[发明专利]一种高效大过流旋流泵准环形压水室水力设计方法

说明书

本发明涉及一种高效大过流旋流泵准环形压水室水力设计方法。它给出了无叶腔基圆直径、环形后缩腔与叶轮间隙、压水室包角、隔舌螺旋角、扩散管扩散角和扩散管高度的设计公式。根据本设计方法设计的旋流泵压水室能很好保证旋流泵的无堵塞性，在水力损失较小的情况下改善泵内流动状况，提高旋流泵压水室对于含杂质液体的通过性和旋流泵水力效率。

技术领域

本发明涉及一种高效大过流旋流泵压水室水力设计方法，特别是涉及一种旋流泵准环形压水室的水力设计方法。

背景技术

旋流泵的主要结构特征是叶轮退缩在压水室后面的泵腔内，叶轮旋转时在叶轮前面的无叶腔内形成贯通流和循环流。贯通流通过叶轮叶片间流道进入泵室而流出，循环流则在无叶腔内循环。由于循环流中部是低压区，固体颗粒掉入此区域在旋流的带动下流出，因此大部分固态物质可不经过叶轮而直接从无叶腔流出。基于旋流泵结构形式及流动特性的特殊性，旋流泵具有无堵塞性能好、运行平稳及耐磨性好、适用范围广等诸多优点。但由于其内部同时存在贯通流和循环流，造成很大的水力损失。故其最大缺点是泵效率偏低，一般η≤60％。虽然旋流泵与普通离心泵有相同的比转速范围，但因其特殊性在矿山、化工等行业中应用日益广泛。

专利CN202646143U(授权公开号)一种无堵塞旋流泵用的叶轮及无堵塞旋流泵公开了一种旋流泵叶轮的设计方法。其叶轮边缘为流线型，有利于进口吸入液体并减少冲击损失，在一定工作范围内保证较高的扬程，无堵塞性能优良。专利CN203223418U(授权公开号)一种旋流泵公开了一种旋流泵的设计方法。其主要特征在于叶轮安装在泵体右后泵腔，叶轮最左侧端面与泵腔出口通道的最右侧端面平行等，加大了泵的流量，提高了泵的扬程。满足对输送介质无堵塞性能的要求。专利CN2392932Y(授权公开号)高耐磨旋流泵公开了一种高耐磨旋流泵的结构特征，其由进料管、空泵体、泵体座、转子、轴承、出料管、转轴、电机和转子壳体所组成。转子内有六个叶片组成的三对形如山字型的结构，转子一部分位于空泵体右侧，另一部分位于转子壳体内。该专利的高耐磨旋流泵的优点是转子寿命可长达3至4个月，结构简单、安装方便。专利CN20168773OU(授权公开号)一种采用不锈钢冲压式叶轮的旋流泵公开了一种旋流泵的结构形式。其主要由电机，轴，蜗壳，轮毅，叶轮螺母，后盖板，叶片等组成，叶轮材料为不锈钢，采用冲压成型。旋流泵叶轮分为后盖板，叶片单独成型，再通过焊接与轮毅连接成型叶轮。该专利的旋流泵优点在于：减少了材料，叶轮美观轻巧；提高了叶轮加工的工作效率及产品的合格率；同时减少了环境的污染。

上述已授权的四种专利其发明的主要出发点在于改进叶轮的结构形式、叶轮和无叶腔之间的相互匹配关系等，均未涉及旋流泵的压水室结构及结构形式的改进。影响旋流泵内部流动特性和性能不仅仅在于叶轮，压水室也是影响旋流泵性能的核心部件之一。因此设计旋流泵压水室的时候，应尽量改善泵内流动状况，提高旋流泵压水室对于含杂质液体的通过性和旋流泵水力效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高效大过流旋流泵准环形压水室水力设计方法。通过改变旋流泵压水室几个重要设计参数的确定方法，从而改善旋流泵内部流动状况，提高旋流泵压水室对于含杂质液体的通过性和旋流泵水力效率。

实现上述目的所采用的设计方法：

1.旋流泵无叶腔基圆直径

旋流泵无叶腔基圆直径计算公式

式中，D₃-旋流泵无叶腔基圆直径，mm；

Q-旋流泵流量，m³/s；

n_s-旋流泵比转速；

n-旋流泵转速，r/min；

Cg、C_v-旋流泵输送介质液相、固相体积分数，％；

2.旋流泵环形后缩腔与叶轮间隙