[实用新型]一种叶轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮。

背景技术

泵在运转时，转子上作用着轴向力。如果不采取措施来平衡轴向力，此轴向力会拉动转子轴向串动，使动静部件发生碰撞、摩擦，造成轴承损坏及相应零部件损坏，甚至断轴而不能工作，严重影响泵的正常运行，造成的损坏或断轴，需及时维修更换，增加了维修成本。

传统平衡轴向力采用的措施有平衡孔、双吸式叶轮、叶轮对称布置、背叶片、平衡鼓、平衡盘等。采用平衡孔的措施时，必须在叶轮后盖板上设密封环，常用于单级泵；采用双吸式叶轮或叶轮对称布置的措施时，只能用在特定结构的泵上；采用背叶片、平衡鼓、平衡盘等措施时，都是另外增加的装置，增加了成本，使泵结构复杂，且故障率高。

要平衡轴向力，轴向力的准确计算至关重要。传统轴向力计算大多采用经验公式法和试验法，轴向力经验公式多种多样，不同公式计算出来的轴向力大小不一样甚至相差很大，而用试验方法获得最佳结构参数又将耗费大量时间精力。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种叶轮，通过对叶轮后盖板进行特殊切割，使叶轮应用于泵、泵处于工作状态时，能大为减少叶轮上产生的轴向力，避免增加零部件等措施平衡轴向力，减少额外成本的投入，也避免结构复杂，减轻产品重量，即减少了维修率，也减少了维修更换成本，还提高了泵的有效工作效率；此外，在不改变叶轮原有水力设计、不增加新装置的基础上，降低轴向力，提高产品寿命和运行可靠性，并提高泵的扬程。

本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种叶轮，包括前盖板、后盖板和设于前盖板和后盖板之间的复数片叶片，每片所述叶片的两侧分别与所述前盖板和后盖板形成连接，其特征在于所述后盖板上设于若干切割缺口，每个所述切割缺口分别位于相邻的两片所述叶片之间，每个所述切割缺口都为三角形，所述三角形的两边为曲线边、另一边为直线边，所述叶片I的背面与后端盖外圆的交点为A点，位于所述叶片I弯曲方向的、相邻的所述叶片II的工作面与后端盖外圆的交点为B点，所述的一曲线边为A点与B点之间的圆弧段AB，所述A点到所述叶片II工作面的垂线为AA´，所述另一曲线边的一端点为C点，所述A点与C点的连线与所述垂线AA´之间的夹角为θ。

通过对叶轮后盖板进行特殊切割，使叶轮应用于泵、泵处于工作状态时，能大为减少叶轮上产生的轴向力，避免增加零部件等措施平衡轴向力，减少额外成本的投入，也避免结构复杂，即减少了维修率，也减少了维修更换成本，还提高了泵的有效工作效率。

在叶轮的后盖板上切掉曲边三角形形状的切割缺口，通过三维建模，采用ANSYS-ICEM软件划分网格，将划分好的网格模型导入ANSYS-CFX软件进行数值模拟，得到不同切割量（即夹角θ取值不同角度）时，在不同流量下，建立流量-扬程曲线图、流量-轴向力曲线图；通过分析扬程曲线和轴向力曲线，综合考虑，选取扬程较高、轴向力较低的切割量。本技术方案是在不改变叶轮原有水力设计，不增加新装置的基础上，降低轴向力，提高产品寿命和运行可靠性，并提高泵的扬程，节省材料，减轻产品重量。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采用如下技术措施：所述连线AC位于所述垂线AA´右侧时，所述的夹角θ为负值，反之，所述连线AC位于所述垂线AA´左侧时，所述的夹角θ为正值，所述夹角θ的取值区间为：-20°~20°。在不同取值前提下，通过分析扬程曲线和轴向力曲线，综合考虑，选取扬程较高、轴向力较低的切割量。

常规的取值情况为：所述夹角θ值为-20°、-10°、0、10°、20°。常规的取值

一种叶轮的后盖板切割方法，用于切割所述后盖板上的切割缺口，每个所述切割缺口都为三角形，所述三角形的两边为曲线边、另一边为直线边，其特征在于所述的步骤包括：

确定曲线边AB：选取相邻的叶片I和叶片II，分别确定A点和B点：所述叶片I的背面与后端盖外圆的交点为A点，位于所述叶片I弯曲方向的、相邻的所述叶片II的工作面与后端盖外圆的交点为B点，所述圆弧段AB即为曲线边AB；

确定基准垂线AA´：所述A点到所述叶片II工作面的垂线即为基准垂线AA´；

确定C点：所述C点位于所述叶片II背面上，所述BC为另一曲线边，所述直线AC即为直线边，所述直线AC与所述垂线AA´之间的夹角为θ；

切割缺口ABC；

重复上述步骤，依次切割各个所述切割缺口。