[发明专利]一种高扬程高比转速混流泵

说明书

本发明涉及一种高扬程高比转速混流泵，它包括弯肘型进水流道、叶轮、导叶、出水弯管和出水流道，其特征在于所述叶轮包括叶片、轮毂和导水锥，所述轮毂沿周向均匀设置非对称翼型的叶片，在轮毂的前端设置导水锥，所述叶片的形状为中间厚两边薄，为三维扭曲曲面，本发明能够有效地提高混流泵的运行效率，适用于高扬程泵站。

技术领域

本发明属于流体机械及工程装备技术领域，特别是涉及用于高扬程泵站的一种高扬程高比转速混流泵。

背景技术

水泵是一种用途极为广泛的机械，可以用来输送各种流体。水泵主要是通过增大水压，从而将电动机的能量传递给水，最终实现提水、运水的目的。水泵的作用就是把动力机的能量传递给水，从而达到提水和增大水压的目的。导叶式的水泵主要应用于高比转速水泵中，主体部分为叶轮和导叶体。叶轮称得上是水泵中最为关键的部件，它决定着泵体的性能。流体经过叶轮的高速旋转，完成机械能传递给水的过程。

混流泵的结构和性能介于传统的离心泵和轴流泵之间，并且在一定范围内可以较为有效地吸收两者的优点、同时弥补两者的缺点。混流泵具有运行流量、扬程变化范围广，高效区宽，结构较为紧凑等优点，广泛应用于海水淡化系统、电站冷却水的循环系统等多个方面。混流泵行业的主要发展趋势已经开始向优化设计和性能预测等多个方面发展，同时，保证混流泵的高效稳定运行在工业应用中也是不可忽视的问题。

中国专利申请201611078143.X公开了“一种大功率潜水混流泵叶轮结构”，该装置包括圆柱形底座，在底座上设有六个均匀分布的第一离心叶轮，在圆柱形轴心上设置有第二离心叶轮，通过设置两组离心叶轮，大大提高了混流泵的效率，解决了传统式的离心叶轮传输效率低的技术问题，但设置两组离心叶轮使得制造工艺的要求更高，同时制造的成本也大大提高。

综上所述，对于混流泵的开发，现有的水力设计方法仍然有明显不足。如何克服现有的技术所存在的不足已成为当今流体机械及工程装备技术领域中亟待解决的重点难题之一。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术所存在的不足而提供的一种高扬程高比转速混流泵，本发明通过对叶轮叶片采用非对称翼型设计，能够有效地提高混流泵的运行效率，适用于高扬程泵站。

根据本发明提出的一种高扬程高比转速混流泵，包括弯肘型进水流道、叶轮室、导叶室、出水弯管和出水流道，所述弯肘型进水流道设置在叶轮的进水端，叶轮与电机通过流道的主轴传动连接，所述叶轮与设置在叶轮室内，导叶设置在叶轮室与出水弯管之间的导叶室内，其特征在于，所述叶轮包括叶轮轮毂、导水锥，所述轮毂的前端设置导水锥，所述叶轮轮毂沿周向均匀设置叶片，所述叶片的形状为中间厚两边薄、呈空间三维扭曲曲面，所述叶片的空间特性通过四条型线表示，每条型线均由上下两端首尾相连的曲线组合而成，分别以四个型线的中心点为原点建立坐标系，x1、x2、x3、x4分别为各坐标的横坐标，y1、y2、y3、y4分别为各坐标的纵坐标，F1、F2、F3、F4分别表示四个型线，所述叶片部分点在直角坐标系中的位置如表1所示：

表1 单位：mm

其中：Fn上表示第n个型线的上线，Fn下表示第n个型线的下线(其中n分别为1、2、3、4)；Fn上_Xn表示型线Fn上曲线的Xn坐标值，Fn上_Yn表示型线Fn上曲线的Yn坐标值(其中n分别为1、2、3、4)；Fn下_Xn表示型线Fn下曲线的Xn坐标值，Fn下_Yn表示型线Fn下曲线的yn坐标值(其中n分别为1、2、3、4)。

本发明提出的一种高扬程高比转速混流泵的进一步的优选方案是：

所述四个型线的拟合后方程如下：

F1-F1上曲线：