CN219452501U - 提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,涉及水泵及其零部件技术领域,其包括叶轮本体,叶轮本体上布设有若干的叶片;叶片包括呈弧形延伸的叶片本体,叶片本体靠近轴孔的一端为进水端,叶片本体靠近叶轮本体边缘的一端为出水端;叶片本体的厚度h从进水端开始呈线性增加,直至到达出水端。本实用新型主要解决如何为低比转速泵提供良好的叶轮结构的问题;本实用新型为低比转速离心泵提供了合理的叶轮结构,可以减少低比转速离心泵的叶轮出口扩散损失,提高低比转速离心泵的水力效率,从而节约驱动能源,同时,本实用新型的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其结构方案简单,设计方便,能够有效提高设计工作效率。

Description

提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构
技术领域
本实用新型涉及水泵及其零部件技术领域,具体为一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构。
背景技术
水泵能够驱动液体流动,使液体有方向性地从一处流向另一处,是一种用途广泛的机械装置;离心式水泵是一种重要的水泵形式,其通过旋转的叶轮使水流产生离心现象,从而将水流甩出至离心式水泵的出水端,同时在叶轮附近制造负压,从而将水流吸入至离心式水泵的进水端。
叶轮是离心式水泵的核心零部件,设计合理的叶轮结构,对于提高离心式水泵的性能具有重要意义。
低比转速泵是指比速ns=30~80的离心泵,其具有比转速低、流量小以及扬程高的特点,低比转速泵广泛被应用于农业排灌、城市供水、锅炉给水、矿山、石油和化工等领域。
对于低比转速泵的叶轮,其几何形状特点为:叶轮外径D2较大,叶片出口宽度b2较小,轴面流道窄而长。基于上述的叶轮结构,使低比转速泵的关死点扬程约为设计工况的1.1~1.3倍,且关死点扬程随流量减小而增加,变化比较缓慢,有时会出现驼峰;而低比转速泵的关死功率小,轴功率随流量增加而上升,效率曲线比较平坦,高效范围较宽。
长期以来,由于缺乏专门的理论与设计方法,人们只能根据普通离心泵的理论来设计低比转速泵,因而,低比转速泵的效率较低;近20年来,对低比转速泵的研究一直是本技术领域的重点课题之一,人们已对此进行了大量的理论分析和试验研究,研制出一批优秀的关于低比转速泵的水力模型,并在实践的基础上逐步形成和发展成一种提高其水力效率的设计方法,即加大流量设计法。
然而,随着低比转速泵效率的提高,其扬程曲线更易出现驼峰,使低比转速泵在系统中的运行稳定性变差,同时,由于低比转速泵的轴功率曲线更加陡峭,使得低比转速泵在大流量区运行时极易产生过载现象。
综上所述,如何为低比转速泵提供良好的叶轮结构,从而提高低比转速泵的性能,成为亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,能够有效提高低比转速离心泵的水力效率。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其包括叶轮本体,所述叶轮本体的中轴处开设有轴孔,所述叶轮本体上布设有若干的叶片;所述叶片包括呈弧形延伸的叶片本体,所述叶片本体靠近所述轴孔的一端为进水端,所述叶片本体靠近所述叶轮本体边缘的一端为出水端;所述叶片本体的厚度h从所述进水端开始呈线性增加,直至到达所述出水端。
上述技术方案中,所述叶片本体在所述出水端处的厚度h1为所述叶片本体在所述进水端处的厚度h2的2~3倍。
上述技术方案中,所述叶片本体在所述进水端的径向剖面呈椭圆形。
上述技术方案中,所述叶片本体在所述进水端处的厚度h2具体为所述椭圆形的短轴长。
上述技术方案中,所述叶片本体的出水端接入到所述叶轮本体的外侧面。
上述技术方案中,所述叶片本体的外拱面为工作正面,所述叶片本体相对于所述外拱面的一面为工作背面。
上述技术方案中,所述叶轮本体的至少一面以所述轴孔为对称中心布设有若干的叶片。
上述技术方案中,所述叶片以所述轴孔为对称中心,在所述叶轮本体上布设有6片。
上述技术方案中,所述叶片本体的圆心角θ为20°~30°。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,叶片本体的厚度h从进水端开始呈线性增加,直至到达出水端;以此方式,为低比转速离心泵提供了合理的叶轮结构,可以减少低比转速离心泵的叶轮出口扩散损失,提高低比转速离心泵的水力效率,从而节约驱动能源,同时,本实用新型的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其结构方案简单,设计方便,能够有效提高设计工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的立体视图。
图2为本实用新型的结构视图。
附图标记为:10、叶轮本体;101、叶轮端面;102、安装端面;103、轴孔;20、叶片;201、叶片本体;202、进水端;203、出水端;204、工作正面;205、工作背面;30、转子组件。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
本实施例提供一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其应用在离心式水泵中,用于驱动液体流动,使液体有方向性地从一处流向另一处。
请参阅图1和图2,本实施例的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,包括叶轮本体10;该叶轮本体10为圆盘形的工程塑料材质或者金属材质零部件,其可以单独设置,也可以如本实施例中所示地与集成在转子组件30上;叶轮本体10的中轴处开设有轴孔103,叶轮本体10上布设有若干的叶片20,所有的叶片20均与叶轮本体10一体成型,从而使叶轮本体10与叶片20构成一体。
具体地,本实施例中,该轴孔103贯穿叶轮本体10和转子组件30,以供安装轴芯和轴承;叶轮本体10的至少一面以轴孔103为对称中心布设有若干的叶片20,本实施例中,叶轮本体10的两面分别设置为叶轮端面101和安装端面102,叶片20即布设在叶轮端面101上,安装端面102则用于与转子组件30连接。
进一步具体地,叶片20以轴孔103为对称中心,在叶轮本体10上布设有6片,使叶片20在叶轮本体10上的重量分布更均匀;实际上,叶片20还可以设置为4片、5片、8片、10片,或者其他任何的数量。
叶片20包括呈弧形延伸的叶片本体201,叶片本体201靠近轴孔103的一端为进水端202,叶片本体201靠近叶轮本体10边缘的一端为出水端203;叶片本体201的厚度h从进水端202开始呈线性增加,直至到达出水端203。
具体地,叶片本体201在出水端203处的厚度h1为叶片本体201在进水端202处的厚度h2的2~3倍;实际上,叶片本体201的厚度h从进水端202开始呈线性增加,直至到达出水端203时,该厚度h增长了1~2倍;优选地,叶片本体201在出水端203处的厚度h1为叶片本体201在进水端202处的厚度h2的2.41倍。
进一步地,叶片本体201在进水端202的径向剖面呈椭圆形,通过剖面呈椭圆形的进水端202,能够平滑地引导水流进入叶片本体201。
进一步具体地,叶片本体201在进水端202处的厚度h2具体为椭圆形的短轴长。
进一步地,叶片本体201的出水端203接入到叶轮本体10的外侧面,即,叶片本体201的出水端203与叶轮本体10的外侧面之弧度相同并相互连接,使叶片20与叶轮本体10的一体化程度更高。
具体地,叶片本体201的外拱面为工作正面204,叶片本体201相对于外拱面的一面为工作背面205;叶轮本体10是沿叶片本体201的外拱方向旋转,因此,叶轮本体10在旋转时,实际是通过工作正面204来推动水流。
具体地,叶片本体201的圆心角θ为20°~30°,优选地,叶片本体201的圆心角θ为24°、25°或26°。
本实施例的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,叶片本体201的厚度h从进水端202开始呈线性增加,直至到达出水端203;以此方式,为低比转速离心泵提供了合理的叶轮结构,可以减少低比转速离心泵的叶轮出口扩散损失,提高低比转速离心泵的水力效率,从而节约驱动能源,同时,本实施例的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其结构方案简单,设计方便,能够有效提高设计工作效率。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其包括叶轮本体,所述叶轮本体的中轴处开设有轴孔,所述叶轮本体上布设有若干的叶片;其特征在于,
所述叶片包括呈弧形延伸的叶片本体,所述叶片本体靠近所述轴孔的一端为进水端,所述叶片本体靠近所述叶轮本体边缘的一端为出水端;
所述叶片本体的厚度h从所述进水端开始呈线性增加,直至到达所述出水端。
2.根据权利要求1所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体在所述出水端处的厚度h1为所述叶片本体在所述进水端处的厚度h2的2~3倍。
3.根据权利要求2所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体在所述进水端的径向剖面呈椭圆形。
4.根据权利要求3所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体在所述进水端处的厚度h2具体为所述椭圆形的短轴长。
5.根据权利要求3所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体的出水端接入到所述叶轮本体的外侧面。
6.根据权利要求1所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体的外拱面为工作正面,所述叶片本体相对于所述外拱面的一面为工作背面。
7.根据权利要求1所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶轮本体的至少一面以所述轴孔为对称中心布设有若干的叶片。
8.根据权利要求7所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片以所述轴孔为对称中心,在所述叶轮本体上布设有6片。
9.根据权利要求1或6所述的提高低比转速离心泵水力效率的叶轮结构,其特征在于:所述叶片本体的圆心角θ为20°~30°。
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