[發明專利]一種具有溝槽減阻的低比轉數葉輪

無效

• 申請號: 201310135231.9
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103195744A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 曹衛東;代珣
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明是一種具有溝槽減阻的低比轉數葉輪，葉輪設計比轉數小于80，葉片數等于或大于3片，且葉片為圓柱葉片，葉片進出口的軸向寬度相同，可用于配套干式三相異步干式電動機或者潛水電機，屬于通用機械產品制造技術領域。

背景技術

低比轉數離心泵具有小流量、高揚程的特點，廣泛應用于農業、礦業、化工等行業。低比轉數離心泵葉輪具有葉片出口寬度較小、葉輪外徑較大、流道窄而長的幾何形狀特點。一般而言，泵內的損失主要有機械損失、容積損失和水力損失，對于低比轉數離心泵而言，機械損失主要是圓盤摩擦損失，與葉輪外徑和出口寬度有關；而容積損失主要是口環處的間隙泄漏損失及類似隔舌處的環流損失，一般不大；最后就是水力損失，分為沿程水力損失、撞擊損失以及漩渦損失等，由于低比轉數離心泵中的流體沿著葉輪進口到出口處的相對速度不斷增加，有可能在泵內造成漩渦，為了提高低比數離心泵的效率，需要降低低比轉數離心葉輪的水力損失。由于低比轉數離心泵葉片的出口寬度，葉輪外徑，軸面流道的形狀，決定了葉輪內的水力損失較大，造成低比轉數葉輪離心泵的效率較低，浪費能源。

發明內容

為了提高低比轉數葉輪的效率，減小葉輪內的水力損失，本發明提供了一種表面有溝槽結構的低比轉數葉輪，從而減小葉輪流道中產生的漩渦流動損失以及葉輪表面的湍流流動造成的摩擦阻力。葉輪表面的條紋溝槽與垂直溝槽方向流動的液流有反作用力，從而抑制了液流中不穩定流動的液流強度，減小葉輪表面的湍能摩擦阻力，從根本上講是減少了湍流流動的能耗，從而達到提高葉輪的工作效率。同時，由于葉輪表面湍流流動的減弱，也起到了減震降噪的作用，節約了能源，提高了整泵的使用壽命。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

改變葉輪光滑平順的表面，在葉輪的壓力面和吸力面通過鑄造或者加工的方法制造出一系列V型溝槽，溝槽深度為2-4mm，具體加工深度根據葉輪的整體尺寸決定。

葉輪表面的V型溝槽可采用先按正常的工藝鑄造出葉輪的前蓋板，葉片和后蓋板一起鑄造成型，對葉片表面單獨進行加工，保證溝槽的表面具有較小的粗糙度，再通過焊接方法把前蓋板與葉片連在一起。對葉輪來說，必須是圓柱葉片，而且要保證葉片從進口到出口寬度要相等，否則很難加工。通過并不復雜的工藝，且沒有增加過多的加工成本，即可以降低流道內的漩渦強度，減少葉片表面的湍動能損失，提高低比轉數泵的效率，并實現降噪減震的效果，既考慮到了經濟性，又保證了實用性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖1是未采用本發明的常用低比轉數泵實例的主剖視圖：圖中1.泵座，2.第一級葉輪的進水口，3.第一級葉輪，4.第一級導葉體，5.第二級葉輪，6.出水蝸殼，7.角接觸球軸承，8.轉子，9.軸，10.深溝球軸承，11.泵的出水口。

傳統的低比轉數泵的效率較低，且葉輪流道相對于高比轉數泵的葉輪要狹長些，因此，同等流量流速更大，葉輪內損失更大，造成的噪聲振動對泵的正常運行有一定的危害。

附圖2是未采用本發明的低比速葉輪零件三維模型。

附圖3是未采用本發明的低比速葉輪零件中葉片和后蓋板三維模型。

附圖4是采用本發明的低比速葉輪的葉片截面圖。

附圖5是采用本發明的低比速葉輪零件中葉片和后蓋板三維模型。

具體實施方式

對于本發明的新型葉輪，先通過鑄造得到葉片和后蓋板的整體結構，再通過數控銑床在葉片的工作面和背面加工出如附圖4所示的V型溝槽，溝槽的夾角為60°，溝槽的高度為2-4mm。再把前蓋板和葉片與后蓋板的整體結構焊接在一起。最后對葉輪外表面作精加工，用車床加工保證口環精度，做如附圖5所示的鍵槽。

通過上述的方法，加工得到帶有新型溝槽結構的低比轉數葉輪，由于葉輪只是葉片表面和傳統低比轉數葉輪有所不同，而葉輪輪轂及前后蓋板并沒有相應的變化，因此在安裝時還是按照和傳統葉輪相同的方法安裝。這種新型低比轉數葉輪，并沒有增加過多的加工成本，得到了效率更高的新型葉輪，同時對于振動噪聲方面的影響和整泵的使用壽命具有積極的意義。