專利名稱：雙螺旋軸流泵葉輪設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流泵葉輪的設(shè)計方法，特別涉及一種雙螺旋軸流泵葉輪設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
目前，公知的軸流泵葉輪采用的是翼型葉片，即采用升力法和流線法設(shè)計軸流泵葉片。用此兩種設(shè)計方法設(shè)計的翼型葉片，對軸流泵的工作環(huán)境和葉片的安放都提出了較嚴(yán)格的要求。即只能用于輸送清水或輕度污水，如用到排污泵站，水質(zhì)復(fù)雜，泥沙多，雜物多，容易造成葉輪葉片纏繞雜物，發(fā)生堵塞，致使外端機械密封變形，導(dǎo)致機械密封失效，電動機進水，機泵頻繁報警，增加維修次數(shù)，甚至燒壞電機；且其葉片安放角若不一致，會引起運行振動，同時泵的空化性能也變差。因而，采用翼型葉片的軸流泵已經(jīng)不能滿足在復(fù)雜環(huán)境下運行的條件。為了使軸流泵能夠在復(fù)雜的工況下運行而不發(fā)生纏繞和堵塞，需采用螺旋型葉片，且為保證其過流能力，葉片數(shù)不能過多。由于單螺旋葉片的軸流泵其結(jié)構(gòu)特點決定了其形狀的不對稱性，其質(zhì)量分布不均勻。當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時就產(chǎn)生不平衡的離心慣性力，從而使泵體產(chǎn)生振動和噪聲，增加了泵運行時的不平穩(wěn)性。這就要求我們設(shè)計的葉輪，既能改善流動情況，又有很好的靜平衡效果。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有軸流泵葉輪性能的不足，本發(fā)明提供了一種雙螺旋軸流泵葉輪設(shè)計方法。利用以下幾個關(guān)系式來確定葉輪的主要幾何參數(shù)，主要包括進口直SD1，葉輪輪轂直徑dh，葉輪最大外徑D2max,出口邊傾斜角α 2，葉輪最小外徑D2min,出口邊寬度b2和葉輪軸向長度L。用本發(fā)明設(shè)計的葉輪不僅滿足污水處理的需要，具有很好的靜平衡效果，同時又提高了軸流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應(yīng)用此種葉輪的螺旋軸流泵特別適合于污水處理行業(yè)。實現(xiàn)上述目的所采用的的技術(shù)方案1、葉輪的進口直SD1其計算公式A = K,^Qfn ；式中=D1-葉輪進口直徑，米；Q-設(shè)計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；K0-修正系數(shù)，K。= (1 2. 5)，對吸入性能要求高的取大值。2、輪轂直徑dh其計算公式:dh= 19. 65+0. 071ns ；式中dh_葉輪輪轂直徑，米；ns-比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分。3、葉輪最大外徑D2max
其計算公式A匪=Kx(^)-04 ψ/η ；式中D2max_葉輪最大外徑，米；K1-修N 正系數(shù)，K1 = (3. 5 6)；ns-比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；Q-設(shè)計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。4、葉輪出口寬度b2其計算公式辦=K2^HZn ；式中b2_葉輪出口寬度，米；K2-修正系數(shù)，K2 = (0. 024 0. 032) ns ；H-設(shè)計工況點揚程，米；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；ns_比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分。5、葉輪軸向長度L其計算公式=L= (0.9 ~ 1. 05) D2max ；式中L-葉輪軸向長度，米；D2max-葉輪最大外徑，米。6、葉輪包角Φ葉輪包角 Φ = 150° 400°。7、出口邊傾斜角α2出口邊傾斜角α 2 = 40° 70°。8、葉輪最小外徑D2min其計算公式D2min= D2max-b2tan α 2 ；式中D2min_葉輪最小外徑，米；D2max-葉輪最大外徑，米；b2_葉輪出口寬度，米；α 2-出口邊傾斜角，度。9、葉片出口安放角β2葉片出口安放角β 2 = 5° 20°，比轉(zhuǎn)數(shù)大取小值，葉片數(shù)多者取小值。本發(fā)明的有益效果是能夠改善葉輪平衡效果，減小泵運行時的振動和噪聲。本發(fā)明經(jīng)用戶試用，反應(yīng)效果良好。


圖1是本發(fā)明一個實施例的葉輪軸面圖。圖2是同一個實施例的葉輪葉片平面圖。圖3是同一個實施例的葉輪效果圖。圖1中1.葉輪進口直徑D1, 2.輪轂直徑dh，3.螺旋葉片，4.輪轂，5.軸孔，6.葉輪最大外徑D2max, 7.出口邊傾斜角α2，8.出口邊寬度b2，9.葉輪軸向長度L，10.葉輪最小外徑圖2中4·輪轂，11.葉輪出口安放角β 2,12.葉片包角Φ，13.葉輪進口邊，14.葉
輪出口邊
具體實施例方式圖1、圖2和圖3共同確定了這個實施例的葉輪形狀。它與普通軸流泵葉輪不一樣，葉輪進口為螺旋前伸式，進口邊(13)看上去就像鐮刀形狀，葉片(3)沿著輪轂⑷螺旋上升，且其葉片(3)數(shù)只有兩個，對稱布置的葉片，具有很好的平衡效果。本發(fā)明通過以下幾個關(guān)系式來確定葉輪進口直徑D1⑴，葉輪輪轂直徑dh(2)，葉輪最大外徑D2max(6)，出口邊傾斜角α 2(7)，出口邊寬度b2 (8)、葉輪軸向長度L (9)和葉輪最小外徑D2min(IO)。D1 = K^Qfn ；dh = 19. 65+0. 07 Ins ；b2 =K2yJlgH / η；L = (0· 9 1. 05)D2max ；Φ = 150° 400° ；α 2 = 40° 70° ；D2min = D2max-b2tan α 2 ；β2 = 5° 20°。在圖中，葉片出口安放角(11)的選取與比轉(zhuǎn)數(shù)~的大小有關(guān)，比轉(zhuǎn)數(shù)大，出口安放角(11)取小值。葉片包角根據(jù)鑄造和清砂的難易情況，在φ = 150° 400°之間選取。
權(quán)利要求
1. 一種雙螺旋軸流泵葉輪設(shè)計方法，提供了葉片主要幾何參數(shù)進口直徑D1，輪轂直徑 dh，最大外徑D2max,出口邊傾斜角Ci2，最小外徑D2min和出口邊寬度b2的設(shè)計公式。其特征在于葉輪幾何參數(shù)與泵設(shè)計工況點性能參數(shù)之間適合以下關(guān)系 D、=K0_ ’ dh = 19. 65+0. 071ns ；
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙螺旋軸流泵葉輪設(shè)計方法。其雙螺旋葉片能自動平衡葉輪旋轉(zhuǎn)時的不平衡離心慣性力，減少了泵運行時的振動和噪聲。它給出了葉輪的主要幾何參數(shù)，葉輪進口直徑D1，葉輪輪轂直徑dh，葉輪最大外徑D2max，出口邊傾斜角α2，葉輪最小外徑D2min，出口邊寬度b2和葉輪軸向長度L的設(shè)計公式。用本發(fā)明設(shè)計的葉輪不僅滿足污水處理的需要，同時能夠改善葉輪平衡效果，減小泵運行時的振動和噪聲，提高了軸流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應(yīng)用此種葉輪的螺旋軸流泵特別適合于污水處理行業(yè)。
文檔編號F04D29/18GK102434487SQ20111037541
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者朱榮生, 楊愛玲 申請人:江蘇國泉泵業(yè)制造有限公司