专利名称：一种带高低叶片的无过载涡流泵叶轮设计方法
技术领域：
本发明涉及一种非变容式泵主要零件的设计方法，特别涉及一种带高低叶片的无
过载涡流泵叶轮设计方法。
背景技术：
目前，公知的涡流泵采用的是放射性叶轮，这种叶轮只能保证涡流泵在很窄的流 量范围内运行，如果运行工况超出泵的可运行范围，可能导致电动机烧毁。但是，涡流泵的 运行工况千差万别、泵装置扬程会出现较大的变化，导致涡流泵实际工况点在较大流量范 围内移动。据统计，在返修的工程潜水泵中，其故障约有70%是由过载引起的。电机因过载 失效造成这类泵的可靠性较低，大大限制了涡流泵的使用范围。同时由于涡流泵的特殊结 构，使得蜗壳内形成贯通流和循环流，由于存在循环流，涡流泵水力损失很大。这就要求我 们设计的叶轮，能在大的流量范围内运行而不发生过载，同时又能改善流动情况，提高涡流 泵的扬程和效率。 以往解决此问题的主要途径是加大功率备用系数，在涡流泵设计点的轴功率上 乘以一个不小于1.4的系数作为选配电机的依据，这一系数显然大于离心泵的对应值 1. 1-1. 2，造成投资增加和能源浪费。
发明内容
为解决现有涡流泵叶轮性能的不足，本发明提供了一种无过载带高低叶片的涡流 泵叶轮设计方法。用本发明设计的叶轮几何参数不仅满足适宜铸造的要求，还满足涡流泵 在全扬程范围内运行不会出现过载的要求；同时改善流动情况，提高扬程和效率。因此，可 减少选配电机的容量，减少投资、节约能源。
实现上述目的所采用的技术方案
1、叶轮的外径 叶轮外径的计算公式"2 "8V : ; 式中D厂叶轮外径，米； H-设计工况的扬程，米； n-叶轮转速，转/分； |32_叶轮叶片出口安放角，度。 2、叶片出口宽度 叶片出口宽度计算公式| = 0-000575< 式中b2-叶轮叶片出口宽度，米；
D2-叶轮外径，米； n「比转数，转/分；
3、叶片出口安放角 叶片出口安放角P2 = 15° 25° ，比转数大取小值； 4、叶片包角 叶片包角(p = 150° ~ 220°; 5、高低叶片的高度差 Ah = (10% -18% )b2 本实用新型的有益效果是叶轮不仅改善流动情况，提高涡流泵的扬程和效率，而 且还满足涡流泵无过载要求。 本实用新型经用户试用，反应效果良好，能有效地节省投资、节约能源。
图1是本发明一个实施例的叶轮轴面剖视图
图2是同一个实施例的叶轮叶片图 图中1.叶轮后盖板，2.叶轮叶片外圆直径，3.低叶片，4.高叶片，5.叶轮叶片出 口宽度，6.叶轮叶片出口安放角，7.叶轮包角
具体实施例方式
图1和图2共同确定了这个实施例的叶轮形状。它与大多数离心泵叶轮一样，具 有叶轮后盖板(l)，是一种开式叶轮。叶轮叶片分为低叶片(3)和高叶片(4)两种，高低叶 片相间排列(叶轮叶片数为偶，且叶片数大于等于4)，能够改善流动情况，提高涡流泵的扬 程和效率。本发明通过以下几个关系式来确定叶轮叶片的出口宽度lv叶轮叶片的外圆直 径^、叶轮叶片的出口安放角|32、叶轮叶片包角9和高低叶片高度差Ah，使这个实施例中 涡流泵性能满足全扬程要求。 <formula>formula see original document page 4</formula>
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(p = 150° ~220°;
Ah = (10% -18% )b2 在图中，叶片出口安放角(6)的选取与比转数~的大小有关，比转数大，出口安放 角(6)取小值。叶片包角根据铸造和清砂的难易情况，在150° 220°之间选取。
权利要求
一种无过载带高低叶片的涡流泵叶轮设计方法，叶片主要几何参数外径、出口宽度、出口安放角、叶片包角和高低叶片高度差的设计公式。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 <mrow><msub> <mi>D</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mn>18</mn><mfrac> <msqrt><mn>2</mn><mi>gH</mi> </msqrt> <mrow><mi>n</mi><msup> <mrow><mo>(</mo><msub> <mrow><mi>sin</mi><mi>β</mi> </mrow> <mn>2</mn></msub><mo>)</mo> </mrow> <mn>0.25</mn></msup> </mrow></mfrac><mo>;</mo> </mrow> <mrow><mfrac> <msub><mi>b</mi><mn>2</mn> </msub> <msub><mi>D</mi><mn>2</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mn>0.000575</mn><msup> <msub><mi>n</mi><mi>s</mi> </msub> <mn>1.25</mn></msup><mo>;</mo> </mrow>β2＝15°～25°；Δh＝(10％-18％)b2式中H-设计工况的扬程，米；D2-叶轮外径，米；b2-叶轮叶片出口宽度，米；β2-叶轮叶片出口安放角，度。n-叶轮转速，转/分ns-比转数，转/分；-叶轮叶片包角，度；Δh-高低叶片高度差，米F2009102346427C00013.tif,F2009102346427C00014.tif
全文摘要
本发明涉及一种无过载带高低叶片的涡流泵叶轮设计方法。它给出了叶片主要几何参数外径、出口宽度、出口安放角、叶片包角和高低叶片高度差的设计公式。用本发明设计的叶轮不仅能够改善蜗壳内的流动情况，提高涡流泵的扬程和效率，而且还满足涡流泵无过载要求。因此，可减少选配电机的容量，减少投资、节约能源。
文档编号F04D29/22GK101793260SQ20091023464
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者付强, 朱荣生, 杨爱玲, 苏保稳 申请人:江苏国泉泵业制造有限公司