[其他]翼形葉輪式低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88210713
• 申請日: 1988-01-06
• 公開（公告）號: CN88210713U
• 公開（公告）日: 1988-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊惠亭
• 申請（專利權(quán)）人: 楊惠亭
• 主分類號: F04D1/00
• 分類號: F04D1/00
• 代理公司: 山東省專利服務(wù)處
• 代理人: 辛向東

本實(shí)用新型屬于液體輸送領(lǐng)域，具體的說是一種具有翼形輪片式葉輪結(jié)構(gòu)的低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵。

現(xiàn)有的離心泵的結(jié)構(gòu)形式雖然很多，但其主要部件的結(jié)構(gòu)形式是相近的，一般包括泵體、葉輪、密封環(huán)、泵軸和軸承體等主要部分，其葉輪是由前蓋板、后蓋板、葉片和輪轂組成，外型呈園盤狀。當(dāng)原動機(jī)帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪中的葉片強(qiáng)迫液體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使液體能量增加（包括動能和壓能），產(chǎn)生了揚(yáng)程。葉輪中的液體一邊隨葉輪作園周運(yùn)動，一邊沿著葉輪的葉片和前壓蓋板組成的葉輪流道向外流動，泵體將葉輪中流出的具有很大動能和壓能的液體收集起來，引向吐出口，并將液體的????部分動能轉(zhuǎn)變成為壓能。當(dāng)葉輪在泵體內(nèi)的液體中轉(zhuǎn)動時，由于液體存在粘性，葉輪的蓋板與液體之間存在摩擦力，葉輪轉(zhuǎn)動時，就會產(chǎn)生一定摩擦損失，即園盤摩擦損失，消耗掉一定的有效功率，盤摩擦損失功率的大小與葉輪直徑的五次方成正比，低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵（Xs＜80）是一種高揚(yáng)程小流量的泵，一般來說，揚(yáng)程越高，要求的葉輪直徑就越大，園盤摩擦損失功率也急劇增加，當(dāng)比較數(shù)Ns＝30時，園盤摩擦損失接近于有效功率的30％。另外在設(shè)計(jì)中，為保證其高揚(yáng)程，小流量，需要把葉輪直徑選的很大，而葉輪的出口寬選的很小，這一方面增加了液體在流道中的水力損失，另一方面使結(jié)構(gòu)比例也極不協(xié)調(diào)，增加了加工難度，因而園盤狀葉輪是不適用于高揚(yáng)程小流量的低比轉(zhuǎn)數(shù)泵的工作狀況的，它的效率是很低的，影響它在工程上的應(yīng)用。

本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有翼形輪片式葉輪結(jié)構(gòu)的低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵，使該葉輪的園盤摩擦損失和水力損失可以明顯減少，從而在高揚(yáng)程小流量的工作狀況下，同樣可以獲得高效率。

本實(shí)用新型所述的低比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵是由泵體、葉輪、密封環(huán)泵軸和軸承體等主要部件構(gòu)成的，其特征在于葉輪不同于傳統(tǒng)的園盤狀葉輪，而是在輪轂上連接著一個、兩個或多個由前輪片蓋和后輪片蓋組成的具有空心通道的翼形輪片所構(gòu)成，輪片內(nèi)的空心通道作為葉輪的流道，為了進(jìn)一步降低能量損失，該輪片的橫斷面設(shè)計(jì)為流線形結(jié)構(gòu)。這樣它將傳統(tǒng)園盤狀葉輪內(nèi)園周流道變成為一個、兩個或多個集合的流道，從軸向看，翼型輪片內(nèi)流道形狀和園盤狀葉輪中相鄰葉片間的流道形狀相近，因而，可以在翼形輪片式葉輪內(nèi)得到和園盤狀葉輪內(nèi)相近的液體流線和運(yùn)動狀態(tài)， 根據(jù)葉輪直徑計(jì)算公式D₂＝ (600u₂)/(πn) 和H＝ 1/(K_u²) (u₂²)/(2g) 及葉輪的流道面積計(jì)算公式F＝ (Q)/(V₁AY_V) （式中U2是葉輪出口園周速度，B2是輪片流道的出口安放角），可以得出與園盤狀葉輪直徑及流道面積相近的翼形葉輪的直徑和流道面積。翼形葉輪與園盤狀葉輪相比，既滿足了低比轉(zhuǎn)數(shù)泵對高揚(yáng)程小流量的要求，又增大了流道的水力半徑，減小了水力損失，而且園盤摩擦損失也可以大大地減少。對于園盤狀葉輪，在半徑為r處，沿半徑方向取dr厚度的葉輪環(huán)，其兩個側(cè)面的摩擦力矩為M₁＝K₁PU²r²dr，對于翼形葉輪，在相同的半徑r處，沿半徑方向取相同的dr厚度的流線型柱體，其側(cè)面的摩擦力矩為M₂＝ (r)/2 AP（式中A是輪片數(shù)，P是流線型柱體的阻力，其計(jì)算公式為P＝ 1/4 C₀CPU₂dr式中C₀是流線型柱體在泵體內(nèi)運(yùn)動時的阻力系數(shù)，它和流線形柱體的斷面形狀、輪片數(shù)、泵體寬及柵距有關(guān)，A個輪片時柵距為 (2πr)/(A) ，C是流線形柱體的弦長）或M₂＝ 1/4 AC_DCPu²rdr。利用上述公式，比較兩種葉輪的摩擦力矩，可以得出，當(dāng)r＞ (AC_DC)/(4K₁) ＝r₀時，M₁＞M₂，即在葉輪直徑r＞r₀部分，適于采用翼形輪片式結(jié)構(gòu)。當(dāng)r＜ (AC_DC)/(4K₁) ＝r₀時，M₁＜M₂，即在葉輪半徑r∠r₀部分適于采用園盤狀結(jié)構(gòu)，對每一個葉輪，都存在一個r₀，當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)高時，r₀大，當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)小時，r₀小。當(dāng)r₀∠D₂時，葉輪適于采用翼形輪片式結(jié)構(gòu)。