CN217207000U - 一种冷冻水泵及其叶轮 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种冷冻水泵及其叶轮，包括，轮毂；设置在所述轮毂外侧，与所述轮毂同轴设置的盖板；设置在所述轮毂与所述盖板之间，与所述轮毂固定连接的叶片；设置在所述盖板与所述轮毂之间的叶轮进口；设置在所述盖板远离所述轮毂的一端的叶轮出口，液体自所述叶轮进口吸入后经过所述叶片从所述叶轮出口流出；等等。本申请提供的冷冻水泵及其叶轮，相较于现有技术而言，其可以提高叶轮送水扬程，减小压水室的水力损失，提高水泵效率。

Description

一种冷冻水泵及其叶轮

技术领域

本申请涉及冷冻水泵技术领域，更具体地说，尤其涉及一种冷冻水泵及其叶轮。

背景技术

如今是一个全球倡导绿色环保的时代，节能产业蕴藏着前所未有的发展机遇。水泵是我国工业领域最主要的耗能设备之一，其使用量大，涉及面广。水泵广泛应用于石油、化工、电力、冶金、环保和市政等国民经济各领域。据不完全统计，全国水泵装机约3000万台，总容量约24000MW，耗能总量约占全国发电量的20％～25％。由此可见，水泵系统的节能潜力十分巨大。

冷冻水泵是一个冷冻水循环系统，一般应用于中央空调等大型制冷设备中，在冷冻水泵的设计过程中，冷冻水设计温度为5～7℃，而事实上，在全年绝大部分时间冷冻水的温度仅为2～4℃，即冷冻水泵为全攻略运行，增加了管道能量损失，造成冷冻水泵效率偏低且能耗过大等问题。

叶轮作为冷冻水泵的核心部件，叶轮的进口几何参数以及叶轮出口几何参数均对冷冻水泵的效率影响。

因此，亟需对冷冻水泵及其叶轮进行改进，其可以提高叶轮送水扬程，减小压水室的水力损失，提高水泵效率。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种冷冻水泵及其叶轮，其可以提高叶轮送水扬程，减小压水室的水力损失，提高水泵效率。

本申请提供的技术方案如下：

一种叶轮，其特征在于，包括，

轮毂；

设置在所述轮毂外侧，与所述轮毂同轴设置的盖板；

设置在所述轮毂与所述盖板之间，与所述轮毂固定连接的叶片；

设置在所述盖板与所述轮毂之间的进口；

设置在所述盖板远离所述轮毂的一端的叶轮出口，液体自所述进口吸入后经过所述叶片从所述叶轮出口流出；

其中，所述叶轮出口宽度b2为：

其中，λ_b＝1.05～1.1

叶轮外径D2为：

叶轮进口直径D1为：

其中，经验系数k0＝3.5-4.0，λ_d为叶轮进口直径修的正系数；且λ_d＝0.9～1；

其中，ns表示比转速；g表示重力加速度，H表示扬程，n表示叶轮转速， Q表示单吸流量，d_h表示轮毂直径。

优选地，所述叶片的数量为5-7，且所述叶片环形排布在所述轮毂表面。

优选地，叶片的进口冲角Δβ＝10°～15°

一种冷冻水泵，包括，泵体以及设置在所述泵体内的叶轮，所述叶轮为上述任意一项所述的叶轮。

本实用新型提供的冷冻水泵及其叶轮，由于设置轮毂、盖板以及叶片，其中，盖板设置在轮毂外侧，且与轮毂同轴设置，叶片设置在轮毂和盖板之间，且叶片与轮毂固定连接，在盖板和轮毂之间设置有进口，盖板远离轮毂的一端设置有叶轮出口，流体自进口吸入后经过叶片从叶轮出口流出。由于冷冻泵实际使用过程中存在效率低且能耗大的问题，通过增加叶轮出口宽度使得叶轮出口处允许通过的流量增加，出口流道流速更加平稳。在增加叶轮出口宽度的基础上减小冷冻泵的进口直径，增加冷冻泵进口处的流速，进而使得进口流速和出口流速之间的绝对速度最小，从而达到减小压水室的水力损失，提升水泵的效率。由上可知，本申请提供的冷冻水泵及其叶轮，可以其可以提高叶轮送水扬程，减小压水室的水力损失，提高水泵效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的叶轮的一种结构示意图。

附图说明：1、轮毂；2、盖板；3、叶片；4、叶轮进口；5、叶轮出口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本实用新型实施例采用递进的方式撰写。

请如图1所示，本实用新型实施例提供的叶轮，主要用于冷冻水泵中，包括，轮毂1；设置在所述轮毂1外侧，与所述轮毂1同轴设置的盖板2；设置在所述轮毂1与所述盖板2之间，与所述轮毂1固定连接的叶片3；设置在所述盖板2与所述轮毂1之间的叶轮进口4；设置在所述盖板2远离所述轮毂 1的一端的叶轮出口5，液体自所述叶轮进口4吸入后经过所述叶片3从所述叶轮出口5流出；其中，所述叶轮出口5的宽度b₂为：

其中，λ_b＝1.05～1.1

叶轮外径D₂为：

叶轮进口直径D₁为：

其中，经验系数k₀＝3.5-4.0，λ_d为叶轮进口直径修的正系数；且λ_d＝0.9～1；

其中，n_s表示比转速；g表示重力加速度，H表示扬程，n表示叶轮转速， Q表示单吸流量，d_h表示轮毂直径。

现有技术中，叶轮的结构对冷冻水泵的送水扬程和流量有很大的影响，叶轮水力计算及设计主要取决于叶轮的出口宽度b₂、叶轮外径D₂以及进口直径D₁。一般而言，叶轮设计的关键参数的取值可以如下：

叶轮出口5的宽度b₂为：

叶轮进口直径D₁为：

其中，经验系数k₀＝3.5-4.0。

但是，采用上述结构尺寸加工出的叶轮存在送水扬程低，效率低且压水室的水力损失大的问题，造成了大量的能量损失。

因此，为了能够解决现有技术中冷冻泵叶轮存在送水扬程低，冷冻效率低、压力水室水力损失大从而造成大量的能量损失的问题，本实用新型提供的冷冻泵叶轮，包括，轮毂1；设置在所述轮毂1外侧，与所述轮毂1同轴设置的盖板2；设置在所述轮毂1与所述盖板2之间，与所述轮毂1固定连接的叶片3；设置在所述盖板2与所述轮毂1之间的叶轮进口4；设置在所述盖板 2远离所述轮毂1的一端的叶轮出口5，液体自所述叶轮进口4吸入后经过所述叶片3从所述叶轮出口5流出。本实用新型实施例中的叶轮主要针对冷冻泵中的叶轮，通过对叶轮出口5的宽度b₂以及叶轮进口直径D₁进行改进，提高叶轮的送水扬程，增加冷冻泵工作效率以及减小冷冻泵工作能量损失。

其中叶轮出口5的宽度b₂的具体取值为：

其中，λ_b＝1.05～1.1；n_s表示比转速；g表示重力加速度，H表示扬程，n 表示叶轮转速。

在本申请中增加了叶轮出口宽度，一方面可以方便叶轮的加工制造，另一方面，由于叶轮出口宽度增加，使得叶轮出口处的流道变宽，对流体的流动性影响降低。

由于叶轮的出口宽度与现有技术相比进行了加宽，按照常规设计手段，应该对叶轮进行切割，减小叶轮外径D₂以及增加叶轮的进口直径，但是这样就会造成叶轮进口4处与出口处的水流速度差增加，使得压水室的水力损失增加。为了避免上述情况的产生，作为一种优选的实施方式，本实用新型实施例中通过减小叶轮的进口直径，增加冷冻泵进口处的液体流速，减小进口处与出口处的水流速度差。与叶轮出口宽度b₂相对应的，叶轮进口直径D₁的取值为：

其中，经验系数k₀＝3.5-4.0，λ_d为叶轮进口直径修的正系数；且λ_d＝0.9～1；

n表示叶轮转速，Q表示单吸流量，d_h表示轮毂直径。

由于冷冻泵的进口压力一般有0.1MPa，冷冻水泵对汽蚀余量的要求一般相对较低，叶轮进口4直径相对现有技术减小，在满足冷冻泵叶轮抗汽蚀性能的基础上，也可以减小流体在进口处和出口处之间的速度差，减小压水室的水力损失。

与上述叶轮出口宽度b₂和叶轮进口直径D₁对应的，叶轮外径D₂具体取值为：

其中：n_s表示比转速；g表示重力加速度，H表示扬程，n表示叶轮转速。

叶片数量也是影响冷冻泵性能的重要参数，若叶轮表面的叶片3的数量多，叶片3对流体的排挤和表面摩擦增加，会堵塞流道，使得泵的性能降低。叶片3的数量过小，流体液流的稳定性低，叶片3不能充分对液体作用。

作为一种更加优选的实施方式，本实用新型实施例中的所述叶片3的数量为5-7，且所述叶片3环形排布在所述轮毂1表面。既能够使叶片3能够充分对流体作用的情况下是的叶片3对流体的表面摩擦更小。

叶片的进口冲角叶轮设计的重要的技术参数，叶片进口冲角过大时，将使得叶轮背面脱流，但由于叶轮背面为低压侧，低压侧的漩涡不易向高压侧扩散，因此漩涡较为稳定，对汽蚀影响较小。作为一种更加优选的实施方式，本实用新型实施例中的叶片的进口冲角Δβ＝10°～15°。

本实用新型实施例中还公开了一种冷冻水泵，包括，泵体以及设置在所述泵体内的叶轮，其特征在于，所述叶轮为上述任意一项所述的叶轮。作为一种更加优选的实施方式，本实用新型实施例中的冷冻泵还包括，设置在所述叶轮上的口环，所述口环的内壁上设置有环形槽，且所述环形槽的中轴线与所述口环的中轴线重合，所述环形槽的中轴线呈环形结构。使用时，由于摩阻效应的存在，即流体沿流道的沿程摩擦和局部摩阻构的存在，泄漏液体在口环内壁流动时，因液体粘性而产生的摩擦，使流速减慢流量减少。从而有效的减小了液体的泄漏量，从而降低了液体对口环的磨损，提高了口环的使用寿命，降低了冷冻泵的泄露量，提高了冷冻泵的使用效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种叶轮，其特征在于，包括，

轮毂(1)；

设置在所述轮毂(1)外侧，与所述轮毂(1)同轴设置的盖板(2)；

设置在所述轮毂(1)与所述盖板(2)之间，与所述轮毂(1)固定连接的叶片(3)；

设置在所述盖板(2)与所述轮毂(1)之间的叶轮进口(4)；

设置在所述盖板(2)远离所述轮毂(1)的一端的叶轮出口(5)，液体自所述叶轮进口(4)吸入后经过所述叶片(3)从所述叶轮出口(5)流出；

其中，所述叶轮出口宽度b₂为：

其中：λ_b为出口宽度修的正系数，且λ_b＝1.05～1.1；

叶轮外径D₂为：

叶轮进口直径D₁为：

其中，经验系数k₀＝3.5－4.0，λ_d为叶轮进口直径修的正系数；且λ_d＝0.9～1；

其中，n_s表示比转速；g表示重力加速度，H表示扬程，n表示叶轮转速，Q表示单吸流量，d_h表示轮毂直径。

2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于，

所述叶片(3)的数量为5－7，且所述叶片(3)环形排布在所述轮毂(1)表面。

3.根据权利要求2所述的叶轮，其特征在于，

叶片(3)的进口冲角Δβ＝10°～15°。

4.一种冷冻水泵，包括，泵体以及设置在所述泵体内的叶轮，其特征在于，所述叶轮为权利要求1－3中任意一项所述的叶轮。

Images