专利名称：双螺旋轴流泵叶轮设计方法
技术领域：
本发明涉及一种轴流泵叶轮的设计方法，特别涉及一种双螺旋轴流泵叶轮设计方法。
背景技术：
目前，公知的轴流泵叶轮采用的是翼型叶片，即采用升力法和流线法设计轴流泵叶片。用此两种设计方法设计的翼型叶片，对轴流泵的工作环境和叶片的安放都提出了较严格的要求。即只能用于输送清水或轻度污水，如用到排污泵站，水质复杂，泥沙多，杂物多，容易造成叶轮叶片缠绕杂物，发生堵塞，致使外端机械密封变形，导致机械密封失效，电动机进水，机泵频繁报警，增加维修次数，甚至烧坏电机；且其叶片安放角若不一致，会引起运行振动，同时泵的空化性能也变差。因而，采用翼型叶片的轴流泵已经不能满足在复杂环境下运行的条件。为了使轴流泵能够在复杂的工况下运行而不发生缠绕和堵塞，需采用螺旋型叶片，且为保证其过流能力，叶片数不能过多。由于单螺旋叶片的轴流泵其结构特点决定了其形状的不对称性，其质量分布不均勻。当叶轮转动时就产生不平衡的离心惯性力，从而使泵体产生振动和噪声，增加了泵运行时的不平稳性。这就要求我们设计的叶轮，既能改善流动情况，又有很好的静平衡效果。
发明内容
为解决现有轴流泵叶轮性能的不足，本发明提供了一种双螺旋轴流泵叶轮设计方法。利用以下几个关系式来确定叶轮的主要几何参数，主要包括进口直SD1，叶轮轮毂直径dh，叶轮最大外径D2max,出口边倾斜角α 2，叶轮最小外径D2min,出口边宽度b2和叶轮轴向长度L。用本发明设计的叶轮不仅满足污水处理的需要，具有很好的静平衡效果，同时又提高了轴流泵的过流能力和无损性、无缠绕性能。因此，应用此种叶轮的螺旋轴流泵特别适合于污水处理行业。实现上述目的所采用的的技术方案1、叶轮的进口直SD1其计算公式A = K,^Qfn ；式中=D1-叶轮进口直径，米；Q-设计工况的流量，立方米/秒；η-叶轮转速，转/分；K0-修正系数，K。= (1 2. 5)，对吸入性能要求高的取大值。2、轮毂直径dh其计算公式:dh= 19. 65+0. 071ns ；式中dh_叶轮轮毂直径，米；ns-比转数，转/分。3、叶轮最大外径D2max
其计算公式A匪=Kx(^)-04 ψ/η ；式中D2max_叶轮最大外径，米；K1-修N 正系数，K1 = (3. 5 6)；ns-比转数，转/分；Q-设计工况的流量，立方米/秒；η-叶轮转速，转/分。4、叶轮出口宽度b2其计算公式办=K2^HZn ；式中b2_叶轮出口宽度，米；K2-修正系数，K2 = (0. 024 0. 032) ns ；H-设计工况点扬程，米；η-叶轮转速，转/分；ns_比转数，转/分。5、叶轮轴向长度L其计算公式=L= (0.9 ~ 1. 05) D2max ；式中L-叶轮轴向长度，米；D2max-叶轮最大外径，米。6、叶轮包角Φ叶轮包角 Φ = 150° 400°。7、出口边倾斜角α2出口边倾斜角α 2 = 40° 70°。8、叶轮最小外径D2min其计算公式D2min= D2max-b2tan α 2 ；式中D2min_叶轮最小外径，米；D2max-叶轮最大外径，米；b2_叶轮出口宽度，米；α 2-出口边倾斜角，度。9、叶片出口安放角β2叶片出口安放角β 2 = 5° 20°，比转数大取小值，叶片数多者取小值。本发明的有益效果是能够改善叶轮平衡效果，减小泵运行时的振动和噪声。本发明经用户试用，反应效果良好。
图1是本发明一个实施例的叶轮轴面图。图2是同一个实施例的叶轮叶片平面图。图3是同一个实施例的叶轮效果图。图1中1.叶轮进口直径D1, 2.轮毂直径dh，3.螺旋叶片，4.轮毂，5.轴孔，6.叶轮最大外径D2max, 7.出口边倾斜角α2，8.出口边宽度b2，9.叶轮轴向长度L，10.叶轮最小外径图2中4·轮毂，11.叶轮出口安放角β 2,12.叶片包角Φ，13.叶轮进口边，14.叶
轮出口边
具体实施例方式图1、图2和图3共同确定了这个实施例的叶轮形状。它与普通轴流泵叶轮不一样，叶轮进口为螺旋前伸式，进口边(13)看上去就像镰刀形状，叶片(3)沿着轮毂⑷螺旋上升，且其叶片(3)数只有两个，对称布置的叶片，具有很好的平衡效果。本发明通过以下几个关系式来确定叶轮进口直径D1⑴，叶轮轮毂直径dh(2)，叶轮最大外径D2max(6)，出口边倾斜角α 2(7)，出口边宽度b2 (8)、叶轮轴向长度L (9)和叶轮最小外径D2min(IO)。D1 = K^Qfn ；dh = 19. 65+0. 07 Ins ；b2 =K2yJlgH / η；L = (0· 9 1. 05)D2max ；Φ = 150° 400° ；α 2 = 40° 70° ；D2min = D2max-b2tan α 2 ；β2 = 5° 20°。在图中，叶片出口安放角(11)的选取与比转数~的大小有关，比转数大，出口安放角(11)取小值。叶片包角根据铸造和清砂的难易情况，在φ = 150° 400°之间选取。
权利要求
1. 一种双螺旋轴流泵叶轮设计方法，提供了叶片主要几何参数进口直径D1，轮毂直径 dh，最大外径D2max,出口边倾斜角Ci2，最小外径D2min和出口边宽度b2的设计公式。其特征在于叶轮几何参数与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系 D、=K0_ ’ dh = 19. 65+0. 071ns ；
全文摘要
本发明提供了一种双螺旋轴流泵叶轮设计方法。其双螺旋叶片能自动平衡叶轮旋转时的不平衡离心惯性力，减少了泵运行时的振动和噪声。它给出了叶轮的主要几何参数，叶轮进口直径D1，叶轮轮毂直径dh，叶轮最大外径D2max，出口边倾斜角α2，叶轮最小外径D2min，出口边宽度b2和叶轮轴向长度L的设计公式。用本发明设计的叶轮不仅满足污水处理的需要，同时能够改善叶轮平衡效果，减小泵运行时的振动和噪声，提高了轴流泵的过流能力和无损性、无缠绕性能。因此，应用此种叶轮的螺旋轴流泵特别适合于污水处理行业。
文档编号F04D29/18GK102434487SQ20111037541
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者朱荣生, 杨爱玲 申请人:江苏国泉泵业制造有限公司