地排放固体，它的泵体压出室都是环形的，尤其是井用泵的泵体压出室是一个完整的圆环形。这种泵体侧面开有出水流道。水泵工作时，固体磨粒，如沙粒随着水流进入叶轮吸入口后，在惯性力作用下，沙粒首先冲到叶轮后盖板上，再沿着后盖板从叶轮出口射向泵体周壁，使泵体周壁的内表面出现环状V形沟槽。检查表明，V形沟槽最初形成的位置与叶轮后盖板在同一平面内。一旦出现环状V形沟槽，沟槽内便会积满高速滑动的沙粒，因此，泵体会早早磨穿。
发明内容
本发明的目的是提供一种排沙水泵叶轮，它能使沙粒和水在流出叶轮时，已获得轴向分速度。从而使叶轮出口流出的沙粒分布保持均匀，以减少泵体周壁，特别是叶轮后盖板所指向的泵体内周壁过于集中的沙粒冲击和磨损。
本发明所采用的技术方案是：叶轮有起始端在叶轮入口8与出口9之间，末端在叶轮出口9的短叶片4，或者所述的叶轮有矮叶片5，矮叶片5的宽度b’小于叶片2宽度b。短叶片4的工作面6’至少在叶轮出口处与后盖板1的夹角即短叶片工作面6’的接触水流一侧是钝角。矮叶片5的工作面6″至少在叶轮出口9处与后盖板1的夹角即短叶片工作面接触水流一侧是钝角。
叶轮前盖板3的外径小于后盖板1的外径和叶片2的外径。
叶轮前盖板3的外径小于后盖板1的外径和叶片2的外径，所裸露的叶片侧面7是倾斜方向与叶片工作面6在叶轮出口处的倾斜方向相同的斜面。
叶轮前盖板3和后盖板1的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是短叶片4，或是矮叶片5，所说的长叶片是起始端在叶轮入口8，末端在叶轮出口9的叶片2。
后盖板是凸、凹曲面14，或者叶片工作面6在叶轮出口9的切断面是凸、凹曲线12’，所说的叶片工作面6与后盖板1的夹角是直线a与平面b的夹角，其中：
叶片工作面6分别与前盖板3内表面、后盖板1内表面相交所得的两条交面线在叶轮出口9处的两个端点10和11的连线是直线a.
叶片工作面6与后盖板1的内表面相交所得的一条交面线在叶轮出口9处有一个端点11，过这个端点11并且垂直于泵轴线15的平面是平面b。
叶片本体在直线a与平面b的夹角是锐角一侧，所说的叶片是长叶片或是短叶片4，所说的长叶片是起始端在叶轮入口8，末端在叶轮出口9的叶片2。
短叶片所在的后盖板1是凸、凹曲面14，或者矮叶片工作面6″在叶轮出口9的切断面是凸、凹曲线，所说的叶片工作面6与后盖板1的夹角是直线c与平面b的夹角，其中：
矮叶片工作面6″分别与后盖板1内表面、矮叶片半开一侧的侧面16所在的平面相交所得的两条交面线在叶轮出口9处的两个端点11和17的连线是直线c。
矮叶片工作面6″与后盖板1内表面相交所得的一条交面线在叶轮出口9处有一个端点11，过这个端点11并且垂直于泵轴线15的平面线在叶轮出口9处有一个端点11，过这个端点11并且垂直于泵轴线15的平面是平面b；
矮叶片本体在直线c与平面b的夹角是锐角一侧，
叶轮前盖板3的外径小于后盖板1的外径和叶片2的外径，或者叶轮前盖板3和后盖板1的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片是轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是短叶片4，所说的长叶片是起始端在叶轮入口8，末端在叶轮出口9的叶片2。
叶轮前盖板3的外径小于后盖板1的外径和叶片的外径，或者叶轮前盖板3和后盖板1的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片是轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是矮叶片5，所说的长叶片是起始端在叶轮入口8，末端在叶轮出口9的叶片2。
上述技术方案中，各种型式的叶轮在侧面都有裸露的叶片，叶片工作面或叶片侧面是倾斜的斜面，从叶轮侧面流出的水和沙粒都会由此产生轴向分速度。叶轮中采用短叶片、矮叶片后，增加了产生上述轴向分速度的机会。缩小前盖板外径，特别是同时缩小前后盖板的外径，所产生的轴向分速度会更加明显，轴向分速度的数值会更大。因此，上述技术方案完全能实现本发明的目的。
本发明的优点是由于叶轮能使沙粒等固体磨粒产生轴向分速度，使叶轮出口流出的沙粒分布趋于均匀，最终不会由于沙粒过于集中冲击泵体周壁而使泵体过早磨穿。
附图说明
图1：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮立体示意图。
图2：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮轴面示意图。
图3：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮有短叶片平面示意图。
图4：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮有短叶片轴面示意图。
图5：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮有矮叶片平面示意图。
图6：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮有矮叶片轴面示意图。
图7：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮缩小前盖板轴面示意图。
图8：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮同时缩小前、后盖板轴面示意图。
图9：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮同时缩小前后盖板立体示意图。
图10：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮叶片断面凹下立体示意图。
图11：本发明一种实施例的排沙水泵叶轮后盖板凹下轴面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
在图1中，叶片2的工作面6在出口处的切断面上的交线12是相对叶轮后盖板1倾斜的。这时叶片2在平面图上的形状与图3、图5中的叶片2的形状相同。图2是图1的叶轮轴面图。
图3和图4分别是另一种叶轮的平面图和轴面图，这种叶轮有短叶片4。
图5和图6分别是有矮叶片的叶轮平面图和轴面图。图中矮叶片的宽度b’小于通常所指的叶片2的宽度b。这时，如果移走叶片2和前盖板3，矮叶片5与后盖板1的组合就是一个半开式叶轮。图6中，半开一侧的侧面16在水流通过的流道中。图7中的叶轮前盖板3外径小于后盖板1外径和叶片外径。叶片有裸露出来的侧面7。图7中裸露出叶片2的这一部分，相当于是半开式叶轮。总体上，相当于一个离心叶轮与一个半开式叶轮的组合。裸露的叶片侧面7是斜面，它的倾斜方向与叶片2在叶轮出口9的倾斜方向相同。图8中，叶轮前盖板3与后盖板1的外径都小于叶片2的外径。这时，叶片2裸露出的叶片相当于轴流式叶片。总体上，相当于一个离心叶轮与一个轴流式叶轮的组合。上述各实施例中，各种叶片至少在叶轮出口9处的夹角是钝角，其测量位置在叶片工作面6接触水流一侧。因此，在叶轮正转时，从叶轮出口流出的水和沙粒都会获得指向前盖板的轴向分速度，图2、图4、图6、图7、图8所示的叶轮轴面图中，后盖板1都是平面式的。图10中叶片工作面6在叶轮出口9处的切断线是凹曲线12’。凹曲线12’与前盖板出口的交点10，与后盖板1出口的交点11的连线是直线a。在图11中，叶片工作面6与后盖板1’是凹锥面。直线b’是过交点11并垂直于泵轴线15的平面b的投影。图11是图10所示叶轮轴面图。所说的叶片工作面6与后盖板1在出口处的夹角就是直线a与平面b的夹角，这时叶片2本体在直线a与平面b夹角是锐角一侧。前面所说的叶片工作面6接触水流的一侧的角度是115°，因此，叶片本体在叶片工作面6与后盖板1夹角在叶轮出口处的角度是65°一侧。在图7中，所裸露的叶片侧面7与后盖板1的夹角是175°。叶片工作面6、侧面7与水流接触后，能使水流与水中所含的沙粒获得指向前盖板3方向的轴向分速度，使叶轮出口流出的沙粒分布均匀，从而减少沙粒对泵体内周壁过于集中的冲击和磨损。
Claims (10)
1、一种排沙水泵叶轮，它包括前盖板(3)、后盖板(1)和叶片(2)，叶片工作面(6)至少在叶轮出口(9)处与后盖板(1)的夹角即叶片工作面接触水流一侧的夹角是钝角，其特征在于所述的叶轮有起始端在叶轮入口(8)与出口(9)之间，末端在叶轮出口(9)的短叶片(4)，或者所述的叶轮有矮叶片(5)，矮叶片(5)的宽度b’小于叶片(2)宽度b。
2、如权利要求1所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的短叶片(4)的工作面(6’)至少在叶轮出口处与后盖板(1)的夹角即短叶片工作面(6’)的接触水流一侧是钝角。
3、如权利要求1所述的排沙水泵叶轮，其特征在于矮叶片(5)的工作面(6″)至少在叶轮出口(9)处与后盖板(1)的夹角即矮叶片工作面接触水流一侧是钝角。
4、如权利要求1、2或3所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的叶轮前盖板(3)的外径小于后盖板(1)的外径和叶片(2)的外径。
5、如权利要求1、2或3所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的叶轮前盖板(3)的外径小于后盖板(1)的外径和叶片(2)的外径，所裸露的叶片侧面(7)是倾斜方向与叶片工作面(6)在叶轮出口处的倾斜方向相同的斜面。
6、如权利要求1、2或3所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的叶轮前盖板(3)和后盖板(1)的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片是轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是短叶片(4)，或是矮叶片(5)，所说的长叶片是起始端在叶轮入口(8)，末端在叶轮出口(9)的叶片(2)。
7、如权利要求1或2所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的后盖板是凸、凹曲面(14)，或者叶片工作面(6)在叶轮出口(9)的切断面是凸、凹曲线(12’)，所说的叶片工作面(6)与后盖板(1)的夹角是直线a与平面b的夹角，其中：
叶片工作面(6)分别与前盖板(3)内表面、后盖板(1)内表面相交所得的两条交面线在叶轮出口(9)处的两个端点(10)和(11)的连线是直线a；
叶片工作面(6)与后盖板(1)的内表面相交所得的一条交面线在叶轮出口(9)处有一个端点(11)，过这个端点(11)并且垂直于泵轴线(15)的平面是平面b；
叶片本体在直线a与平面b的夹角是锐角一侧，所说的叶片是长叶片或是短叶片(4)，所说的长叶片是起始端在叶轮入口(8)，末端在叶轮出口(9)的叶片(2)。
8、如权利要求1或3所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的矮叶片所在的后盖板(1)是凸、凹曲面(14)，或者矮叶片工作面(6″)在叶轮出口(9)的切断面是凸、凹曲线，所说的叶片工作面(6)与后盖板(1)的夹角是直线c与平面b的夹角，其中：
矮叶片工作面(6″)分别与后盖板(1)内表面、矮叶片半开一侧的侧面(16)所在的平面相交所得的两条交面线在叶轮出口(9)处的两个端点(11)和(17)的连线是直线c；
矮叶片工作面(6″)与后盖板(1)内表面相交所得的一条交面线在叶轮出口(9)处有一个端点(11)，过这个端点(11)并且垂直于泵轴线(15)的平面是平面b；
矮叶片本体在直线c与平面b的夹角是锐角一侧。
9.如权利要求7所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的叶轮前盖板(3)的外径小于后盖板(1)的外径和叶片(2)的外径，或者叶轮前盖板(3)和后盖板(1)的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片是轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是短叶片(4)，所说的长叶片是起始端在叶轮入口(8)，末端在叶轮出口(9)的叶片(2)。
10、如权利要求8所述的排沙水泵叶轮，其特征在于所述的叶轮前盖板(3)的外径小于后盖板(1)的外径和叶片的外径，或者叶轮前盖板(3)和后盖板(1)的外径都小于叶片的外径，所裸露的叶片是轴流式叶片，所说的轴流式叶片是长叶片，或是矮叶片(5)，所说的长叶片是起始端在叶轮入口(8)，末端在叶轮出口(9)的叶片(2)。
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