[发明专利]一种离心泵用非对称式叶轮

说明书

本发明涉及一种离心泵用非对称式叶轮的设计方法，提供叶轮的主要几何参数，包括叶轮外径D₂、叶轮出口宽度b₂、叶轮轴径D₀、叶片出口安放角β₂、叶片工作面夹角α、叶片工作面夹角β、叶片进口端厚度d₁、叶片出口端厚度d₂、叶片包角相邻叶片进口段圆角半径R₁、R₂等；叶片包角的取值范围为105°～135°；叶片进口以及叶片中间部分的背面的弧度明显比工作面的弧度小，叶片中间厚度为叶片进口处的厚的1.07～1.14倍。采用通过改变叶片分布位置以及对叶轮几个重要几何参数的设计，改善流动情况，实现叶轮无堵塞、高效率、长寿命，而且有助于计算机编程，能很大程度上取代轴流泵原来相似设计法和速度系数法。

技术领域

本发明涉及一种离心泵叶轮,特别涉及一种离心泵用非对称式叶轮。

背景技术

离心泵的叶轮是把原动机的能量通过离心力的作用传递给泵内的液体，使液体增加速度和压力，促使泵内液体排出去，进口管路中的液体被吸进来，是离心泵的重要零件之一。随着我国国民经济的发展，离心泵越来越广泛地应用于各个领域。在江河湖海的开发与挖掘中以及工业污水、生活污水和工业废水等排放中，都需要输送含有固体颗粒悬浮物的离心泵，叶轮的效率和寿命就显得尤为重要，直接影响工程的进度。叶轮是离心泵最核心的水力部件，也是唯一的动力元件，叶轮的几何参数对离心泵的性能影响很大，因此叶轮对离心泵的水力性能具有重要影响。

申请号为200910207206.0号的中国发明专利中公开了一种泵用开式叶轮，该发明解决了现有开式叶轮进口容易缠绕纤维状的细长物，从而导致堵塞的问题，这种设计方法只给出了叶轮叶片的参数的具体实施办法，其他参数还是依赖工程技术人员的经验，没有给出系统的、精确的设计方法，而且很难做到计算机编程应用和计算机辅助设计。申请号为201510679325.1号的中国发明专利公开了一种非对称固液两相流离心叶轮水力设计方法，本发明适用于输送各种颗粒和含纤维的物质，使输送的物质能通畅的到达叶轮出口且不破坏输送物的整体性。但是此专利只有两个叶片可以使用，效率不理想。申请号为201521143144.9号的实用新型专利公开了一种半开式叶轮，本实用新型将向上凸起的小颗粒和导流条相结合,加大叶轮与流体的摩擦力,同时,叶片为空心腔体,减少叶轮的重量,减少离心式水泵的机械损失。但是，发明人在该专利中也没有给出离心泵叶轮的基本参数的系统的、精确的设计方法，在制造、加工上都有一定的难度。

发明内容

针对上述存在的缺陷，本发明人发明了一种离心泵用非对称式叶轮，不仅给出了离心泵叶轮参数系统的、精确的设计方法，还解决了离心泵输送杂质易堵塞的问题，提高离心泵的效率和抗空化性能，延长泵的使用寿命和维修周期，最重要的是有助于计算机编程应用和计算机辅助设计，能很大程度上取代采用传统的相似设计法和速度系数法设计的离心泵叶轮。

本发明提供了一种离心泵用非对称式叶轮，通过改变叶片分布位置以及对叶轮几个重要几何参数的设计，改善流动情况，实现叶轮无堵塞、高效率、长寿命。

实现上述目的所采用的技术方案是：

(1)叶轮外径D₂

D₂＝-14.32Q+1.716×10^-3n_s-4.395×10^-2Qn_s-1.427×e^-6n_s²+0.2337 (1)

式中：

D₂—叶轮外径，米；

Q—设计工况流量，米³/秒；

n_s—比转速，