[实用新型]一种前端带螺旋结构的旋流泵叶轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮，尤其是一种前端带螺旋结构的旋流泵叶轮。

背景技术

工厂应用中，杂质泵是一种输送固体介质的泵体。旋流泵是一种用于输送固液介质的无堵塞泵，因其工作时流体在泵腔内产生漩涡得名。旋流泵的叶轮为开式或半开式，叶轮后缩至泵壳后腔，为固体介质通过泵体提供了良好的条件。旋流泵工作时，在叶轮出口顶部附近的介质会因离心力较大而形成贯通流，在叶轮中部的介质形成循环流，贯通流经泵腔出口流出，形成一定的扬程。介质中的固体颗粒和纤维在循环流的作用下获得能量，绝大部分不经过叶轮，而在无叶腔内运动后经泵出口排出，从而达到输送复杂介质或含杂质流体的目的。现有中国专利授权公告号为CN103557180B，专利名称为“一种带有长短叶片的旋流泵叶轮设计方法”公开了一种叶轮的设计方法。

与其他杂质泵相比，旋流泵的优点主要体现在：(1)无堵塞性能好，可以输送含大颗粒的流体；(2)耐磨性好，不存在磨损后间隙加大而造成性能下降的问题，大部分固体颗粒不会经过叶轮，也相应增加了叶轮寿命；(3)泵吸入性好，具有良好抗汽蚀性能。

但是，由于结构的限制，旋流泵也存在以下缺点：由于循环流的影响，泵的水力损失较大，且效率不高。

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实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种能降低泵的水力损失，并提高工作效率的前端带螺旋结构的旋流泵叶轮。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种前端带螺旋结构的旋流泵叶轮，所述旋流泵叶轮为半开式叶轮，该半开式叶轮包括前盖板、叶轮叶片及轮毂，所述轮毂的外表面为圆台结构，该圆台结构的上底面的面积小于下底面的面积，则轮毂通过下底面与前盖板固定；所述叶轮叶片上远离前盖板的端部为叶片前端，所述螺旋结构设置于叶片前端，该螺旋结构为螺旋叶片，该螺旋叶片自轮毂处向外延伸；所述叶轮叶片的进口直径为D₁，叶轮叶片的出口直径为D₂，螺旋叶片外径为D₃，叶轮叶片的出口宽度为b，叶轮叶片出口角为β₂，螺旋叶片出口角为β₄，螺旋叶片轴向长度为L₂，叶轮叶片包角为螺旋叶片包角为式中：

K₁＝3.85～4.7；

K₂＝17～19.5；

D₃＝(0.5～0.6)D₁；

n_s＝60～160；

β₂＝25°～90°；

β₄＝25°～45°；

L₂＝30mm～40mm；

式中：

Q—流量，m³/s；

n—旋流泵转速，r/min；

D₁—叶轮叶片的进口直径，m；

D₂—叶轮叶片的出口直径，m；

H—泵设计扬程，m；

g—重力加速度；

D₃—螺旋叶片的外径，m；

b—叶轮叶片的出口宽度，m；

n_s—设计工况比转速；

β₂—叶轮叶片的出口角；

β₄—螺旋叶片的出口角；

L₂—螺旋叶片的轴向长度，mm；

—叶轮叶片的包角；

—螺旋叶片的包角。

本实用新型的有益效果是：螺旋叶片自轮毂处向外延伸，指的是螺旋叶片内径与轮毂周侧固定，螺旋叶片外径朝向轮毂远处延伸。通过该设计得到的旋流泵叶轮，通过实验后发现，使用带螺旋结构的旋流泵能有效改善泵内部流动情况，减少内循环流，减少能量损失，大幅提高旋流泵的工作效率，在大规模的工业生产应用中取得了极好的经济效益。

为了进一步改善泵内部流动情况，轮毂的侧面与轮毂轴线所成夹角为θ，该θ的取值范围为0°～70°。θ优选取值为30°