一种离心泵叶轮的制作方法

本实用新型涉及水泵制造领域，尤其涉及一种离心泵叶轮。

背景技术：

空化是一种液体现象，当液体温度一定时，降低压力到某一临界压力时，液体会汽化或溶解于液体中的空气发育形成空穴，这种现象称为空化，它包括了空穴的初生、发育成长到溃灭的整个过程。空化过程可以发生在液体内部，也可以发生在固体边界上。当发生在固体边界上的空泡溃灭时，从溃灭中心将辐射出冲击压力波，这种高频的冲击压力波作用在固体边壁时，将会对固体边壁形成破坏，这就形成了空蚀。

水泵中的空化和空蚀现象习惯上按空化和空蚀发生的部位来定义的，通常可分为以下四种基本类型：1）翼型空化和空蚀：液体绕流翼型时，翼型吸力面的压力往往为负压，当吸力面低压区的压力降低到环境汽化压力以下时，会导致空化区的出现，空化区的末端将出现最严重的空蚀区并向上下游扩展；2）间隙空化和空蚀：间隙空化和空蚀是当水流通过狭小通道或间隙时引起局部流速升高，压力下降到一定程度时所发生的一种空化和空蚀形态；3）局部空化和空蚀：局部空化和空蚀主要由于铸造和加工缺陷形成表面不平整、砂眼、气孔等所引起的局部流态突然变化而造成。大型离心泵叶轮区的空蚀主要是翼型空蚀，为了离心泵在发生空化的工况下能安全稳定运行，就必须要阻止空化的发生。通常有三类方法来防止发生空化：一、改变叶片的翼型，增加叶片进口安放角，增大进水边头部形状，使吸力面低压区压力达不到环境汽化压力，从而发生不了空化；二、增加叶轮进口直径，减小进口液体速度，增加进口压力，使叶轮进口压力达不到环境气化压力，从而发生不了空化；三、加大水泵的吸出高度，即增加水泵上游进水位到叶轮中心线的高度，使叶轮内部压力增加，叶片吸力面低压区压力达不到环境汽化压力，从而发生不了空化。

上述方法中，方法一虽然能改善非设计工况的空化性能，但会降低最优点的效率，方法二中叶轮进口直径增加到一定程度时反而会降低水泵的效率和扬程，而方法三会增加泵站的投资成本，因此，目前还没有一种有效的方法来针对较大运行范围情况下避免空化的产生。

现有技术中，离心泵叶轮叶片一般为普通叶片，其进水边为直线或抛物线，最多只有一个拐点，在非设计工况的空化性能不佳。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术不足，提供一种离心泵叶轮，通过改变叶片进水边形状实现满足更宽广、更高效运行范围的同时提高水泵的空化性能。

为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：一种离心泵叶轮，包括后盖板、前盖板以及设置在后盖板和前盖板间的叶片，所述叶片上设置有正对水泵吸入室的进水边和正对水泵压水室的出水边，所述叶片的进水边为包括由第一弧段和第二弧段组成的S型。

上述技术方案中，优选的，所述叶片为4～9片。

上述技术方案中，优选的，所述叶片进水边的轴面长度与所述出水边的直径φ比值为0.35～0.45，所述叶片进水边的空间长度与所述出水边的直径φ为0.55～0.65，叶片进水边的轴面长度为投影到平面上的弧长，叶片进水边的空间长度为实际弧长。

上述技术方案中，优选的，所述叶片进水边的第一弧段与所述出水边直径φ的比值为0.7～0.8，所述叶片进水边的第二弧段与所述出水边直径φ的比值为0.3～0.5。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：叶片进水边型线呈S型，靠近前盖板部分适应小流工况来流，靠近后盖板部分适应大流量工况来流，可同时改善小流量和大流量工况叶片进口的流态，这样就能保持进水边较小的头部形状，有利于提高叶轮最优工况效率，叶片的轴面进水边流线弧长与叶轮出水边直径比增大，相当于加长叶片，增加做功面积，提高能量转化率，实现具有更加宽广的高效率运行范围，即实现泵站在小流量、大流量和最优工况的运行工况内都具有高效率的性能指标，同时由于叶片加长，降低了叶片表面流速，减小了叶片局部的强度，因此有助于提高机组稳定性，水泵模型试验表明设计合理的S型叶片进水边型线，可使水泵最优效率提高3～5‰，并且使小流量和大流量水泵效率大幅度提高；叶轮的空化性能和叶片进口安放角的变化规律及进水边的头部形状形状有直接的关系，通过模型试验及CFD数值计算可知，小流量时叶片的最低压靠近前盖板，大流量时叶片的最低压靠近后盖板，叶片的进口安放角变化规律的改变使进水边的形状改变，从而控制在偏离最优工况时叶轮进口的流量分布，从根本上避免能量聚集，提高吸力面的最低压力，提高机组的空化性能。

附图说明

图1 离心泵叶轮装配图。

图2 离心泵叶轮叶片前视图。

图3离心泵叶轮叶片俯视图。

图4离心泵叶轮的叶片轴面示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1至图4所示，一种离心泵叶轮，包括后盖板1、前盖板3以及设置在后盖板1和前盖板3间的叶片2，所述叶片2上设置有正对水泵吸入室的进水边4和正对水泵压水室的出水边5，所述进水边4为包括由第一弧段41和第二弧段42组成的S型。

所述叶片2为4～9片；所述进水边4的轴面长度与所述出水边5的直径φ比值为0.35～0.45，所述进水边4的空间长度与所述出水边5的直径φ为0.55～0.65，所述进水边4的第一弧段与所述出水边5直径φ的比值为0.7～0.8，所述进水边4的第二弧段与所述出水边5直径φ的比值为0.3～0.5。

点A为叶片进水边5与前盖板3的交点，点B为叶片进水边4与前盖板3的交点，点C为叶片进水边4与后盖板1的交点，点D为叶片出水边5与后盖板1的交点，线BC为叶片的进水边4，线AD为叶片的出水边5，ABCD为叶片的轴面，Z为水泵转动中心，Z到出水边5的距离为出水边5直径φ。

叶片相关点、线的定义：所述进水边4为包括由第一弧段41和第二弧段42组成的S型，第一弧段41和第二弧段42在BC间，以B点为起始点，从B点沿着进水边型线4运行，先经过第一弧段41，然后经过第二弧段42，最后到达C点最终呈现“S”型。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。