一種抗磨損離心式渣漿泵葉輪水力設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種漿渣栗葉輪水力設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種抗磨損離心式渣漿栗葉 輪水力設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] -般將適用于輸送液體（水）中含有懸浮固體物的栗稱(chēng)為渣漿栗。目前是選礦、 選煤廠各工藝流程中不可缺少的設(shè)備之一。渣漿栗通過(guò)借助離心力（栗的葉輪的旋轉(zhuǎn)）的 作用使固、液混合介質(zhì)能量增加的一種機(jī)械。被廣泛應(yīng)用于礦山、化工、煤炭、食品、冶金、建 材及石油等行業(yè)領(lǐng)域。渣漿栗可按不同原則分為單級(jí)/多級(jí)、單吸/雙吸、懸臂、臥式/立 式以及栗殼水平中開(kāi)/垂直結(jié)合等型式。隨著各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。在現(xiàn)有技術(shù)下，渣漿 栗葉輪的水力設(shè)計(jì)方法主要依賴(lài)于設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，這樣的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很多 關(guān)系，不確定性因素很多，設(shè)計(jì)成本較高，不能滿(mǎn)足當(dāng)今市場(chǎng)對(duì)渣漿栗的要求。因此，有必要 對(duì)渣漿栗葉輪的水力設(shè)計(jì)方法做進(jìn)一步的完善。
[0003] 經(jīng)檢索渣漿栗葉輪水力設(shè)計(jì)方法主要有以下幾個(gè)：專(zhuān)利號(hào)為ZL03213328. 6的"一 種組合式渣漿栗葉輪"實(shí)用新型專(zhuān)利，在該專(zhuān)利中設(shè)計(jì)者采用了組合式結(jié)構(gòu)，使得葉片、葉 片主體和前護(hù)板的結(jié)構(gòu)易于制造加工；專(zhuān)利號(hào)為ZL201020293027. 1的"渣漿栗葉輪"實(shí)用 新型專(zhuān)利，在該專(zhuān)利中設(shè)計(jì)者對(duì)葉輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，減小了葉輪外護(hù)套和主葉片的間隙， 使這兩個(gè)部件之間的壓力增大，降低了渣漿栗的振動(dòng)。
[0004] 發(fā)明目的
[0005] 現(xiàn)有離心式渣漿栗葉輪水力設(shè)計(jì)方法并不完備，即使是個(gè)別種類(lèi)的渣漿栗葉輪的 水力設(shè)計(jì)方法也有很多地方有待進(jìn)行改善。本發(fā)明的目的在于，提供一種科學(xué)的、高效的離 心式渣漿栗葉輪水力設(shè)計(jì)方法，改善渣漿栗內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)，提高渣漿栗抗磨性能，延長(zhǎng)使 用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明充分考慮了渣漿栗的工作過(guò)環(huán)境，考慮了顆粒大小對(duì)栗運(yùn)行狀況的影響， 改善了渣漿栗葉輪設(shè)計(jì)所需參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，以保證渣漿栗工作的穩(wěn)定、可靠和高效。
[0007] 目的所采用的技術(shù)方案是：
[0008] (1)渣漿栗性能參數(shù)P、Q、Η、β 2適合如下關(guān)系：
[0010] 式中：
[0011] Q-設(shè)計(jì)工況的流量，米3/秒；
[0012] H-設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米；
[0013] P-設(shè)計(jì)工況的軸功率，千瓦；
[0014] g-重力加速度，米/秒2;
[0015] σ -道格拉斯滑移系數(shù)；
[0016] U2-葉片出口圓周速度，米/秒；
[0017] β 2-葉片出口安放角，度；
[0018] Ku-速度系數(shù)；
[0019] P-流體密度，千克/米3;
[0020] S2一出口過(guò)流面積，平方米；
[0021] ⑵速度系數(shù)Ku，設(shè)計(jì)公式如下： i H5 -766 5 V '
[0022] Ku =1..936e1^3^J
[0023] 式中：
[0024] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0025] (3)葉輪進(jìn)口直徑D。，設(shè)計(jì)公式如下：
[0027] 式中：
[0028] D。一葉輪進(jìn)口直徑，米；
[0029] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0030] Q-設(shè)計(jì)工況的流量，米3/秒；
[0031] (4)葉輪出口直徑D2，設(shè)計(jì)公式如下：
[0032] AiX /ιο〇Γ1/2；ρ1/3 a05596U75-46:.(保證效率而側(cè)重抗磨性） Hi +318.7 A = 210.84?；°'7〇13〇1/3 °·05596?,+75·46 (保證一定抗磨性而側(cè)重效率，孖》85m，％ S 80) - A4+318.7 94.33?/°·5018ρ,η 〇,〇5596/?? + 75,46 (保證一定抗磨性而側(cè)重效率，丑 < 85mU 100) %+318,7
[0033] 式中：
[0034] D2-葉輪出口直徑，米；
[0035] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0036] Q-設(shè)計(jì)工況的流量，米3/秒；
[0037] K2-葉輪出口直徑系數(shù)；
[0038] H-設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米；
[0039] (5)葉輪出口直徑系數(shù)K2，設(shè)計(jì)公式如下：
[0040] K2= 8. 615n sa 01898
[0041] 式中：
[0042] K2-葉輪出口直徑系數(shù)；
[0043] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0044] (6)葉片進(jìn)口寬度Id1，設(shè)計(jì)公式如下：
[0045] % = CU574e0-002162,!ii32；
[0046] 式中：
[0047] b1 一葉片進(jìn)口寬度，米；
[0048] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0049] D2-葉輪出口直徑，米；
[0050] (7)葉片出口寬度b2，設(shè)計(jì)公式如下：
[0052] 式中：
[0053] b2-葉片出口寬度，米；
[0054] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0055] Kb-葉輪出口直徑系數(shù)；
[0056] Q-設(shè)計(jì)工況的流量，米3/秒；
[0057] (8)葉輪出口直徑系數(shù)Kb，設(shè)計(jì)公式如下：
[0058] Kb= (0. 06288η s2+16. 16ns+0. 0002576) / (ns+0. 000163)
[0059] 式中：
[0060] Kb-葉輪出口直徑系數(shù)；
[0061] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0062] (9)葉片進(jìn)口安放角P1，設(shè)計(jì)公式如下：
[0064] 式中：
[0065] β J-葉片進(jìn)口安放角，度；
[0066] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0067] (10)葉片出口安放角β 2，設(shè)計(jì)公式如下：
[0069]式中：
[0070] β 2-葉片出□安放角，度；
[0071] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0072] (11)葉片包角Φ，設(shè)計(jì)公式如下：
[0073]
[0074] 式中：
[0075] Φ-葉片包角，度；
[0076] ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；
[0077] 根據(jù)以上步驟，可以得到一種科學(xué)的、系統(tǒng)的、精確的葉輪主要參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。 通過(guò)上述計(jì)算方法可以確定葉輪的主要幾何參數(shù)，包括葉輪進(jìn)口直徑D。、葉輪出口直徑D2、 葉片進(jìn)口寬度匕、葉片出口寬度132、葉片進(jìn)口安放角P1、葉片出口安放角β2、葉片包角Φ 等。通過(guò)以上步驟設(shè)計(jì)的渣漿栗葉輪更加符合其輸送介質(zhì)的流動(dòng)特性，增強(qiáng)了渣漿栗的抗 磨損性能，確保了栗內(nèi)流體流動(dòng)的流暢性，使得渣漿栗的性能變得更加穩(wěn)定可靠，抗磨損性 能更高，有效運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0078] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0079] 圖1是渣漿栗葉輪的軸面圖。
[0080] 圖2是渣漿栗葉輪的平面圖。
[0081] 圖1中：D。一葉輪進(jìn)口直徑；D2-葉輪出口直徑；Id1-葉片進(jìn)口寬度；b 2-葉片出口 寬度；Di-葉片流道中線(xiàn)距尚軸線(xiàn)的距尚；Rds-葉輪前蓋板圓弧半徑；Rts -葉輪后蓋板圓 弧半徑。
[0082] 圖2中：β !-葉片進(jìn)口安放角；β 2-葉片出口安放角；Φ -葉片包角。
【具體實(shí)施方式】
[0083] 本發(fā)明通過(guò)以下幾個(gè)公式來(lái)確定包括1葉輪進(jìn)口直徑0。、2葉輪出口直徑D2、3葉 片進(jìn)口寬度匕、4葉片出口寬度b2、5葉片進(jìn)口安放角0^6葉片出口安放角β2、7葉片包角 Φ等渣漿栗葉輪的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0084] 該實(shí)施例是在給定設(shè)計(jì)工況流量Q、設(shè)計(jì)工況揚(yáng)程Η、設(shè)計(jì)工況轉(zhuǎn)速η的前提下，計(jì) 算葉輪參數(shù)：
CN 105179307 A 說(shuō)明書(shū) 5/5 頁(yè)
[0096] 本發(fā)明普遍適用于高低比轉(zhuǎn)速離心式渣漿栗的葉輪設(shè)計(jì)，以上設(shè)計(jì)公式全面地考 慮了渣漿栗內(nèi)的流動(dòng)特性。
[0097] 經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，本發(fā)明極大地提高了渣漿栗的設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，降低了設(shè) 計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)生產(chǎn)的渣漿栗具有良好的使用性能和較高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0098] 以上為本發(fā)明專(zhuān)利參照實(shí)施例做出的具體說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施 例，也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其他實(shí)施例或變形例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗磨損離心式渣漿栗葉輪水力設(shè)計(jì)方法，提供葉輪設(shè)計(jì)的主要幾何參數(shù)，包括 葉輪進(jìn)口直徑D。、葉輪出口直徑D 2、葉片進(jìn)口寬度Id1、葉片出口寬度b2、葉片進(jìn)口安放角β i、 葉片出口安放角β2、葉片包角Φ等，其特征在于渣漿栗性能參數(shù)P、Q、H、β2適合如下關(guān) 系：式中： Q-設(shè)計(jì)工況的流量，米3/秒； H-設(shè)計(jì)工況的揚(yáng)程，米； P-設(shè)計(jì)工況的軸功率，千瓦； g-重力加速度，米/秒2; σ -道格拉斯滑移系數(shù)； U2-葉片出口圓周速度，米/秒； β 2一葉片出口安放角，度； Ku-速度系數(shù)； P -流體密度，千克/米3; S2-出口過(guò)流面積，平方米。2. 根據(jù)權(quán)利要求⑴所述，葉輪進(jìn)口直徑D。，葉輪出口直徑D2，葉片進(jìn)口寬度Id1，葉片 出口寬度匕，設(shè)計(jì)公式如下：式中： D。一葉輪進(jìn)口直徑，米； D2+葉輪出口直徑，米； ns-比轉(zhuǎn)數(shù)； K2+葉輪出口直徑系數(shù)； Kb-葉片出口寬度系數(shù)； 匕一葉片進(jìn)口寬度，米； b2-葉片出口寬度，米。3. 根據(jù)權(quán)利要求（1)所述，葉片進(jìn)口安放角β i，葉片出口安放角β2，葉片包角Φ，設(shè) 計(jì)公式如下：式中： β 1 一葉片進(jìn)口安放角，度； β 2一葉片出口安放角，度； Φ 一葉片包角，度。4. 根據(jù)權(quán)利要求（1)所述，速度系數(shù)K u，設(shè)計(jì)公式如下：5. 根據(jù)權(quán)利要求（2)所述，葉輪出口直徑系數(shù)K2，葉片出口寬度系數(shù)Kb，設(shè)計(jì)公式如 下：
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種渣漿泵葉輪水力設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種抗磨損離心式渣漿泵葉輪水力設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明通過(guò)公式確定了葉輪進(jìn)口直徑D0、葉輪出口直徑D2、葉片進(jìn)口寬度b1、葉片出口寬度b2、葉片進(jìn)口安放角β1、葉片出口安放角β2、葉片包角φ等葉輪的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，本發(fā)明極大地提高了渣漿泵的抗磨性和設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)生產(chǎn)的渣漿泵具有良好的使用性能和較高的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類(lèi)】F04D29/22
【公開(kāi)號(hào)】CN105179307
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】朱榮生, 楊?lèi)?ài)玲, 王學(xué)吉
【申請(qǐng)人】江蘇國(guó)泉泵業(yè)制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日