一种双吸泵叶轮双端折边叶片v型切割结构设计方法
【专利摘要】本发明提供了一种双吸泵叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法。出口处叶片切割为V型结构，可满足最大程度满足用户对不同的扬程的需求；采用折边出口边叶片使叶片在叶轮出口处错开，设计错开的叶片有不同的进出口安放角和包角且在叶轮进出口处有不同的叶片宽度，根据折边叶片的实际要求合理设计出叶轮的进口当量直径、叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口安放角、叶片包角、切割后的实际外径、叶轮出口处叶片厚度，使双吸泵在偏工况下运行时，原本的一个流道变为两个，使不同流动状态的流体分别在不同的流道中流动。
【专利说明】
-种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法
技术领域
[0001] 本发明设及到一种双吸累叶轮叶片结构设计方法，特别设及一种双吸累叶轮双端 折边叶片V型切割结构设计方法。
【背景技术】
[0002] 累是一种应用极其广泛的通用机械，种类繁多，与人类的生活有着密不可分的关 系，凡是有液体流动的地方，几乎都有累的运行工作。随着科学技术水平不断的提高，累运 用的领域正在不断扩大。双吸累是一种很常见的累，由于它具有流量大、扬程高、结构简单、 检修方便等特点，被广泛应用在各种水利工程领域，是各种累中应用最为广泛的一种，广泛 应用于城市给水、石油化工、船舶工业农业灌概等社会生活和国民经济的各个部口中。因此 对双吸累的性能提出了越来越高的要求，如偏工况稳定运行的要求、低噪音振动的要求和 高可靠性等。但在工程实际中经常存在水累扬程远高于输出系统所需扬程的情况。运常常 通过切割叶轮的方式来满足不同用户的要求，使其能在特定的扬程和流量点下工作，同时 达到累站节能的目的。但是，双吸累的传统水力设计方法只能满足一个或几个设计工况要 求，而现实应用中双吸累很多时候都需要偏工况下运行，传统的叶轮结构很难满足双吸累 在偏工况下运行。双吸累在偏工况下运行可导致双吸累不能正常的运行会产生噪音和振 动，恶化工作环境，不利于生产效率。
【发明内容】
[0003] 针对双吸累运行过程中所产生的问题，本发明提供了一种双吸累叶轮双端折边叶 片V型切割结构设计方法。出口处叶片切割为V型结构，可满足最大程度满足用户对不同的 扬程的需求;采用折边出口边叶片使叶片在叶轮出口处错开，设计错开的叶片有不同的进 出口安放角和包角且在叶轮进出口处有不同的叶片宽度，根据折边叶片的实际要求合理设 计出叶轮的进口当量直径、叶轮进口直径、叶轮出口直径、叶轮出口宽度、叶片出口安放角、 叶片包角、切割后的实际外径、叶轮出口处叶片厚度，使双吸累在偏工况下运行时，原本的 一个流道变为两个，使不同流动状态的流体分别在不同的流道中流动。
[0004] 1、叶轮进口当量直径Do由下式确定：
[0005]
[0006] 式中；
[0007] Do-叶轮进口当量直径，m;
[000引 Q-流量，nrVs;
[0009] Η一扬程，m;
[0010] η-转速，rev/min;
[00川 2、叶轮出口直径D2由下式确定：
[0012]
[0013] 式中；
[0014] 化一叶轮出口直径，m;
[0015] η-转速，rev/min;
[0016] Q 一流量，m3/s;
[0017] Η-扬程，m;
[00i引g-重力加速度，mVs;
[0019] 3、叶轮叶片进口宽度bi由W下公式确定：
[0020] (a)叶轮折边上叶片进口宽度bii由W下公式确定：
[0021] bll = 0.02D2+0.1 n-o. 333q〇. 333
[0022] (b)叶轮折边下叶片进口宽度bi2由W下公式确定：
[0023] bl2 = 0.01D2+0.05n-°. 333q〇. 333
[0024] 4、叶轮叶片进口安放角执大小由下式确定：
[0025] (a)叶轮折边上叶片进口安放角执1由W下公式确定：
[0029] 式中；
[0030] 执1-上叶片进口安放角，％
[00川执2-下叶片进口安放角，％
[0032] Do-叶轮进口当量直径，m;
[0033] bii-上叶轮进口宽度，m;
[0034] bi2-下叶轮进口宽度，m;
[0035] Q一流量，niVs;
[0036] Z-叶片数，枚。
[0037] 5、叶片出口安放角&大小由下式确定：
[0038] (a)叶轮折边上叶片出口安放角由W下公式确定：
[0039]
[0040] (b)叶轮折边下叶片出口安放角由W下公式确定：
[0041]
[0042] 式中；
[0043] &1-上叶片出口安放角，％
[0044] 022-下叶片出口安放角，％
[0045] 化一叶轮出口当量直径，m;
[0046] b2i-上叶轮出口宽度，m;
[0047] b22-下叶轮出口宽度，m;
[004引 Q-流量，niVs;
[0049] Z-叶片数，枚；
[0050] 4、叶片出口宽度b2大小由下式确定：
[0051] (a)叶轮折边上叶片出口宽度b2i由W下公式确定：
[0化2]
[0053] (b)叶轮折边下叶片出口宽度b22由W下公式确定：
[0化4]
[0055]式中；
[0化6] b2i-上叶片出口宽度，m;
[0化7] b22-下叶片出口宽度，m;
[0化引 Do-叶轮进口当量直径，m;
[0化9]化一叶轮出口直径，m;
[0060] bii-上叶轮进口宽度，m;
[0061] bi2-下叶轮进口宽度，m;
[0062] 5、叶片包角口大小由下式确定：
[0063] (a)叶轮折边上叶片包角Φ1由W下公式确定：
[0064]
[00化](b)叶轮折边下叶片包魚收由W下公式确定：
[0066]
[0067] 式中；
[0068] ψι-上叶片包角，°;
[0069] 巧一下叶片包角，％
[0070] Do-叶轮进口当量直径，m;
[0071] 化一叶轮出口直径，m;
[0072] 6、叶轮叶片的进出口处厚度S由W下公式确定
[0073] (a)叶轮折边叶片进口处厚度Si由W下公式确定：
[0074]
[0075] (b)叶轮折边叶片出口处厚度S2由W下公式确定：
[0076]
[0077] 式中；
[007引 Sii-叶轮折边上叶片进口处厚度，m;
[0079] Si2-叶轮折边下叶片进口处厚度，m;
[0080] S21-叶轮折边上叶片出口处厚度，m;
[0081 ] S22-叶轮折边下叶片出口处厚度，m;
[00剧 g-重力加速度，mVs;
[0083] Η一扬程，m;
[0084] η-转速，rev/min;
[0085] 化一叶轮出口直径，m;
[0086] 7、叶轮叶片出口处切割后的实际外径D'2由W下公式确定：
[0087] D，2 = D2-(0.化2i+b22)tan白
[008引 式中；
[0089] D'2-叶轮叶片出口处切割后的实际外径，m;
[0090] 化一叶轮出口直径，m;
[0091] b2i-上叶片出口宽度，m;
[0092] b22-下叶片出口宽度，m;
[0093] Θ-叶轮叶片出口处切割角度，0°~15%
[0094] 本发明的有益效果是:通过折边叶轮出口处的叶片合理设计双吸累的最佳结构参 数，可有效减轻叶片负荷，改善双吸累在运行过程中叶轮内液体相对运动在轴向縱满对影 响水力性能及叶轮出口的尾流和压水室的动静干设;提高了双吸累的性能及运行过程中的 稳定性。
【附图说明】
[0095] 图1是本发明实施例的平面投影图。
[0096] 图2是本发明实施例的轴面图。
[0097] 图3是本发明实施叶轮叶片示意图。
[009引附图标记说明：
[0099] 图1 :βιι-上叶片进口安放角，012-下叶片进口安放角，021-上叶片出口安放角， 022-下叶片出口安放角，01-上叶片包角，裤一下叶片包角。
[0100] 图2: Do-叶轮进口当量直径，〇2-叶轮出口直径，D ' 2-叶片出口处切割后的实际 外径，bn-上叶片进口宽度，bi2-下叶片进口宽度，b2i-上叶片出口宽度，b22-下叶片出口 宽度，目一叶轮叶片出口处切割角度，Sll-叶轮折边上叶片进口处厚度，Sl2-叶轮折边下叶 片进口处厚度，S21-叶轮折边上叶片出口处厚度，S22-叶轮折边下叶片出口处厚度。
[0101] 图3:1-叶轮上叶片，2-叶轮下叶片。
【具体实施方式】
[0102] 设计要求：设计工况流量为0.09676位方米/秒，设计工况扬程为60米，转速为 2900转/秒，g取10米/平方米，叶片数取4枚，切割角度为10。
[010；3 ] 根据W上数据可求出叶轮结构参数的数值:Do = 170mm; 〇2 = 390mm; D ' 2 = 300mm; 011 = 17° ;β?2 = 18° ;02i = 21° ;防2 = 23° ;(户| = 100°; 02=l〇5°;bii=llmm;bi2 = 8mm;b2i = l〇mm;b22 =7 mm; Sll = 6mm; S12 = 5mm; S21 = 7 mm; S22 = 6mm ；
[0104] 在设计过程中，其它系数的选择需要根据具体实际情况进行系数选取，如叶轮的 蜗壳参数需要根据累的实际运行来选择等。
[0105] W上，为本发明参照实施例所做出的具体说明，但是本发明并不限于上述实施例， 也包含本发明构思范围内的其它实施例或变形例。
【主权项】
1. 一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在于:在设计双吸累叶 轮叶片时，叶轮叶片出口端采用分层折边结构;其中叶轮进口当量直径Do由下式确定：式中： Do-叶轮进口当量直径，m; Q-流量，m3/s; Η-扬程，m; g-重力加速度，m^s; η-牵专速，rev/min。2. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮出口直径化由下式公式确定：式中： 化一叶轮出口直径，m; η-转速，rev/min; Q-流量，m3/s; g-重力加速度，m2/s; Η-扬程，m。3. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片进口宽度bi由W下公式确定： (a) 叶轮折边上叶片进口宽度bii由W下公式确定： bii = 0.02D2+0.1n-°'333Q〇'333 (b) 叶轮折边下叶片进口宽度bi2由W下公式确定： bi2 = 0.01D2+0.05n-°'333Q〇'333 式中： bii-上叶轮进口宽度，m; bi2-下叶轮进口宽度，m; Do-叶轮进口当量直径，m; η-转速，rev/min; Q-流量，m3/s。4. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片进口安放角01由W下公式确定： (a)叶轮折边上叶片进口安放角011由W下公式确定：(b)叶轮折边下叶片进口安放角β?2由W下公式确定：式中： β?1-上叶片进口安放角，％ β?2-下叶片进口安放角，％ Do-叶轮进口当量直径，m; bii-上叶轮进口宽度，m; bi2-下叶轮进口宽度，m; Q-流量，m3/s; Z-叶片数，枚。5.如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片出口安放角02由W下公式确定： (a) 叶轮折边上叶片出口安放角021由W下公式确定：(b) 叶轮折边下叶片出口安放角β?2由W下公式确定：式中： 021- 上叶片出口安放角，％ 022- 下叶片出口安放角，％ 化一叶轮出口当量直径，m; b2i-上叶轮出口宽度，m; b22-下叶轮出口宽度，m; η-牵专速，rev/min; Q-流量，m3/s; Z-叶片数，枚。6. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片出口宽度b2由W下公式确定： (a) 叶轮折边上叶片出口宽度b2i由W下公式确定：(b) 叶轮折边下叶片出口宽度b22由W下公式确定：式中： b2i-上叶片出口宽度，m; b22-下叶片出口宽度，m; Do-叶轮进口当量直径，m; 化一叶轮出口直径，m; bii-上叶轮进口宽度，m; bi2-下叶轮进口宽度，m。7. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片包角Φ由W下公式确定： (a) 叶轮折边上叶片包角φι由W下公式确定：(b) 叶轮折边下叶片包角Φ2由W下公式确定：式中： 上叶片包角，％ 從一下叶片包角，％ Do-叶轮进口当量直径，m; 化一叶轮出口直径，m。8. 如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片的进出口处叶片厚度S由W下公式确定： (a) 叶轮折边叶片进口处厚度Si由W下公式确定：(b) 叶轮折边叶片出口处厚度S2由W下公式确定：式中： 511- 叶轮折边上叶片进口处厚度，m; 512- 叶轮折边下叶片进口处厚度，m; 521- 叶轮折边上叶片出口处厚度，m; 522- 叶轮折边下叶片出口处厚度，m; g-重力加速度，m2/s; Η-扬程，m; η-转速，rev/min; 化一叶轮出口直径，m。9.如权利要求1所述一种双吸累叶轮双端折边叶片V型切割结构设计方法，其特征在 于:叶轮叶片出口处切割后的实际外径D'2由W下公式确定： D，2 = 〇2-(0.1 b2i+b22)tan白 式中： D'2-叶轮叶片出口处切割后的实际外径，m; 化一叶轮出口直径，m; b2i-上叶片出口宽度，m; b22-下叶片出口宽度，m; Θ-叶轮叶片出口处切割角度，范围0°~15°。
【文档编号】F04D29/66GK105971926SQ201610302239
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】王秀礼, 钟华舟, 朱荣生, 付强, 蔡峥, 张本营, 钟伟源
【申请人】江苏大学