專利名稱：一種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于離心泵領(lǐng)域，具體涉及一種水力損失少，工作效率高，節(jié)能節(jié)水的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪。
背景技術(shù)：
國家《“i^一五”十大重點節(jié)能工程實施意見》提出了十大節(jié)能工程，以實現(xiàn)“十一五”期間單位GDP能耗降低20%左右的目標(biāo)，在此《實施意見》中，泵被列入“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程”。工業(yè)節(jié)能是全社會節(jié)能工作重點，也是國家實施宏觀調(diào)控和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要手段。設(shè)備耗能是工業(yè)耗能中突出的一部分，水泵產(chǎn)品又是我國工業(yè)領(lǐng)域最主要的耗能設(shè)備之一，其用量大、涉及面廣。據(jù)估計，我國水泵耗能總量約占全國總發(fā)電量的209^25%，而我國水泵的平均設(shè)計效率，平均比國際先進(jìn)水平低約5個百分點，有著極大的節(jié)能潛力。通常把比轉(zhuǎn)速3(T80的離心泵稱為低比速離心泵，該種泵具有流量小、揚(yáng)程高的特點，在石油、化工、國防、航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時該種泵存在以下問題圓盤摩擦損失及水力損失較大，效率普遍較低，能源浪費(fèi)嚴(yán)重；小流量工況下，運(yùn)行不穩(wěn)定，揚(yáng)程曲線易出現(xiàn)駝峰；軸功率曲線隨流量增大而急劇上升，在大流量區(qū)運(yùn)行易引起配套電機(jī)過載；汽蝕性能較差，易氣蝕產(chǎn)生振動和噪聲，縮短泵的使用壽命。提高低比速離心泵效率常采用加大流量設(shè)計法，該方法采取加大P2、b2、Ft和減小D2以及減少Z等措施來提高低比速離心泵效率，但該方法使葉輪出口面積較大，軸功率在相同揚(yáng)程下有所增加，因而水泵在大流量工況運(yùn)行易超載。根據(jù)泵理論揚(yáng)程公式
g/Tl)2b2<p2 '可以看出，P2越大，泵理論揚(yáng)程越大。利用該原理，高速泵多采用輻射狀直葉片葉輪，比起相同條件下后彎型葉片葉輪產(chǎn)生較高揚(yáng)程。但由于@2=90°，流道較短，流道擴(kuò)散度較大，流道內(nèi)易產(chǎn)生脫流和二次流，脫流現(xiàn)象是由于泵在小流量工況下，流道擴(kuò)散嚴(yán)重，致使流道內(nèi)產(chǎn)生附面層分離進(jìn)而引起流動失速；二次流現(xiàn)象是泵小流量工況下，葉輪流道內(nèi)軸向漩渦作用較大，使葉輪工作面和背面相對速度相差大而引起液體倒流。由于脫流和二次流雙重作用，其水力損失較大，故高速泵比傳統(tǒng)后彎式葉輪泵效率低很多，并且工作穩(wěn)定性差。根據(jù)上式，葉片出口安放角在80、0°范圍內(nèi)，葉輪產(chǎn)生揚(yáng)程效果更明顯。然而現(xiàn)有的國內(nèi)外技術(shù)文獻(xiàn)和設(shè)計手冊與該結(jié)論相悖，推薦葉片采用較小出口安放角，一般不超出32°。因此傳統(tǒng)葉輪設(shè)計時，均未充分利用上述公式所得揚(yáng)程與葉片出口安放角關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種水力損失少，工作效率高，節(jié)能節(jié)水的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪, 包括前蓋板，后蓋板，主葉片，所述前蓋板和后蓋板為圓盤結(jié)構(gòu)，所述前蓋板，后蓋板之間設(shè)置有沿軸向均勻分布的復(fù)數(shù)個所述主葉片，且所述主葉片與所述前蓋板和后蓋板固結(jié)在一起，所述主葉片靠近葉輪中心設(shè)置后彎式進(jìn)口段，所述主葉片靠近葉輪邊緣設(shè)置前彎式出口段，所述后彎式進(jìn)口段的彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，而所述前彎式出口段的彎曲方向與所述后彎式進(jìn)口段的彎曲方向相反，所述后彎式進(jìn)口段與所述前彎式出口段光滑連接。在相鄰兩個所述前彎式出口段之間設(shè)置有復(fù)數(shù)個短葉片，所述短葉片與所述前蓋板和后蓋板固結(jié)。所述短葉片的彎曲方向與所述前彎式出口段的彎曲方向相同，且將相鄰兩個所述前彎式出口段之間的流道間隔成均勻的小流道。在具體實施方式
中，所述后彎式進(jìn)口段占所述主葉片總長度的609^86%，所述前彎式出口段占所述主葉片總長度的149^40%，所述主葉片的出口安放角大小位于80°、0°之間，數(shù)量為4-8枚；所述短葉片數(shù)量為廣4枚，其長度為所述前彎式出口段長度的
0.6 I. 2 倍。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于，在主葉片上設(shè)置后彎式進(jìn)口段和前彎式出口段，充分考慮了低比轉(zhuǎn)速離心泵圓盤摩擦損失占據(jù)損失比例較高的特點，盡可能減小葉輪外徑，降低了泵所耗費(fèi)的機(jī)械損失；通過在相鄰兩個前彎式出口段之間設(shè)置短葉片，且短葉片的彎曲方向與前彎式出口段的彎曲方向相同，并將相鄰兩個前彎式出口段之間的流道間隔成均勻的小流道，使相鄰兩葉片間的流道寬度變窄，從而葉輪流道擴(kuò)散角減小，葉片與流體之間能量轉(zhuǎn)換能力加強(qiáng)，一定程度上提高了效率；同時短葉片能使葉片出口段正面壓力降低2飛倍，縮小了葉片工作面與背面之間的壓差，在一定程度上防止流體繞過葉片頂端從高壓區(qū)竄入相鄰葉片流道低壓區(qū)的現(xiàn)象，縮小了使葉片背面負(fù)壓區(qū)低速度液體受排擠產(chǎn)生的漩渦和二次流范圍，減少了水力損失，提高了離心泵工作的穩(wěn)定性。


圖I為本發(fā)明示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。圖I為本發(fā)明的示意圖，如圖I所示，本發(fā)明包括一種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪,包括前蓋板1，后蓋板2,主葉片3,其中前蓋板I和后蓋板2為圓盤結(jié)構(gòu)，前蓋板1，后蓋板2之間設(shè)置有沿軸向均勻分布的復(fù)數(shù)個主葉片3，且主葉片3與前蓋板I和后蓋板2固結(jié)在一起，在主葉片3靠近葉輪中心處設(shè)置后彎式進(jìn)口段4，而在其靠近葉輪邊緣處設(shè)置前彎式出口段5，后彎式進(jìn)口段4的彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，而前彎式出口段5的彎曲方向與后彎式進(jìn)口段4的彎曲方向相反，后彎式進(jìn)口段4與前彎式出口段5之間光滑連接,其中后彎式進(jìn)口段4占主葉片3總長度的60% 86%，前彎式出口段5占主葉片3總長度的149^40%，主葉片3的出口安放角大小位于80°、0°之間，主葉片3的數(shù)量為4 8枚，當(dāng)比轉(zhuǎn)速較小時取小值，比轉(zhuǎn)速較大時取大值。
同時，在相鄰兩個前彎式出口段5之間設(shè)置有復(fù)數(shù)個短葉片6，短葉片6與前蓋板I和后蓋板2固結(jié)。短葉片6的彎曲方向與前彎式出口段5的彎曲方向相同，且將相鄰兩個前彎式出口段5之間的流道間隔成均勻的小流道。短葉片6數(shù)量為廣4枚，其長度為前彎式出口段5長度的0. 6 1.2倍。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，包括前蓋板(1)，后蓋板(2),主葉片(3),所述前蓋板(I)和后蓋板(2)為圓盤結(jié)構(gòu)，所述前蓋板(1)，后蓋板(2)之間設(shè)置有沿軸向均勻分布的復(fù)數(shù)個所述主葉片(3)，且所述主葉片(3)與所述前蓋板(I)和后蓋板(2)固結(jié)在一起，其特征在于，所述主葉片(3)靠近葉輪中心設(shè)置后彎式進(jìn)口段(4)，所述主葉片(3)靠近葉輪邊緣設(shè)置前彎式出口段(5)，所述后彎式進(jìn)口段(4)的彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，而所述前彎式出口段(5)的彎曲方向與所述后彎式進(jìn)口段(4)的彎曲方向相反，所述后彎式進(jìn)口段(4)與所述前彎式出口段(5)光滑連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，其特征在于，在相鄰兩個所述前彎式出口段(5)之間設(shè)置有復(fù)數(shù)個短葉片(6)，所述短葉片(6)與所述前蓋板(I)和后蓋板(2)固結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，其特征在于，所述后彎式進(jìn)口段(4)占所述主葉片(3)總長度的609^86%，所述前彎式出口段(5)占所述主葉片(3)總長度的I4% 40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，其特征在于，所述主葉片(3)的出口安放角大小位于80、0°之間，所述主葉片(3)的數(shù)量為4 8枚。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，其特征在于，所述短葉片(6)的彎曲方向與所述前彎式出口段(5)的彎曲方向相同，且將相鄰兩個所述前彎式出口段(5)之間的流道間隔成均勻的小流道。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，其特征在于，所述短葉片(6)數(shù)量為廣4枚，其長度為所述前彎式出口段(5)長度的0. 6^1. 2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪，包括前蓋板，后蓋板，主葉片，所述前蓋板和后蓋板為圓盤結(jié)構(gòu)，所述前蓋板，后蓋板之間設(shè)置有沿軸向均勻分布的復(fù)數(shù)個所述主葉片，且所述主葉片與所述前蓋板和后蓋板固結(jié)在一起，其特征在于，所述主葉片靠近葉輪中心設(shè)置后彎式進(jìn)口段，所述主葉片靠近葉輪邊緣設(shè)置前彎式出口段，所述后彎式進(jìn)口段的彎曲方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向相反，而所述前彎式出口段的彎曲方向與所述后彎式進(jìn)口段的彎曲方向相反，所述后彎式進(jìn)口段與所述前彎式出口段光滑連接，在相鄰兩個所述前彎式出口段之間設(shè)置有復(fù)數(shù)個短葉片。這種低比轉(zhuǎn)速離心泵葉輪有利于克服流道內(nèi)產(chǎn)生脫流和二次流，減少水力損失，提高工作效率，實現(xiàn)節(jié)能節(jié)水目的。
文檔編號F04D29/22GK102748324SQ201210239918
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者吳志旺, 吳永旭 申請人:上海東方泵業(yè)(集團(tuán))有限公司