CN219605634U - 一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，包括叶轮本体、弯曲的背叶片；叶轮本体包括：叶轮前盖板、叶轮叶片和叶轮后盖板，叶轮本体与弯曲的背叶片一体成型；弯曲的背叶片设置在叶轮后盖板上，弯曲的背叶片与叶轮叶片在叶轮后盖板的两面上背靠背对称布置。本实用新型提供的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，该背叶片结构可以有效减小泵体后腔压力，从而有效减小液体作用在叶轮后盖板上的轴向力。

Description

一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵叶轮，具体涉及一种可以有效减小泵体后腔压力，从而有效减小液体作用在叶轮后盖板上的轴向力的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮。

背景技术

离心泵是一种靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的叶片式泵，通过旋转的叶轮，叶片和液体之间相互作用，叶片将机械能传递给液体，使液体的压力能增加，从而达到输送液体的目的。

叶片泵在运转过程中，转子上作用着轴向力，该力会驱使转子轴向窜动，不利于泵的长期稳定运行；因此，必须设法消除或者平衡掉此轴向力，泵转子上的轴向力由以下几部分组成：

(1)、立式泵中转子重量引起的轴向力，这与转子布置方式相关；

(2)、轴台阶、轴端等结构因素引起的轴向力，方向视具体情况而定；

(3)、叶轮前后盖板不对称引起的轴向力，该部分力方向指向叶轮进口；

(4)、动反力，此部分力方向指向叶轮后轮毂，与盖板力相反；

轴向力平衡的措施主要有以下几种：

(1)推力轴承：对于轴向力不大的小型泵，可采用推力轴承承受轴向力；

(2)平衡孔、平衡管、平衡盘、平衡鼓；

(3)双吸叶轮：双吸叶轮对称分布，能平衡掉轴向力；

(4)多级泵叶轮背靠背布置；

(5)背叶片：背叶片结构简单，制造方便，只需要在叶轮后外盖板上加铸几个径向叶片；增加背叶片后，背叶片随着叶轮旋转，并强迫带动液体旋转，此时作用在叶片后盖板上的液体的部分压力水头转化成为速度水头，从而使后泵腔的液体压力值得到下降，于是，作用在叶轮上的轴向力得到部分平衡，用来抵消一部分或者全部的轴向力，同时阻碍了杂质进入密封区域，降低了密封处的压力。

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可以有效减小泵体后腔压力，从而有效减小液体作用在叶轮后盖板上的轴向力的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮。

本实用新型是通过下述方案来解决上述技术问题的：一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，所述具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮包括：叶轮本体、弯曲的背叶片；

叶轮本体包括：叶轮前盖板、叶轮叶片和叶轮后盖板，

叶轮本体与弯曲的背叶片一体成型；

弯曲的背叶片设置在叶轮后盖板上，弯曲的背叶片与叶轮叶片在叶轮后盖板的两面上背靠背对称布置。

在本实用新型的具体实施例子中，弯曲的背叶片为弯曲的圆柱叶片结构。

在本实用新型的具体实施例子中，弯曲的背叶片与叶轮叶片均包括多片，二者数量相同，均匀分布在叶轮后盖板上。

在本实用新型的具体实施例子中，弯曲的背叶片与叶轮叶片均包括为4-8片。

在本实用新型的具体实施例子中，弯曲的背叶片的高度为叶轮后盖板的厚度的0.8-1.5倍。

在本实用新型的具体实施例子中，弯曲的背叶片的高度与叶轮后盖板的厚度相同。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，该背叶片结构可以有效减小泵体后腔压力，从而有效减小液体作用在叶轮后盖板上的轴向力。

附图说明

图1为本实用新型的叶轮零件图(剖视图)。

图2为常规直背叶片和本实用新型弯曲背叶片的叶轮三维斜视图。

图3为常规背叶片正视图。

图4本实用新型的背叶片正视图。

图5本实用新型的外部结构的立体图。

图6为常规背叶片和本实用新型背叶片的CFD计算静压分布图。

下面是本实用新型中标号对应的名称：

叶轮本体1、弯曲的背叶片2、

叶轮前盖板101、叶轮叶片102、叶轮后盖板103。

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为本实用新型的叶轮零件图(剖视图)，图4本实用新型的背叶片正视图，图5本实用新型的外部结构的立体图。如图1、4、5所示：本实用新型提供的一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，包括叶轮本体1、弯曲的背叶片2；叶轮本体1包括叶轮前盖板101、叶轮叶片102和叶轮后盖板103，叶轮本体1与弯曲的背叶片2一体成型。

弯曲的背叶片2设置在叶轮后盖板103上，弯曲的背叶片2与叶轮叶片102在叶轮后盖板103的两面上背靠背对称布置；弯曲的背叶片2为弯曲的圆柱叶片结构。弯曲的背叶片2与叶轮叶片102均包括多片，二者数量相同，均匀分布在叶轮后盖板103上，弯曲的背叶片2与叶轮叶片102均包括为4-8片；弯曲的背叶片2的高度与叶轮后盖板103相同。

如图1和图4所示，本实用新型的背叶片为弯曲的圆柱叶片结构，由叶轮的后流线平面投影图拉伸而成，与叶轮叶片背靠背布置，来降低后泵腔压力，从而减小后泵腔流体对叶轮后盖板的作用力，来达到减小叶轮轴向力的作用。

图1为本实用新型的叶轮零件图(剖视图)，该视图为叶轮的旋转投影剖视图，带背叶片的叶轮主要是由叶轮前盖板、叶轮叶片、叶轮后盖板、背叶片几部分组成；本实用新型的新型弯曲背叶片叶轮与常规背叶片叶轮的叶轮旋转投影剖视图是一致的，主要不同的是背叶片的型线和包角。

图2为常规直背叶片和本实用新型弯曲背叶片的叶轮三维斜视图，常规直背叶片和本实用新型弯曲背叶片的叶轮只是背叶片不同，其余结构和尺寸是完全相同的。

图3为常规背叶片正视图，该背叶片为直叶片筋板2’结构，图4本实用新型的背叶片正视图，该背叶片为弯曲的圆柱叶片结构。

下面以一个单级单吸悬臂式离心泵为例，该叶轮为闭式叶轮，在本实用新型的具体实施例子中：

水泵和叶轮的相关参数如下：水泵流量Q＝300m³/h，扬程H＝50m，转速n＝1485rpm，叶轮外径D₂＝395mm，叶轮出口宽度B₂＝26mm,轴径D_h＝50mm，叶轮进口直径D_j＝150mm，叶片数z＝6，密封环间隙处半径R_m＝85mm，密封环间隙长度L＝20mm，密封环间隙b＝0.2mm，轮毂处R_h＝50mm，背叶片叶轮外径D_e＝350mm,背叶片宽度t＝5mm,泵盖与泵盖与后泵盖间隙s＝7mm,均布6个背叶片。

常规背叶片(附图2)，直列叶轮时，经过CFD计算平衡的轴向力F约为1675N；此时叶轮残余轴向力Fa＝1903.7N。

新型弯曲背叶片(附图3)，该背叶片根据叶轮叶片后流线拉伸形成，为弯曲的圆柱叶片；经过CFD计算，背叶片的后腔平均静压力减小约3641Pa，叶轮后盖板面积约0.12m²，平衡的轴向力相比于常规背叶片增加437N。

新型弯曲背叶片下叶轮残余轴向力Fa＝1466.7N。

故弯曲叶片背叶片结构相比于传统直叶片背叶片，能够有效降低后泵腔的流体压力，从而更好的平衡轴向力。

图6为常规背叶片和本实用新型背叶片的CFD计算静压分布图(左边为常规背叶片；右边为本发明背叶片)，根据静压分布图，我们可以看出本实用新型背叶片下的背叶片径向静压分布相比于常规直叶片的压力梯度变化更小，压力变化更为平缓。

通过以上设计，使本实用新型的弯曲圆柱背叶片具有降压明显，流态均匀，平衡轴向力的效果更好等优点，从而减小了泵轴承轴向负载，有效阻碍了杂质进入密封区域，降低了密封压力，达到提高泵的运行稳定性的目的。

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 (6)

1.一种具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：所述具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮包括：叶轮本体、弯曲的背叶片；

叶轮本体包括：叶轮前盖板、叶轮叶片和叶轮后盖板，

叶轮本体与弯曲的背叶片一体成型；

弯曲的背叶片设置在叶轮后盖板上，弯曲的背叶片与叶轮叶片在叶轮后盖板的两面上背靠背对称布置。

2.根据权利要求1所述的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：弯曲的背叶片为弯曲的圆柱叶片结构。

3.根据权利要求1所述的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：弯曲的背叶片与叶轮叶片均包括多片，二者数量相同，均匀分布在叶轮后盖板上。

4.根据权利要求3所述的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：弯曲的背叶片与叶轮叶片均包括4-8片。

5.根据权利要求1所述的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：弯曲的背叶片的高度为叶轮后盖板的厚度的0.8-1.5倍。

6.根据权利要求1所述的具有弯曲背叶片结构的离心泵叶轮，其特征在于：弯曲的背叶片的高度与叶轮后盖板的厚度相同。