一種雙吸葉輪的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙吸葉輪,包括前蓋板、后蓋板、葉片、輪轂和軸,出水口的出口邊為V字形,V字形的頂點(diǎn)處且在后蓋板上設(shè)置有向上凸起的隔板,隔板的兩邊呈向內(nèi)凹陷的弧形,隔板隨流道變化形狀光滑過(guò)渡。本發(fā)明使得葉輪比轉(zhuǎn)速增大,最大限度減小水力損失,結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),沒(méi)有軸向力,運(yùn)行平穩(wěn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙吸葉輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械(泵)【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種雙吸葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前按照比轉(zhuǎn)速的范圍將泵分為離心泵、混流泵和軸流泵,即當(dāng)比轉(zhuǎn)速(即比轉(zhuǎn) 數(shù))在30?300時(shí)屬于離心泵,300?500時(shí)屬于混流泵,500?1000時(shí)屬于軸流泵。由 比轉(zhuǎn)速= 3.65/?#//廣73并結(jié)合圖5可以看出在水泵的流量和轉(zhuǎn)速不變,吸入口尺寸大致 相等的情況下,比轉(zhuǎn)速越小揚(yáng)程越高,比轉(zhuǎn)速越大揚(yáng)程越低。隨著\數(shù)值增大,?/?值就逐 漸減小。對(duì)混流泵出口邊變成傾斜,因?yàn)殡S著ns提高,D2ZDtl繼續(xù)縮小,如果出口邊不傾斜, 則前蓋板處流線就會(huì)比后蓋板流線短得多,這樣兩條流線上揚(yáng)程不同,產(chǎn)生二次回流,另外 D2減小到一定程度將受到葉輪進(jìn)口直徑Dtl的限制。如果再要繼續(xù)減小,只能將出口做成傾 斜的,使出口有較小的平均直徑。繼續(xù)減小,最后就成為軸流泵的葉輪了。
[0003] 現(xiàn)有的雙吸泵均為離心泵,比轉(zhuǎn)速一般都在30?300。如圖1所示,大多數(shù)雙吸泵 葉輪包括前蓋板1、后蓋板2、葉片4、輪轂5和軸孔6,后蓋板2和輪轂5 -體成型,出水口 3的出口邊水平設(shè)置,D2/D0 -般在1. 4?3之間,比轉(zhuǎn)速一般在30?300,結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)。
[0004] 該葉輪實(shí)際上是由兩個(gè)背靠背的單級(jí)單吸葉輪組合而成,具有流量大、揚(yáng)程高等 特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),沒(méi)有軸向力,運(yùn)行平穩(wěn),因此在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。但到目前為止 還沒(méi)有比轉(zhuǎn)速大于300的雙吸泵。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種雙吸葉輪,解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的葉輪出口的沖擊損 失大、葉輪的抗汽蝕能力和效率低、雙吸泵的適用范圍窄的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是,一種雙吸葉輪,包括前蓋板、后蓋板、葉片、輪轂、軸 和出水口,出水口的出口邊為V字形,V字形的頂點(diǎn)處且在后蓋板上設(shè)置有向上凸起的隔 板。
[0007] 本發(fā)明的特點(diǎn)還在于,
[0008] 隔板的兩邊呈向內(nèi)凹陷的弧形,隔板隨流道變化形狀光滑過(guò)渡。
[0009] 隔板的凸起端為圓角。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是:
[0011] 1)、提供了一種新的雙吸葉輪,由于此葉輪的水力結(jié)構(gòu)形式,有效的擴(kuò)大了雙吸泵 的比轉(zhuǎn)速范圍,拓寬了雙吸泵的使用范圍。
[0012] 2)、在增加了光滑過(guò)渡的隔板之后,葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)并沒(méi)有改變,而且最大程度的 避免了液流之間的內(nèi)摩擦,減小了液流之間的沖擊損失,提高了葉輪的水力效率。
[0013] 3)、在擴(kuò)大了雙吸泵比轉(zhuǎn)速的同時(shí)還繼承了雙吸泵結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),外形美觀,沒(méi)有軸向 力,穩(wěn)定性好,便于安裝和檢修等優(yōu)點(diǎn)。
[0014]4)、由于本雙吸葉輪的結(jié)構(gòu),在本葉輪中流線aa^與流線ff^等長(zhǎng),并從aa^流 線到ff^流線,在所有的流線上產(chǎn)生了相等的揚(yáng)程,有效地消除了葉輪出口的二次回流, 降低了高比轉(zhuǎn)速(比轉(zhuǎn)速在300?500)離心泵在小流量工況下的不穩(wěn)定性,有效抑制了馬 鞍形曲線的形成。
[0015] 5)、由于傳統(tǒng)高比轉(zhuǎn)速雙吸離心泵葉輪為了使特性曲線平坦,通俗地講就是使得 葉輪中流線aa'與流線a"b"等長(zhǎng),這樣使得葉輪葉片進(jìn)口邊靠后,導(dǎo)致葉輪外徑增大, 軸面流線線速度增大,葉輪沖擊損失自然就大。本雙吸葉輪不僅很好的滿足了流線aa'與 流線bb'等長(zhǎng),而且可以使得葉片進(jìn)口邊盡可能的前伸,合理有效的降低了葉輪的沖擊損 失。
[0016] 6)、本發(fā)明雙吸葉輪與傳統(tǒng)的高比轉(zhuǎn)速葉輪相比,本新型葉輪寬度大,提升了葉輪 過(guò)流容量,從而可以適當(dāng)?shù)臏p小葉輪外徑。這樣有效地減小了葉輪的圓盤(pán)摩擦損失,提高了 葉輪的效率。
[0017] 本新型葉輪葉片出口邊下移,增大了隔舌間隙,減小了旋轉(zhuǎn)葉片和靜止部件互相 干擾所產(chǎn)生的壓力脈動(dòng),降低了機(jī)組的噪聲和振動(dòng)。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是現(xiàn)有雙吸泵葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019] 圖2是一種不成立的比轉(zhuǎn)速大于300的雙吸葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020] 圖3是本發(fā)明雙吸泵葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021] 圖4是傳統(tǒng)雙吸泵與本發(fā)明雙吸葉輪進(jìn)水邊前后的比較結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022] 圖5是雙吸泵的比轉(zhuǎn)速與葉輪形狀和性能曲線形狀的關(guān)系。
[0023] 圖中,1.前蓋板,2.后蓋板,3.出水口,4.葉片,5.輪轂,6.軸孔,7.隔板,8.流道。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025] 本發(fā)明提供一種雙吸葉輪,包括前蓋板1、后蓋板2、葉片4、輪轂5和軸孔6,出水 口 3的出口邊為V字形,V字形的頂點(diǎn)處且在后蓋板2上設(shè)置有向上凸起的隔板7,隔板7 的兩邊呈向內(nèi)凹陷的弧形,隔板7隨流道變化形狀光滑過(guò)渡。本發(fā)明使得葉輪比轉(zhuǎn)速增大, 最大限度減小水力損失,結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),沒(méi)有軸向力,運(yùn)行平穩(wěn)。
[0026] 本發(fā)明雙吸葉輪的工作原理是:輪轂5、后蓋板2和隔板7的一體成型體與前蓋板 1之間形成雙流道8,液流進(jìn)入流道8,葉輪隨軸孔6內(nèi)做軸轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)液流旋轉(zhuǎn),液流隨著離 心力的作用從出水口 3流出。
[0027] 如圖5所示,隨著ns提高,D2ZDtl繼續(xù)縮小,如果出口邊不傾斜,則前蓋板處流線就 會(huì)比后蓋板流線短得多,這樣兩條流線上揚(yáng)程不同,產(chǎn)生二次回流。
[0028] 如圖2所示,在這個(gè)不成立的比轉(zhuǎn)速大于300的雙吸葉輪。其結(jié)構(gòu)包括前蓋板1、 后蓋板2、葉片4、輪轂5和軸孔6。由于葉輪出口邊是傾斜的斜流泵水力模型,葉輪兩側(cè)處 (A處)流體介質(zhì)出現(xiàn)大面積的交匯,使得葉輪出口軸面速度方向不一致,流體之間內(nèi)摩擦 損失嚴(yán)重,葉輪水力損失增大,葉輪效率顯著降低。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相區(qū)別的是葉輪出口形狀參照斜流泵(比轉(zhuǎn)速為300?500)葉輪水 力模型,將葉片出口邊與軸線傾斜形成一定角度,呈V字形,一般在10°?45°。由于將雙 吸葉輪做成出口邊與軸線傾斜的形狀后,葉輪兩側(cè)流體介質(zhì)將會(huì)出現(xiàn)大面積的交匯,產(chǎn)生 明顯的壓力梯度,使得后蓋板壁面產(chǎn)生邊界層,在離心力、哥氏力的作用下產(chǎn)生二次回流, 從而使葉輪流道內(nèi)的流態(tài)發(fā)生變化,使得旋轉(zhuǎn)葉片和靜止部件互相干擾產(chǎn)生壓力脈動(dòng)。由 于在葉輪出口處有嚴(yán)重的沖擊損失,這嚴(yán)重影響了葉輪的水力效率,從而大幅度的降低了 葉輪的水力效率性能。
[0030] 由于傳統(tǒng)高比轉(zhuǎn)速雙吸離心泵葉輪為了使特性曲線平坦,通俗地講就是使得葉輪 中流線aa'與流線a"b"等長(zhǎng),這樣使得葉輪葉片進(jìn)口邊靠后,導(dǎo)致葉輪外徑增大,軸面 流線線速度增大,葉輪沖擊損失自然就大。如圖4所示,本雙吸葉輪不僅很好的滿足了流線 aa'與流線bb'等長(zhǎng),而且可以使得葉片進(jìn)口邊盡可能的前伸,合理有效的降低了葉輪的 沖擊損失。
[0031] 由于葉輪的沖擊損失hv正比于葉輪出水口 3的速度水頭和葉輪流量,即hv = YQTKV22/2g,由葉輪出口速度三角形有V22 =Vm2WVu22,連續(xù)性方程Vm2 =Q/2πR2b2(j^Πν,由 泵的基本方程LzgH/coR/iTh,其中ω為葉輪的設(shè)計(jì)角速度,由泵的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速η計(jì)算,即 ω= 2W6。,綜上腿葉輪的沖擊損失為[巧|^) +〔忌)懸其中: L J ? Y為介質(zhì)重度,單位為N/m3;Q為泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的流量,單位為m3/s;R2為葉輪半徑,單位為m;b2為葉輪出口寬度,單位為m;Φ2為葉輪出口排擠系數(shù);H為泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的揚(yáng)程,單位為 m;Jih為泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的水力效率;Iiv為泵在設(shè)計(jì)點(diǎn)的容積損失。沖擊損失與葉輪的半徑、出 口寬度和水力效率息息相關(guān)。為最大程度的避免了兩側(cè)葉輪流體介質(zhì)交匯時(shí)的沖擊損失, 液流之間的干擾,減小流體之間的內(nèi)摩擦,降低水力損失,提高葉輪的效率。本發(fā)明在葉輪 出水口 3中間增設(shè)隔板7,隔板7形狀隨流道的形狀光滑過(guò)渡,在隔板7交匯末端形成一定 的圓角,從而使葉輪沿出口軸面速度方向大小均一致,靠近隔板一側(cè)軸面分速度比以前小 得多,從而減小了葉輪出水口 3的沖擊損失,提高了葉輪的水力效率。有效地解決了高比轉(zhuǎn) 速雙吸泵效率低的問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種新型的雙吸泵葉輪,有效地增大了雙吸泵的比 轉(zhuǎn)速,拓寬了雙吸泵的使用范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種雙吸葉輪,包括前蓋板(1)、后蓋板(2)、葉片(4)、輪轂(5)、軸孔(6)和出水口 (3),其特征在于,所述出水口(3)的出口邊為V字形,V字形的頂點(diǎn)處且在后蓋板(2)上設(shè) 置有向上凸起的隔板(7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙吸葉輪,其特征在于,所述隔板(7)的兩邊呈向內(nèi)凹陷的弧 形,隔板(7)隨流道變化形狀光滑過(guò)渡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙吸葉輪,其特征在于,所述隔板(7)的凸起端為圓角。
【文檔編號(hào)】F04D29/22GK104279180SQ201410453908
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月9日
【發(fā)明者】張濤, 吳應(yīng)德, 馬柏青, 楊德旭, 馬文生, 王成, 祁應(yīng)軍 申請(qǐng)人:蘭州水泵總廠