CN2558799Y

CN2558799Y - 提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构

Info

Publication number: CN2558799Y
Application number: CN 02238177
Authority: CN
Inventors: 阎殿甲; 刘星期
Original assignee: 11th Research Institute Of China Aerospace Science And Technology Corp Beijing
Current assignee: Beijing Aerospace Propulsion Institute
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2003-07-02
Anticipated expiration: 2012-06-19

Abstract

一种提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，主要由长叶片(1)，短叶片(2)，轮盘(3)，轮毂(4)组成，长叶片(1)，短叶片(2)沿轮盘(3)周向彼此相隔均匀分布，叶片的剖面形状为T形，其进口段为楔形，叶轮的进口直径D₀，叶轮叶片进口直径D₁，叶轮进口轮毂直径d_B，叶轮叶片进口宽度b₁满足叶轮叶片进口放大系数x＝0.40－0.55，叶轮出口叶片总数为12，16，24片。本实用新型抗汽蚀性能效果显著，结构简单，使用维护修理简易。

Description

提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵的叶轮结构，尤其是能提高低比速离心泵抗汽蚀能力的叶轮结构。

背景技术

在离心泵的叶轮结构设计过程中，我们都知道，由叶片与轮盘组成了多条通道(参见图1)，当叶轮旋转时迫使液体在其中流动，并对其做功，使液体的总能量增加。由于沿通道的截面积变化，而使液体沿流道的速度和压力是变化的。通常，叶轮入口处是压力最低的地方。如果这个地方液体的压力等于或低于在该温度下液体的汽化压力，就会发生有蒸汽及溶解在液体中的气体从该液体中大量析出，形成许多小气泡。这些小气泡随液体流到叶轮高压区时，在气泡内外压力差的作用下，气泡破裂重新凝结，在凝结过程中液体质点相互冲击，产生足够大的局部压力和热量。它会高频的连续的打击叶轮表面，造成汽蚀损坏，泵的性能会下降，随之会产生振动和噪声。因此在叶轮的结构设计中必须解决好抗汽蚀问题，这一问题在当前有关文献谈到低比速离心泵的抗汽蚀设计时，还未见到这类抗汽蚀的叶轮结构，所以设计抗汽蚀的叶轮结构是高性能，高质量低比速离心泵的当务之急。

发明内容

本实用新型的目的在于使用传统离心泵叶轮设计方法的基础上，采用增加叶轮出口叶片数和调整叶轮叶片进口放大系数的技术方案提供一种适用于比速n_s≤30的离心泵抗汽蚀的叶轮结构。

为了实现上述目的，本实用新型是根据如下技术方案来实现的：

一种提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，主要由长叶片(1)，短叶片(2)，轮盘(3)，轮毂(4)组成，其中：长叶片(1)，短叶片(2)的剖面形状为T字形，长、短叶片(1)、(2)沿轮盘(3)周向彼此相隔均匀分布，叶片出口宽度b₂小于进口宽度b₁，长、短叶片(1)、(2)的进口段成楔形，在轮盘(3)上制有平衡孔(31)，轮毂(4)上制有轴孔(41)与电机轴用键固接，叶轮的进口直径D₀，叶轮叶片进口直径D₁，叶轮进口轮毂直径d_B，叶轮叶片进口宽度b₁结构尺寸满足叶轮叶片进口放大系数x＝0.40-0.55(x＝(D₀ ²-d_B ²)/4D₁b₁)，叶轮出口的叶片总数(Z)为12，16，24个。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点和效果：

1、本实用新型所采用的技术方案经实验验证对提高n_s≤30的离心泵的抗汽蚀性能效果显著。

2、本实用新型与习用的叶轮结构相比，没有增加结构的复杂性和工艺难度。

3、本实用新型结构简单，使用维护修理简易。

附图说明

图1为习用的离心泵叶轮结构

图2为本实用新型12叶片(6长加6短)抗汽蚀叶轮结构示意图

图3为图2的A-A剖视图

图4为本实用新型另一实施例16叶(8长加8短)抗汽蚀叶轮结构示意图

图5为本实用新型再一实施例24叶(6长加6中加12短)抗汽蚀叶轮结构示意图

图中：1-长叶片，2-短叶片，3-轮盘，31-平衡孔，4-轮毂，41-轴孔

具体实施方式

由图2，图3所示，本实用新型主要由长叶片1，短叶片2，轮盘3，轮毂4组成，其中：长叶片1，短叶片2的剖面形状为T字形，长、短叶片1、2沿轮盘3周向彼此相隔均匀分布，叶片出口宽度b₂小于进口宽度b₁，长、短叶片1、2的进口段成楔形，在轮盘3上制有平衡孔31，轮毂4上制有轴孔41与电机轴用键固接，叶轮的进口直径D₀，叶轮叶片进口直径D₁，叶轮进口轮毂直径d_B，叶轮叶片进口宽度b₁结构尺寸满足叶轮叶片进口放大系数x＝0.40-0.55(x＝(D₀ ²-d_B ²)/4D₁b₁)，叶轮出口的叶片总数(Z)为12，16，24个。

比速是离心泵的相似准则，是影响泵性能的一个重要参数，常用n_s＝3.65n式表示，式中：n_s-比速，n-叶轮转速，Q-泵流量，H-泵扬程

当泵的n_s≤30时，按传统方法设计叶轮，泵的抗汽蚀性能不能满足工程需要，其泵必需汽蚀余量NPSHr总是大于3m。低比速离心泵内的流场容易产生反向涡流，使液体流出的通道面积减小，因而使汽蚀现象加重，为此，本实用新型在结构上比传统叶轮增加叶轮出口叶片数，而且沿轮盘3周向设置长短叶片或长中短叶片。

试验表明，以Q＝1m³/h，H＝170m，n＝6870γ/min，n_s＝10.87，Z＝8片，x＝0.457，NPSHr＝5.4m为基础增加叶片数做试验，结果表明Z＝12片的叶轮NPSHr＝2.4m，Z＝16片的叶轮NPSHr＝1.9m，Z＝24片的叶轮的NPSHr＝1.1m。

又如，以Q＝7m³/h，H＝92m，n＝2890γ/min，n_s＝15.7，Z＝8片，x＝0.685，Z＝16片，NPSHr＝5.7m。将x调为0.56后，叶片数未变，NPSHr＝0.9m。上述两项实验表明本实用新型的叶轮结构对提高n_s≤30的离心泵的抗汽蚀性能确实有效。

可知调整x值，即表明调整叶轮入口的结构尺寸，常常是加大D₀，D₁和b₁，它会使叶轮的入口流体的压能增加，所以能提高泵的抗汽蚀性能。

图4示出，本实用新型的另一实施例Z＝16叶，沿轮盘周向，8叶长叶片，8叶短叶片彼此相隔均匀分布。

图5示出，本实用新型的再一实施例Z＝24叶，沿轮盘周向，6叶长叶片，6叶中长叶片，12叶短叶片，沿轮盘周向长叶片与中长叶片之间设置短叶片，并均匀分布。

Claims

1、一种提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，主要由长叶片(1)，短叶片(2)，轮盘(3)，轮毂(4)组成，其特征在于：长叶片(1)，短叶片(2)的剖面形状为T字形，长、短叶片(1)、(2)沿轮盘(3)周向彼此相隔均匀分布，叶片出口宽度b₂小于进口宽度b₁，长、短叶片(1)、(2)的进口段成楔形，在轮盘(3)上制有平衡孔(31)，轮毂(4)上制有轴孔(41)与电机轴用键固接，叶轮的进口直径D₀，叶轮叶片进口直径D₁，叶轮进口轮毂直径d_B，叶轮叶片进口宽度b₁结构尺寸满足叶轮叶片进口放大系数x＝0.40-0.55(x＝(D₀ ²-d_B ²)/4D₁b₁)。

2、根据权利要求1所述的提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，其特征在于：叶轮结构的片数为12片，长叶片(1)，短叶片(2)沿轮盘周向彼此相隔均匀分布。

3、根据权利要求1所述的提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，其特征在于：叶轮结构的叶片数可为16片，并沿轮盘周向，8叶长叶片，8叶短叶片彼此相隔均匀分布。

4、根据权利要求1所述的提高低比速离心泵抗汽蚀性能的叶轮结构，其特征在于：叶轮结构的叶片数可为24片，并沿轮盘周向，6叶长叶片，6叶中长叶片，12叶短叶片，沿轮盘周向长叶片与中长叶片之间设置短叶片，并均匀分布。