CN2066088U

CN2066088U - 新型高效离心泵

Info

Publication number: CN2066088U
Application number: CN 88213763
Authority: CN
Inventors: 赵军
Original assignee: Zhou Fenglou
Current assignee: Zhou Fenglou
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1990-11-21

Abstract

本实用新型提供了一种主要由A型叶片和ab型流道组成的新型高效离心泵叶轮，使ab型流道高度不变宽度沿流体流动方向逐渐减小，另外使ab型流道尽可能趋于正方形或圆形。所以本叶轮的特点：一是克服了泵内的涡流损失，二是减少了水力摩擦损失，明显的提高了泵的效率，节约了能源。

Description

本实用新型涉及一种改进的高效离心泵叶轮。

离心泵结构简单、使用面广，但现在的弱点是效率低，流体在叶轮里易产生涡流，使水力损失增大，主要原因在水轮的设计上，以下设：压力为H、圆周速度U、绝对速度C、相对速度W、相邻两叶片的前面和背面间距离a，叶片轴向高度b，叶轮半径r，注角1表示进口，注角2表示出口。则欧拉方程：

H＝ 1/(2g) ［（U² ₂－U² ₁）＋（W² ₁－W² ₂）＋（C² ₂－C² ₁）］。现行离心泵叶轮的设计就是以该方程为指导而得出：

（1）W₁＞W₂，故b₁r₁＜b₂r₂，因r₁＜r₂，b₁＞b₂，则a₁＜a₂，后改进采用

（2）W＝常数，故br＝常数。因r₁＜r₂，b₁＞b₂，则还是a₁＜a₂。所以都极易产生涡流。同时流通周面积趋大，所以磨擦损失趋大。

本实用新型目的是提供一种高效离心泵叶轮，它能减少涡流和磨擦损失，以提高现有泵的效率，达到节能的要求。

本实用新型的目的是以如下方式完成的：

根据上述欧拉方程得出上述（1）或（2）这种结果。这时叶片数无限的理想叶轮是可以的，但对叶片数有限的实际叶轮就相差很大。主要就在于当叶片数有限时，在两相邻叶片之间形成了一管状流道。（其截面是矩形也可是圆形或其它形）。流体在管内由于所受（1）推力；（2）离心力，而产生很大的压力分布不均。这个力是经叶轮旋转，通过叶片传给流体的，从弯管的小R一侧（叶片的前面）到弯管的大R一侧（相邻叶片的背面）压力是逐渐减少，也就是说叶片前面的压力比叶片背面的压力高。由于这个压力差，旋转的叶轮才可以把能量传给流体。也正由于这个压力差，在压力低处容易发生涡流，这个区域越大，涡流越严重。

鉴于流道是管状，要消除涡流，就得减少这个压力差区域：流道的截面用宽×高＝ab表示，以代替过去用欧拉方程为指导设计，而得到的流道截面，即半径×高＝rb表示。

本办法是沿流体的流动方向，流道截面高度b不变，宽度a减小，a减小量x＝a₁－a₂＝（1－ (W₁)/(W₂) ）a₁并使流道尽可能趋近正方形或圆形，这样既减少了涡流区，也使摩擦损失大大减少。

图1是本发明一种具体结构的纵向剖面图。

图2是叶轮进口或出口速度平行四边形图。

下面结合附图说明本实用新型的细节：

如图1在主盘［9］和侧盘［10］之间，均布A型叶片［1］和由A型叶片的前面［3］和相邻叶片的背面［4］形成的ab型流道［2］，流道的进口［5］流道的出口［6］，叶轮的轮毂［7］，轮缘［8］构成了该叶轮。

如图2的C型叶片［11］和rb型流道［12］构成的现行水轮。

两叶轮相比，ab型流道较rb型流道，涡流区已大大减少。

下面结合附图对该叶轮的水力计算作一简述，以便叶轮的制作。

现以圆柱形叶片为例，设

水轮的转速为n，水泵流量Q，水泵扬程H，

水轮叶片数Z，重力加速度g，

绝对速度在圆周速度上的分速为Cu，

水轮入口速度系数Ke

水轮径向速度系数Ker

相对速度系数Ko

叶片包角系数Kφ

①叶片前面：

比转数 n_s＝3.65× (n Q^1/2)/(H^3/4)

进口流速 Ce＝ke（2gH）^1／2

轮毂直径D₀按强度选取

人口直径 D₁＝（ (4Q)/(πCe) ＋D² ₀）^1／2

轮缘直径 D₂＝ (60u₂)/(πn) （2gH）^1／2

进水道宽 a＝ (πD₁)/(z)

进水道高 b＝ (Q)/(πD₁·Ce)

进口安装角 β₁＝arc Sin (k₀)/((k² ₀+ k² _er)^1/2)

出口安装角 β₂＝arc COS (k² _er)/((k² ₀+ k² _er)^1/2)

包角 φ＝K_φ／（ (b₂)/(D₂) ·K₀· (C² _u)/(u₂) ）

由以上各基本公式和现有离心泵各线算图表，就可作出叶片的前面型线。

②叶片背面

以叶片前面型线为基准，使其相邻两叶片前面和背面间的距离沿流道内流体的流动方向a趋减小，且减小量X＝a₁－a₂＝（1－ (W₁)/(W₂) ）a₁并平滑的作出叶片的背面。

③流道侧面：

在以上叶片设计的基础上，使叶片的轴向高度b＝常数，并平滑的作出流道的侧面。

有了叶片的前面，又有了改进的叶片背面，和改进的流道侧面，一种以宽×高＝ab，且b不变，a趋减小的流道的叶轮，就可做成了。这种叶片呈A型。所以称A型叶轮，其流道称ab型流道，而现行水轮的叶片呈C型，则称C型叶轮，rb型流道。

下面结合附图说明A型叶轮的工作情况：

叶轮的旋转方向和流体的运动方向如图箭头所示：

当A型叶轮如图1所示方向旋转时，流体由进口［5］进入，并流入ab型流道。（由于a渐趋缩小）比起rb形流道（由于a迅速扩大），这时的压力分布不均区域就明显减少，产生涡流区域也被排除，所以涡流损失得到了克服。且b不变，a趋减小，流道的截面趋向正方形或圆形。流道表面积减少所以磨擦损失也得到了减少。

叶轮的材料与现叶轮同，多为铸铜、铸铁。

本叶轮所配蜗壳最好采用儒马霍夫蜗壳，或沈阳水泵研究所的梯形蜗壳。

Claims

1、一种可以消除涡流，提高效率的新型高效离心泵叶轮，在主盘[9]和侧盘[10]之间，均布有A型叶片[1]和由A型叶片的前面[3]和相邻叶片的背面[4]形成的ab型流道[2]，其特征在于：若叶片前面和相邻叶片背面间的距离用a表示，叶片的轴间高度用b表示，则沿流体流动方向，流道截面ab∶且b不变，a趋减小。

2、据权利要求1所述离心泵叶轮，其特征在于：a的减小量x＝a₁－a₂＝（1－ (W₁)/(W₂) ）a₁。