[發明專利]一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法

有效

• 申請號: 202011486103.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112682350B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 毛會文;王幼民;劉明偉;張天雨;許洪璐
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: F04D29/24
• 分類號: F04D29/24;F04D29/22;F04D29/66;F04D29/02;F04D7/06;G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/18
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 范奇

本發明公開了一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法，包括包括前板蓋、后板蓋、葉片本體、吸水口和連接泵軸，所述前板蓋的右側設置有后板蓋，且前板蓋的內部安裝有葉片本體，并且葉片本體的左側設置有葉槽，所述吸水口開設于前板蓋上，所述連接泵軸貫穿前板蓋和后板蓋，所述后板蓋的外側設置有輪轂。該離心泵葉輪葉片厚度的設計方法，在前人的研究基礎上，設計葉片厚度，導出塑料離心泵葉片厚度的參考公式，有利于研究葉片軸向厚度變化對泵性能的影響，進而有利于指導設計更加合理的塑料離心泵葉輪葉片，利用該公式得到的葉片厚度比均勻設計的葉片在效率上提高1.2％，汽蝕余量減小，泵的整體性能提高。

技術領域

本發明涉及塑料離心泵技術領域，具體為一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法。

背景技術

塑料離心泵以其突出的耐腐蝕性、質量輕和價格低等優勢廣泛應用在化工、石油等具有腐蝕性物料的運輸中，隨著塑料離心泵的使用率不斷增加，對泵的性能要求也越來越高。

葉片厚度是影響塑料離心泵性能的重要結構參數，葉片厚度過大會使流道變窄，流體在流道中的相對速度增加進而水力損失增大；而葉片厚度減少使流道變寬，滑移系數降低從而提高該塑料離心泵的效率。因塑料離心泵的材料特性，厚度不斷減小可能會因強度不足出現葉輪變形過大，導致泵無法正常工作的情況。而現有研究中厚度取值無規律可循，給設計人員帶來不便，為了探究塑料離心泵葉片厚度對泵性能的影響，以便像設計手冊一樣有公式可尋，基于離心泵葉片等厚度和變厚度葉片的研究結果，在前人的研究基礎上，推出塑料離心泵葉片厚度的參考公式，供設計人員參照。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法，以解決上述背景技術中提出的現有塑料離心泵葉片不同的厚度對流速的影響不同，以及現有研究中葉片厚度取值無規律可循，給設計人員帶來不便的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法，包括前板蓋、后板蓋、葉片本體、吸水口和連接泵軸，所述前板蓋的右側設置有后板蓋，且前板蓋的內部安裝有葉片本體，并且葉片本體的左側設置有葉槽，所述吸水口開設于前板蓋上，所述連接泵軸貫穿前板蓋和后板蓋，所述后板蓋的外側設置有輪轂。

優選的，所述前板蓋和后板蓋為一體式結構，且后板蓋和連接泵軸的連接方式為軸承連接，并且前板蓋上的吸水口呈圓形結構。

優選的，所述葉片本體和連接泵軸的連接方式為焊接，且葉片本體在連接泵軸的外壁上等角度分布，并且葉片本體和前板蓋之間存在間隔，同時葉片本體呈弧形結構。

優選的，所述輪轂和后板蓋的連接方式為軸承連接，且輪轂和連接泵軸的連接方式為焊接。

優選的，所述電壓采集端口、電流采集端口和聲光警報器均與單片機電性連接。

一種離心泵葉輪葉片厚度的設計方法，包括如下步驟：

第一步：首先設計塑料離心泵葉輪葉片本體，根據塑料離心泵的特性，建立坐標系來設計葉片本體厚度，獲得葉片本體厚度的變化，推出塑料離心泵葉片本體厚度的參考公式；

第二步：通過流場分析模擬，發現與均勻變化的葉片本體相比，變厚度葉輪的應力應變較小，同時泵的效率提高，汽蝕余量減小，泵的整體性能提高；

第三步：將葉片本體最大厚度前移，減小葉片本體背面的入口角，可以有效減少沖擊損失，同時將葉片本體厚度設計成弧形變化，流體能夠順著表面盡可能無分離的向尾緣流去，減小流體在葉片本體尾緣的流動損失，提高該塑料離心泵的工作效率；

第四步：利用橢圓弧來設計葉片本體前端，葉片本體前緣對泵的影響較大，葉片本體前緣的厚度變化緩慢有利于提高該塑料離心泵的性能，設計葉片本體前緣厚度變化緩慢，葉片本體尾部葉片厚度減小，以避免尾部厚度過大而造成汽蝕嚴重，為保證葉片本體上的壓力分布更加均勻，將最大厚度前移，不穩定區域主要在前半段；