CN219492666U - 一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，包括：叶轮本体、叶片；叶片和叶轮本体一体成型，叶片从叶片进口到叶片出口的厚度均匀变大，叶片出口厚度为叶片进口厚度的8‑15倍。本实用新型通过改变叶片厚度的变化规律来实现对扬程和效率有针对性地控制，进而实现对泵轴功率有效地控制，从而达到全流场内无过载的目的；此外，本实用新型还可以有效地缩小叶轮出口直径，减少圆盘摩擦阻力损失，降低关死点扬程，缩小整泵占地面积。

Description

一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种消防泵叶轮，具体涉及一种通过改变叶片厚度的变化规律来实现对扬程和效率有针对性地控制，进而实现对泵轴功率有效地控制的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮。

背景技术

单级双吸离心式消防泵作为一种水平中开卧式泵，性能范围很广，可在性能范围内任意节点选择合适的性能参数匹配运行，具备运行稳定、寿命更长、便于维护等优点，被广泛地应用于消防供水系统中，也可应用于制冷系统送水、采暖、远距离送水等领域。为了保障民生安全、减少能源消耗，单级双吸消防泵必须给整个消防系统提供充足的水量，而且应当满足无过载要求，即在大流量工况运行条件下，电机不应当超功率。然而，对于低比转速单级双吸消防泵而言，泵轴功率拐点很难出现，电机就存在被烧坏的隐患，进而危及到民众生命安全。由此看来，设计无过载单级双吸消防泵具有重要的经济价值和社会意义。叶轮作为水泵的核心零部件，影响着整台水泵的性能，因此，叶轮设计是影响轴功率的关键因素之一。

图1为现有设计中的叶片的结构示意图，如图1所示：现有技术设计的叶片厚度从叶片进口到叶片出口的变化并不明显。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的主要目的在于提供一种通过改变叶片厚度的变化规律来实现对扬程和效率有针对性地控制，进而实现对泵轴功率有效地控制的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮。

本实用新型是通过下述方案来解决上述技术问题的：一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，所述低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮包括：叶轮本体、叶片；叶片和叶轮本体一体成型，叶片从叶片进口到叶片出口的厚度均匀变大，叶片出口厚度为叶片进口厚度的8-15倍。

在本实用新型的具体实施例子中，叶片出口厚度为叶片进口厚度的10倍。

在本实用新型的具体实施例子中，叶片进口到叶片出口，厚度从3mm均匀变化到30mm。

在本实用新型的具体实施例子中，叶片的片数范围为3-8枚。

在本实用新型的具体实施例子中，叶片的叶片中间流线包角范围为180-230°，叶片的叶片中间流线出口安放角为12-15°。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，该叶轮通过改变叶片厚度的变化规律来实现对扬程和效率有针对性地控制，进而实现对泵轴功率有效地控制，从而达到全流场内无过载的目的；此外，本实用新型还可以有效地缩小叶轮出口直径，减少圆盘摩擦阻力损失，降低关死点扬程，缩小整泵占地面积。

附图说明

图1为现有设计中的叶片的结构示意图。

图2为本实用新型提出的叶片的结构示意图。

图3为本实用新型中相邻叶片轴截面投影图。

图4为现有技术设计与本实用新型设计叶片厚度变化规律。

图5为现有技术设计与本实用新型设计的流量-扬程曲线对比图。

图6为现有技术设计与本实用新型设计的流量-效率曲线对比图。

图7为现有技术设计与本实用新型设计的流量-功率曲线对比图。

下面是本实用新型中标号对应的名称：

叶轮本体1、叶片2、叶片进口3、叶片出口4

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

图1为现有设计中的叶片的结构示意图，图2为本实用新型提出的叶片的结构示意图，如图1-2所示：本实用新型提供的一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，该低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮包括：叶轮本体1、叶片2；叶片2和叶轮本体1一体成型，叶片2从叶片进口3到叶片出口4的厚度均匀变大，叶片出口厚度4为叶片进口3厚度的8-15倍，优选为10倍。在具体的实施过程中，叶片进口到叶片出口，厚度可以从3mm均匀变化到30mm。

在具体的实施过程中，叶片的叶片中间流线包角范围为180-230°，叶片的中间流线出口安放角为12-15°，下面的例子中会结合具体附图详细的给出。

下面是一个具体的实施例子：

图2为本实用新型提出的叶片的结构示意图，图3为本实用新型中相邻叶片轴截面投影图，本例中双吸泵叶轮的水力模型几何参数如下：传动轴轴径为70mm，叶轮轮毂直径为90mm，叶轮进口直径为190mm，叶轮出口宽度为25mm，叶片中间流线出口安放角为12-15°(参见图3中的β₂)，本实施例子选14°，叶片的叶片中间流线包角范围为180-230°(参见图3中的θ)，本实施例子选225°，叶片数目为3-8枚，本实施例子选5枚。针对低比转速离心泵，现有技术大多追求叶片厚度尽量减薄以提升整泵效率，本实用新型设计与现有技术设计的区别在于：大幅度地增加叶片出口厚度，如图4所示(横坐标-表示当前位置占叶片展开长度百分比，纵坐标-表示当前位置叶片厚度)，现有技术设计的叶片厚度从3mm均匀变化到8mm，本实用新型设计的叶片厚度从3mm均匀变化到30mm，即叶片出口厚度设计为叶片进口厚度的10倍，图1和2即为两种叶片的三维对比图。通过研究发现，本次结构设计既可以使得轴功率曲线出现拐点，达到全流场内无过载的目的；还可以大幅度地提升设计点扬程，在保证设计点扬程相同的情况下，能够明显地缩小叶轮出口直径，现有技术设计的叶轮出口直径为580mm，而采用本实用新型设计叶轮，出口直径降为565mm，减小了2.6％，考虑整泵设计时还可以有效地缩小整泵尺寸。此外，叶轮外径减小，既可以减少圆盘摩擦阻力损失，提升水泵效率，还可以降低关死点扬程。对比两种技术，本实用新型的设计点效率提升了3.3％，关死点扬程降低了4m。

如图5所示，本实用新型设计和现有技术设计均能满足设计流量和设计扬程的要求，并且采用本实用新型设计和现有设计在各个流量点处扬程差别不大，完全满足工作要求。此外，采用本实用新型设计，叶轮出口直径降低2.6％，既可以降低关死点扬程，也可以减少圆盘摩擦阻力损失，提升整泵效率，还可以显著地缩小整泵尺寸。

如图6所示，本实用新型设计和现有技术设计在各个流量点的效率差别不大，并且在设计流量时，本实用新型设计的泵效率较现有技术设计的泵效率提升3.3％。

如图7所示，采用现有技术设计的泵轴功率随着流量的增大而持续增大，实际应用中，可能会出现超功率现象，进而导致电机烧毁，其恶劣影响不容小觑。对比发现，在各个流量点处，采用本实用新型设计的泵轴功率比现有技术设计的泵轴功率明显要小，并且轴功率曲线存在拐点，可以达到电机全程无过载要求。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，其特征在于：所述低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮包括：叶轮本体、叶片；叶片和叶轮本体一体成型，叶片从叶片进口到叶片出口的厚度均匀变大，叶片出口厚度为叶片进口厚度的8-15倍。

2.根据权利要求1所述的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，其特征在于：叶片出口厚度为叶片进口厚度的10倍。

3.根据权利要求2所述的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，其特征在于：叶片进口到叶片出口，厚度从3mm均匀变化到30mm。

4.根据权利要求1所述的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，其特征在于：叶片的片数范围为3-8枚。

5.根据权利要求1所述的低比转速高效无过载单级双吸消防泵叶轮，其特征在于：叶片的叶片中间流线包角范围为180-230°，叶片的叶片中间流线出口安放角为12-15°。