一种离心泵双蜗壳的水力设计方法与流程

本发明涉及一种离心泵的主要过流部件的设计方法,特别涉及一种离心泵双蜗壳的水力设计方法。

背景技术：

双蜗壳是一种用以平衡离心叶轮在非设计工况下运行时产生的径向力的压水室形式.这种蜗壳形式在大流量泵中有重要作用。双蜗壳结构是一种重要的泵蜗壳型式,每个流道包围叶轮出口180°,可以使叶轮流动更加对称,平衡运行时作用在叶轮上的径向力,延长轴承、轴封和口环的使用寿命,因而在高扬程离心泵机组中获得应用。但目前对双蜗壳的研究还很少,国内没有全面而系统的水力设计方法。

针对上述存在的缺陷，本发明人发明了“一种离心泵双蜗壳的水力设计方法”，给出了离心泵双蜗壳的不同结构参数的设计方法，也提高了运行的可靠性和稳定性，延长了使用寿命和维修周期。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种离心泵双蜗壳的水力设计方法。通过改善几个重要参数的设计方法，提高了运行的可靠性和稳定性。

实现上述目的所采用的技术方案是：

(1)离心泵双蜗壳的基圆直径d4

d4＝(-5.564×10^-5×h²+0.01665h-0.04752)×d2(1)

式中：

d4—离心泵双蜗壳基圆直径，米；

d2—离心泵叶轮的出口直径，米；

h—离心泵的叶轮的设计扬程，米；

(2)离心泵双蜗壳的隔舌安放角

式中：

—离心泵双蜗壳的隔舌安放角，度；

ns—离心泵叶轮的比转速；

(3)离心泵双蜗壳的第八断面面积a8

k3＝0.4031+0.1612cos(0.01127ns)-0.02291sin(0.01127ns)(4)

式中：

a8—离心泵双蜗壳的第八断面面积，米²；

qmax—离心泵的最大效率点处的流量，米³/秒；

k3—离心泵双蜗壳系数；

ns—离心泵叶轮的比转速；

h—离心泵叶轮的的设计扬程，米；

(4)离心泵断面的比例因子f

a80＝10(6)

式中：

f—离心泵断面的比例因子；

a8—离心泵双蜗壳的第八断面面积，米²；

a80—特定泵的双蜗壳第八断面的当量面积，米²；

然后将标准断面所有线形尺寸乘上f就得到蜗壳分隔板外侧4个断面5,6,7,8和内侧4个断面及分隔前面4个断面1,2,3,4的全部几何尺寸

(5)离心泵双蜗壳的分隔板的弧度θ

θ＝9.231×10^-5×h³-0.03905×h²+5.549h-70.27(7)

式中：

θ—离心泵双蜗壳的分隔板的弧度，度；

h—离心泵叶轮的的设计扬程，米；

根据上述步骤，可以得到一种相对系统的、精确的离心泵双蜗壳主要参数的设计方法。

通过上述计算方法确定离心泵双蜗壳主要几何参数，包括离心泵双蜗壳的基圆直径、离心泵双蜗壳的隔舌安放角、离心泵双蜗壳的第八断面面积、离心泵断面的比例因子、离心泵双蜗壳的分隔板的弧度。该设计方法不同于传统相似法与速度系数法，同时使工作更加稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的双蜗壳结构示意图。

图2是双蜗壳的四个断面的平面尺寸图。

具体实施方法

本发明通过以下几个公式来确定离心泵双蜗壳的基圆直径d4、离心泵双蜗壳的隔舌安放角离心泵双蜗壳的第八断面面积a8、设计流量下双蜗壳第八断面的当量面积a80、离心泵断面的比例因子f、离心泵双蜗壳的分隔板的弧度θ等双蜗壳的几个参数。

此实施例是在给定设计工况流量q、设计工况扬程h、设计工况转速n，计算双蜗壳的水力参数：

d4＝(-5.564×10^-5×h²+0.01665h-0.04752)×d3(1)

k3＝0.4031+0.1612cos(0.01127ns)-0.02291sin(0.01127ns)(4)

a80＝10(6)

θ＝9.231×10^-5×h³-0.03905×h²+5.549h-70.27(7)

然后将标准断面所有线形尺寸乘上f就得到蜗壳分隔板外侧4个断面5,6,7,8和内侧4个断面及分隔前面4个断面1,2,3,4的全部几何尺寸

本发明采用精确公式设计法进行水力设计，提高了运行的可靠性和稳定性，延长了使用寿命和维修周期，同时使离心泵工作更加稳定。

以上，为本发明专利参照实施例做出的具体说明，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他实施例或变形例。