CN220551287U - 一种单级消防泵低振动叶轮结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种单级消防泵低振动叶轮结构，包括：背叶片、出口部分渐变的后盖板和出口部分延长的前盖板，背叶片和叶轮一体铸造成型，背叶片位于叶轮后盖板外侧，圆周方向上位于叶轮流道中间位置，且与叶轮叶片交错布置；后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，前盖板稍往出口方向延伸，在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水。本实用新型用背叶片取代了平衡孔，在同样实现平衡轴向力的同时消除了叶轮后盖板与泵腔间高压水向叶轮进口流体的逆向冲击，排除外部冲击对进水流速和压力的影响，利于叶轮效率的提升；本实用新型相对于原叶轮结构仍然简单，维护仍然方便，改造成本低，轴向力平衡，振动和噪声更小，运行更稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种消防泵的叶轮结构，具体涉及一种结构简单、轴向力小、低振动、低噪声、维护方便、运行稳定的单级消防泵低振动叶轮结构。
背景技术
单级消防泵具有结构紧凑、流量范围广、扬程高、无过载等特点。
现有立式单级消防泵在流量、扬程和功率等性能方面能够满足客户要求，但是由于消防泵无过载的设计方法往往通过压低大流量区(如1.5Qn工况)的扬程来满足功率无过载特性，这样容易导致叶轮最小过水断面或泵体喉部面积过小，进而引发泵的压力脉动增大，造成泵的振动和噪声增加。且压力脉动除了增加振动和噪声，亦会影响泵的稳定运行，甚至减少泵的使用寿命。这样，影响了客户对水泵的使用体验，增加了水利工程的运行成本，所以优化现有立式单级消防泵的结构，在减少结构变形对水力结构产生不良影响的前提下，提出一种新型的低振动、低噪声的单级消防泵叶轮结构具有重要的现实意义。
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结构简单、轴向力小、低振动、低噪声、维护方便、运行稳定的单级消防泵低振动叶轮结构。
本实用新型是通过下述方案来解决上述技术问题的：一种单级消防泵低振动叶轮结构，所述单级消防泵低振动叶轮结构包括：背叶片、出口部分渐变的后盖板和出口部分延长的前盖板，背叶片和叶轮一体铸造成型，背叶片位于叶轮后盖板外侧，圆周方向上位于叶轮流道中间位置，且与叶轮叶片交错布置；后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，前盖板稍往出口方向延伸，在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水。
在本实用新型的具体实施例子中，背叶片数量与叶轮叶片数一致。
在本实用新型的具体实施例子中，背叶片出口直径等于叶轮外径D2。
在本实用新型的具体实施例子中，叶轮的前盖板稍往出口方向延伸，延伸的长度范围为：2～5mm。
在本实用新型的具体实施例子中，后盖板出口位置在外侧厚度线性减薄设置成的斜坡的角度范围为70～80°，后盖板出口的最薄厚度等于背叶片的厚度。
在本实用新型的具体实施例子中，背叶片起始位置直径Db的范围为0.6-0.8D2。
在本实用新型的具体实施例子中，背叶片为等厚的背叶片，背叶片的厚度Sb的范围为：0.6-1.0δ，其中，δ为叶轮叶片的厚度。
在本实用新型的具体实施例子中，背叶片出口安放角βa与叶轮叶片出口安放角β2相等。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型提供的单级消防泵低振动叶轮结构有如下优点：
1、本实用新型用背叶片取代了平衡孔，在同样实现平衡轴向力的同时消除了叶轮后盖板与泵腔间高压水向叶轮进口流体的逆向冲击，排除外部冲击对进水流速和压力的影响，利于叶轮效率的提升；
2、背叶片位于叶轮后盖板外侧，圆周方向上位于叶轮流道中间位置，且与叶轮叶片交错布置，同时后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，可以引导背叶片流道中水流往叶轮出口主流汇聚，利于扬程提升，同时减小叶轮叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动主频幅值。
3、前盖板稍往出口方向延伸，而前盖板水流速相对于后盖板大，这样在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水，也可以有效减小叶轮叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动。
4、该新型叶轮在减少结构变形对水力结构产生不良影响的同时，相对于原叶轮结构仍然简单，维护仍然方便，改造成本低，轴向力平衡，振动和噪声更小，运行更稳定。
附图说明
图1为本实用新型提出的立式单级消防泵装配示意图。
图2为本实用新型中的叶轮的剖视图。
图3为本实用新型中的叶轮的后视图(隐藏线透视图)。
图4为目前常见的同类产品中叶轮剖视图。
图5为目前常见的立式单级消防泵装配示意图。
下面是本实用新型中标号对应的名称：
图1-5中：背叶片1、后盖板2、前盖板3、叶轮4、叶轮叶片5、泵体6、平衡孔7。
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为本实用新型提出的立式单级消防泵装配示意图，图2为本实用新型中的叶轮的剖视图，图3为本实用新型中的叶轮的后视图(隐藏线透视图)，如上述图所示：本实用新型提出了一种单级消防泵低振动叶轮结构，该结构位于泵体6内，包括：背叶片1、出口部分渐变的后盖板2和出口部分延长的前盖板3，背叶片和叶轮4一体铸造成型，背叶片位于叶轮4后盖板外侧，圆周方向上位于叶轮流道中间位置，且与叶轮叶片5交错布置；后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，前盖板稍往出口方向延伸，在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水。背叶片数量与叶轮叶片数量一致，背叶片出口直径等于叶轮外径D2。
下面是具体的实施例子：
背叶片1数量与叶轮叶片数5一致。背叶片出口直径等于叶轮外径D2；应根据实际平衡轴向力需要调整背叶片起始位置直径Db，在具体的实施过程中一般可以选为0.6-0.8D2，优选0.7D2；圆周方向上一般保证背叶片进出口相对于叶轮流道中间位置，与叶轮叶片交错布置；背叶片厚度Sb等厚，一般取0.6-1.0δ，优选0.6δ(δ为叶轮叶片厚度)；力求结构简单，关于背叶片宽度，一般在剖面图中竖直方向作齐平，尺寸为ba，最大宽度一般为ba-Sa(Sa为后盖板厚度)，ba-Sa优选值为与Sb相等；背叶片出口安放角βa需要保证与叶轮叶片出口安放角β2相等；同时背叶片工作面形状为圆弧，圆弧半径受背叶片起止位置和βa约束。
后盖板出口位置在外侧厚度线性减薄设置成斜坡，最薄厚度bb，一般可等于Sb，斜坡角度r一般取70～80°，从轴面上看后盖板这个结构可以引导背叶片流道中水流往叶轮出口主流汇聚，以调整叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动。
前盖板稍往出口方向延伸长度d2，一般取2～5mm，优选2mm，但延伸后前盖板的外径(D2+2d2)<D3(蜗壳基圆)，以防止安装干涉；而该类型泵前盖板水流速相对于后盖板大，存在速度梯度，这样在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水，可以有效减小叶轮叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动。
在本实用新型的具体实施例子中，上述的所有参数均可根据实际需求调整。
图4为目前常见的同类产品中叶轮剖视图，图5为目前常见的立式单级消防泵装配示意图。本实用新型用背叶片1取代了平衡孔6，在同样实现平衡轴向力的同时消除了叶轮后盖板与泵腔间高压水向叶轮进口流体的逆向冲击，排除外部冲击对进水流速和压力的影响，利于叶轮效率的提升。
背叶片相对于叶轮流道中间位置且与叶轮叶片交错布置，同时后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，可以引导背叶片流道中水流往叶轮出口主流汇聚，利于扬程提升，同时减小叶轮叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动主频幅值。
前盖板稍往出口方向延伸，而前盖板水流速相对于后盖板大，这样在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水，也可以有效减小叶轮叶片与隔舌间动静干涉引起的压力脉动。该新型叶轮在减少结构变形对水力结构产生不良影响的同时，相对于原叶轮结构仍然简单，维护仍然方便，改造成本低，轴向力平衡，振动和噪声更小，运行更稳定。
通过以上优化设计使本实用新型具有结构简单、改造成本低、维护方便等优点，减少结构变形对水力结构产生不良影响的同时，平衡叶轮轴向力，降低压力脉动以减少泵的振动和噪声，增强结构的可靠性，保障了泵的稳定运行，变相提高水泵使用寿命，达到了提高立式单级消防泵市场竞争力的目的。
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 (8)
1.一种单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：所述单级消防泵低振动叶轮结构包括：背叶片、出口部分渐变的后盖板和出口部分延长的前盖板，背叶片和叶轮一体铸造成型，背叶片位于叶轮后盖板外侧，圆周方向上位于叶轮流道中间位置，且与叶轮叶片交错布置；后盖板出口位置的厚度在外侧线性减薄形成斜坡，前盖板稍往出口方向延伸，在轴面上前盖板出口与后盖板出口连成一个斜面出水。
2.根据权利要求1所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：背叶片数量与叶轮叶片数一致。
3.根据权利要求2所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：背叶片出口直径等于叶轮外径D2。
4.根据权利要求1所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：叶轮的前盖板稍往出口方向延伸，延伸的长度范围为：2～5mm。
5.根据权利要求1所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：后盖板出口位置在外侧厚度线性减薄设置成的斜坡的角度范围为70～80°，后盖板出口的最薄厚度等于背叶片的厚度。
6.根据权利要求3所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：背叶片起始位置直径Db的范围为0.6-0.8D2。
7.根据权利要求1所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：背叶片为等厚的背叶片，背叶片的厚度Sb的范围为：0.6-1.0δ，其中，δ为叶轮叶片的厚度。
8.根据权利要求1所述的单级消防泵低振动叶轮结构，其特征在于：背叶片出口安放角βa与叶轮叶片出口安放角β2相等。
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