[發明專利]一種工業離心泵的耐磨損葉輪設計方法

在審

• 申請號: 201710326625.0
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106996390A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 嚴建華;歐鳴雄;浦海燕;馮劍;金寧寧;李銀強;張琦
• 申請（專利權）人: 江蘇雙達泵業股份有限公司
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22
• 代理公司: 江蘇縱聯律師事務所32253
• 代理人: 蔡棟

技術領域

本發明專利涉及一種工業離心泵的葉輪設計方法，具體的說，涉及一種適用于輸送含固體顆粒介質的工業離心泵耐磨損葉輪設計方法。

背景技術

工業離心泵是一種十分重要的通用流體機械，具有效率高、性能范圍廣、流量穩定和可靠性好等特點，其被廣泛應用于石油化工、煤化工、冶煉、電力、建筑和礦山等領域。葉輪作為工業離心泵的核心能動部件，在輸送含有泥沙、漿料和礦渣等固體顆粒的兩相流介質時，其表面很容易發生過度磨損和磨蝕等現象，影響了葉輪的使用壽命和可靠性，導致離心泵的輸送能力在短時間內明顯降低，泵的流量、揚程和效率等運行參數顯著下降，同時影響了整個系統的運行穩定性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工業離心泵的耐磨損葉輪設計方法，以降低葉輪部件過流表面的磨損速率，提高葉輪的運行范圍和介質輸送能力，提高葉輪的使用壽命和穩定性。

為了解決以上技術問題，本發明提供了葉輪主要幾何尺寸參數葉輪外徑D，葉輪進口直徑D_j，葉輪出口寬度b，葉片工作面進口角β₁，葉片工作面出口角β₂和葉片包角θ的設計公式：

1、葉輪外徑

其計算公式：

式中：D——葉輪外徑，米；

Ns——葉輪比轉速；

Q——葉輪設計工況點流量，立方米/秒；

n——葉輪設計轉速，轉/分鐘。

2、葉輪進口直徑

其計算公式：

式中：D_j——葉輪進口直徑，米；

Ns——葉輪比轉速；

Q——葉輪設計工況點流量，立方米/秒；

n——葉輪設計轉速，轉/分鐘。

3、葉輪出口寬度

其計算公式：

式中：b——葉輪出口寬度，米；

H——葉輪設計工況點揚程，米；

g——重力加速度，米/平方秒。

4、葉片工作面進口角

其計算公式：

式中：β₁——葉片工作面進口角，度；

k₁——修正系數，k₁＝1.6～2.4；

Q——葉輪設計工況點流量，立方米/秒；

n——葉輪設計轉速，轉/分鐘

D_j——葉輪進口直徑，米。

5、葉片工作面出口角

葉片工作面出口角β₂＝26°～34°。

6、葉片包角

葉片包角θ＝75°～94°。

本發明的有益效果是：本發明設計的工業離心泵葉輪部件，具有過流通道寬、水力性能好和顆粒沖擊小等優點，過流通道面積的增大，有效降低了固體顆粒在介質中的流動速度，葉輪內部流場總體流速趨于均勻和平穩，減小了以往葉輪內部的軸向渦旋和沖擊的影響，降低葉輪部件過流表面的磨損速率，顯著延緩葉輪部件的過度磨損時間，提高葉輪的使用壽命。此外，葉輪的揚程曲線變得較為平坦，流量運行范圍增大，保證了工業離心泵在較大流量范圍內的供壓和介質輸送能力，提高了葉輪在輸送含固體顆粒兩相流介質時的水力性能和運行可靠性。總之，采用本發明設計的工業離心泵葉輪具有良好的耐磨損能力和水力性能，揚程曲線更為平坦，流量運行范圍增大，葉輪的使用壽命更長，運行更加平穩和可靠。

本發明經用戶試用，產品使用效果良好，能有效延長葉輪部件的使用壽命，降低葉輪備件的更換頻率和次數，同時葉輪的可運行流量范圍明顯增大，運行更加穩定。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明：

圖1是本發明一個實施例的葉輪軸面圖；

圖2是是同一個實施例的葉輪葉片平面圖。

圖中：1.葉輪外徑D，2.葉輪進口直徑D_j，3.葉輪前蓋板，4.葉輪出口寬度b，5.葉輪后蓋板，6.葉輪葉片，7.葉片工作面出口角β₂，8.是葉片工作面進口角β₁，9.葉片背面，10.葉片工作面，11.葉片包角θ。

具體實施方式