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[發明專利]一種測量泵腔尺寸對離心泵外特性及軸向力影響的方法有效

專利信息
申請號: 201710251247.4 申請日: 2017-04-18
公開(公告)號: CN107013472B 公開(公告)日: 2018-11-06
發明(設計)人: 袁壽其;顧延東;裴吉;袁建平;張金鳳;司喬瑞;曹健 申請(專利權)人: 江蘇大學
主分類號: F04D15/00 分類號: F04D15/00
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 212013 江*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 泵腔 離心泵 平衡孔 軸向力 墊片 測壓孔 外特性 軸向距離 測量 后泵腔 圓環 葉輪 成本基礎 壓力分布 重新設計 軸向間隙 小試驗 再加工 泵蓋 泵體 前泵 試驗
【權利要求書】:

1.一種測量泵腔尺寸對離心泵外特性及軸向力影響的方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1、根據下面公式計算離心泵前泵腔(5)和后泵腔(6)的軸向距離取值范圍:

前泵腔(5)軸向最小尺寸L1=l1+0.5L3+c1

后泵腔(6)軸向最小尺寸L2=l2+0.5L3+c2,

前泵腔(5)軸向最大尺寸L4=[0.8,2]L3,L4>L1,

后泵腔(6)軸向最大尺寸L5=[0.8,2]L3,L5>L2,

L3=max{b3,B2},

其中,l1為葉輪(4)在前泵腔(5)的最大竄動量,l2為葉輪(4)在后泵腔(6)的最大竄動量,b3為蝸殼進口寬度,B2為葉輪出口總寬度,c1的取值范圍是0~5mm,c2的取值范圍是0~5mm,

計算出前泵腔(5)軸向尺寸的取值范圍為[L1,L4],后泵腔(6)軸向尺寸的取值范圍為[L2,L5],并進行均勻取樣,前泵腔(5)方案個數為N1,后泵腔(6)方案個數為N2;

S2、確定離心泵葉輪后密封環(8)到泵蓋(3)的距離L6的取值范圍是[1,20]mm,且L6>l2,泵蓋密封環(7)到葉輪(4)的距離L7的取值范圍是[1,20]mm,且L7>l2;

S3、設計離心泵平衡孔(9)的直徑,根據下面公式計算離心泵平衡孔(9)的直徑:

其中,平衡孔(9)的總面積A=c3·2πRmb1,系數c3的取值范圍是[0,10],Rm是后泵腔密封環半徑,b1是后泵腔密封環徑向間隙,z是葉片個數,對c3取值,設計N3個不同的平衡孔(9)直徑;

S4、根據步驟S1中確定的軸向尺寸和步驟S3中的平衡孔(9)直徑,加工N1個前泵腔墊片(12),在前泵腔墊片(12)上開測壓孔(11),測壓孔(11)與泵體(1)上的測壓孔(10)對應,加工N2個第一后泵腔墊片(16)和第二后泵腔墊片(17),在第一后泵腔墊片(16)上開第一后泵腔墊片測壓孔(14),在第二后泵腔墊片(17)上開第二后泵腔墊片測壓孔(15),第一后泵腔墊片測壓孔(14)和第二后泵腔墊片測壓孔(15)與泵蓋(3)上的測壓孔(13)對應,加工N3個平衡孔(9),然后通過安裝圓環(18)來改變平衡孔(9)大小,對前泵腔墊片(12)、第一后泵腔墊片(16)和第二后泵腔墊片(17)、圓環(18)進行組合試驗,總計N1·N2·N3個方案,最后測試泵的外特性和泵腔中的壓力分布,并根據下列公式計算軸向力:

前泵腔(5)壓力p1分布函數:

其中,p1為前泵腔(5)半徑R處的壓力,p1R2為前泵腔(5)半徑R2處的平均壓力,R1為葉輪(4)進口半徑,R2為葉輪(4)外徑,ρ為泵工作介質的密度,ω為葉輪角速度,將前泵腔(5)半徑R處的測壓孔(10)的壓力代入式(1),從而求得前泵腔(5)中的待定系數λ1、λ2、λ3,

前泵蓋(19)所受壓力T1

后泵腔(6)中的壓力p2分布函數:

p2R2為后泵腔(6)半徑R2處的平均壓力,將后泵腔(6)半徑R處,R2≥R≥Rm的測壓孔(13)的壓力代入式(3),從而求得后泵腔(6)中壓力p2的待定系數θ1、θ2、θ3

后泵腔(6)中的壓力p2’分布函數:

將后泵腔(6)半徑R3處測壓孔(13)的壓力p3代入式(4),從而求得后泵腔(6)中壓力p2’的分布函數,

后泵蓋(20)所受壓力T2

葉輪(4)所受軸向力T:

T=T2-T1 (6)。

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