專利名稱：一種雙螺旋混流泵葉輪設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種混流泵葉輪的設計方法，特別涉及一種雙螺旋混流泵葉輪設計方法。
背景技術：
混流泵的結構和性能介于軸流泵和離心泵之間，是一種吸取離心泵和軸流泵優(yōu)點，補償兩方面缺點的理想泵型。目前，混流泵的水力設計大多采用離心泵的設計方法，即速度系數(shù)法，采用圓柱葉片或扭曲葉片，具有較強的過流能力，但若用到排污泵站，水質(zhì)復雜，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。因而，采用圓柱葉片或扭曲葉片的混流泵已經(jīng)不能滿足在復雜環(huán)境下運行的條件。為了使混流泵能夠在復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。由于單螺旋葉片的混流泵其結構特點決定了其形狀的不對稱性，其質(zhì)量分布不均勻。當葉輪轉(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)有混流泵葉輪性能的不足，本發(fā)明提供了一種雙螺旋混流泵葉輪設計方法。利用以下幾個關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D2tl，出口邊傾斜角α 2，葉輪最小外徑D2h,出口邊寬度ID2和葉輪軸向長度L。用本發(fā)明設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，同時又提高了混流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應用此種葉輪的螺旋混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方案1、葉輪的進口直SD1其計算公式Ζ),= K0IjQfn ；式中=D1-葉輪進口直徑，米；Q-設計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；K0-修正系數(shù)，K0 = (4 6. 5)。2、輪轂直徑dh其計算公式dh= 14. . 41+0. 08ns ；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D20
其計算公式A。=Kx (^)-0 225 ψ/η ；式中D2Q-葉輪最大外徑，米；K1-修正系數(shù)，K1 = (6. 5 10. 5)；ns-比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；Q-設計工況的流量，立方米/秒；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。4、葉輪出口寬度Id2其計算公式-Jh=K1(^)06]；式中b2_葉輪出口寬度，米；K2-修正系數(shù)，K2 = (6 8. 5)；Q-設計工況的流量，立方米/秒；ns-比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分。5、葉輪軸向長度L其計算公式=L= (0. 9 1. 05) D20 ；式中L-葉輪軸向長度，米；D2tl-葉輪最大外徑，米。6、葉輪包角Φ葉輪包角 Φ = 200° 550°。7、出口邊傾斜角α2出口邊傾斜角α2=10° 40°。8、葉輪最小外徑D2h其計算公式D2h= D20-b2tan α 2 ；式中D2h-葉輪最小外徑，米；D2tl-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° 25°，比轉(zhuǎn)數(shù)大取小值。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D2tl，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 D2h。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和圖2共同確定了這個實施例的葉輪形狀。它與普通混流泵葉輪不一樣，葉輪進口為螺旋前伸式，進口邊(1 看上去就像鐮刀形狀，葉片C3)沿著輪轂(4)螺旋上升， 且其葉片( 數(shù)只有兩個，對稱布置的葉片，具有很好的平衡效果。且具備很大的流道，具有良好的通過性能和無損性。本發(fā)明通過以下幾個關系式來確定葉輪進口直徑D1(I),葉輪輪轂直徑dh (2)，葉輪最大外徑D20 (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D2h(IO)。D1 =K0\jofn ；dh = 14. . 41+0. 08ns ；D20 =K1(I)-0.225 厥;
20 1 100 V /nb2 =K2(^)omW
2 2 100 ν /n ；L = (0. 9 1. 05)%0 ；Φ = 200° 550° ；α 2 = 10° 40° ；D2h = D20-b2tan α 2β2 = 5° 25°。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，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及性能要求，在φ = 200° 550°之間選取。
權利要求
1. 一種單螺旋混流泵葉輪設計方法，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D2tl，出口邊傾斜角α2，葉輪最小外徑D2h和出口邊寬度Id2的設計公式。其特征在于葉輪幾何參數(shù)與泵設計工況點性能參數(shù)之間適合以下關系 Dx=K0^Qfn-, dh = 14. . 41+0. 08ns ；W 念)-。225 暴Φ = 200° 550° ； α2 = 10° 40° ； D2h = D20-b2tan α 2 2 5 2 5 ο 式中Q_設計工況點流量，立方米/秒； D2。-葉輪最大外徑，米； D2h-葉輪最小外徑，米； b2-葉輪葉片出口寬度，米； β 2_葉輪葉片出口安放角，度。 η-葉輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分； ns-比轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分； Φ -葉輪葉片包角，度； α 2-葉片出口邊傾斜角，度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙螺旋混流泵葉輪設計方法。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D20，出口邊傾斜角α2，葉輪最小外徑D2h，出口邊寬度b2和葉輪軸向長度L的設計公式。用本發(fā)明設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，提高了混流泵的過流能力和無損性、無纏繞性能。因此，應用此種葉輪的螺旋混流泵特別適合于污水處理行業(yè)。
文檔編號F04D29/18GK102352862SQ20111034938
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權日2011年11月3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