一种渣浆泵半开式叶轮新型背叶片设计方法与流程

本发明专利涉及水泵技术领域，具体涉及一种渣浆泵半开式叶轮新型背叶片设计方法。

背景技术：

泵作为传统的通用机械，一直随着人类社会的发展而发展。渣浆泵是一种输送浆体的机器，广泛应用于电力、冶金、矿山、煤炭、建材和化工等工业部门，输送含有腐蚀性或磨蚀性的浆液，为我国的国民经济发展做出巨大贡献。近年来，随着物联网的飞速发展，行业之间的联系越发紧密，传统的渣浆泵设计从结构到水力不断被改进，可以说改良后的渣浆泵大体兼备能耗低、结构合理、维修方便及运行维护费用低，但是，就整体而言，渣浆泵在可靠性方面还存在问题。关于传统的半开式叶轮的背叶片主要优点在于：一方面可以减小叶轮与护板之间的压力，从而可减少口环处的回流量提高泵的容积效率，降低轮毂处的压力延长轴封寿命，另一方面可对半开式叶轮背叶片在一定程度上平衡轴向力，提高轴承寿命。但是，由于背叶片随着叶轮的旋转与护板之间存在相对运动，使其之间的渣浆不断的磨损，缩短护板使用的寿命，同时背叶片在运转消耗的功大于它提高的容积效率的功，降低可泵的效率，因此需要做进一步的改善设计。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供一种渣浆泵半开式叶轮新型背叶片设计方法。

本发明要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现。

一种渣浆泵半开式叶轮新型背叶片设计方法，其特征在于：将背叶片轴截面设计成流线型和将平面投影面设计成“刀面”，具体尺寸的计算方法为：

比转速ns计算公式如下：

式中：

ns—比转速；

n—转速，r/min；

q—流量，m³/h；

h—扬程，m；

通过比转速ns推导叶轮外径d2计算公式如下：

式中：

d2—叶轮外径，mm；

n—转速，r/min；

q—流量，m³/h；

由叶轮外径d2推导叶轮后盖板厚度δ2计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

d2—叶轮外径，mm；

k—叶轮外径与后盖板厚度之间的系数取值范围(16-21)，浆液密度大取小值；

由叶轮外径d2和叶轮后盖板厚度δ2推导背叶片轴面尺寸计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

db—背叶片轴面根部直径，mm；

rx1—背叶片轴面顶部流线圆弧半径，mm；

rx2—背叶片轴面根部流线圆弧半径，mm；

rx3—背叶片轴面中间流线圆弧半径，mm；

由叶轮后盖板厚度δ2推导背叶片平面尺寸计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

ry1—背叶片平面端部圆弧半径，mm；

ry2—背叶片平面顶部圆弧半径，mm；

ry3—背叶片平面流线圆弧半径，mm。

通过将背叶片轴截面设计成流线型和将平面投影面设计成“刀面”，使叶轮背叶片和护板之间的浆液相对运动速度呈“良性”分布，增加护板和背叶片之间的磨损寿命及降低背叶片消耗的功率，同时保证背叶片可以产生压差来平衡一定量的轴向力及延长轴封和轴承的使用寿命。同时“刀面”型能够进一步降低背叶片的功率消耗和留有足够的出口磨损裕量，提高渣浆泵的可靠性，进而延长渣浆泵的使用寿命，

附图说明

图1为本发明专利半开式叶轮轴面投影示意图；

图2为本发明专利半开式叶轮平面投影示意图；

图中：1—叶轮叶片，2—叶轮背叶片，δ2—叶轮后盖板厚度，db—背叶片轴面根部直径，rx1—背叶片轴面顶部流线圆弧半径，rx3—背叶片轴面中间流线圆弧半径；ry1—背叶片平面端部圆弧半径，ry2—背叶片平面顶部圆弧半径。

具体实施方式

为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体的产品实例，进一步阐述本发明。

实施例：图1-2；一种渣浆泵半开式叶轮新型背叶片，包括叶轮叶片1，叶轮背叶片2，将背叶片轴截面设计成流线型和将平面投影面设计成“刀面”，

具体参数如下：选用1台半开式叶轮的渣浆泵性能参数为流量qd＝50m³/h,扬程hd＝30m，转速nd＝19000r/min(皮带传动)外径系数取9.43，k—叶轮外径与后盖板厚度之间的系数取17.6。

具体的计算方法为:

1、比转速ns计算公式如下：

式中：

ns—比转速；

n—转速，r/min；

q—流量，m³/h；

h—扬程，m；

2、叶轮外径d2计算公式如下：

式中：

d2—叶轮外径，mm；

n—转速，r/min；

q—流量，m³/h；

3、叶轮后盖板厚度δ2计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

d2—叶轮外径，mm；

k—叶轮外径与后盖板厚度之间的系数取值范围(16-21)，浆液密度大取小值；

4、背叶片轴面尺寸计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

db—背叶片轴面根部直径，mm；

rx1—背叶片轴面顶部流线圆弧半径，mm；

rx2—背叶片轴面根部流线圆弧半径，mm；

rx3—背叶片轴面中间流线圆弧半径，mm；

5、背叶片平面尺寸计算公式如下：

式中：

δ2—叶轮后盖板厚度，mm；

ry1—背叶片平面端部圆弧半径，mm；

ry2—背叶片平面顶部圆弧半径，mm；

ry3—背叶片平面流线圆弧半径，mm。

通过上述的计算公式可得：比转速ns＝63.8，叶轮外径d2＝229mm，δ2＝13mm；db＝92mm；rx1＝10.4mm；rx2＝15.6mm；rx3＝325mm；ry1＝13mm；ry2＝52mm；ry3＝247mm；

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。