一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多级离心泵叶轮，特别是涉及一种与径向导叶匹配的低噪声设计多级离心泵叶轮，主要用于解决噪声问题。
【背景技术】
[0002]离心泵作为重要的流体机械，广泛应用于工农业及国民经济各领域。多级离心泵各级串连在一起，每一级都由一个叶轮和一个导叶组成，能够提供比单级离心泵高得多的扬程，用于城市建筑供水与居民生活用水增压等场合。叶轮是水泵的核心部分，对多级离心泵的流量、扬程、效率等参数都起着至关重要的作用。居民用水中，水泵流量不大，扬程要求高，以及空间限制，多级离心泵多与径向导叶匹配。
[0003]随着对水泵的不断研宄，水泵性能得到大大提高，加之人们越来越重视所处环境的舒适度，水泵噪声的研宄渐渐成为重点。现有的水泵设计只关注和改善其扬程、功率、效率等水力参数，却忽略了噪声问题，特别是其用于居民生活时，影响人们的身心健康和生活质量。因此，迫切需要在保证多级离心泵水力性能的基础上，改变叶轮结构，从而降低或抑制其噪声。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，从而降低水泵的噪声，达到低噪声设计要求。
[0005]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案:
[0006]一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，多级离心泵叶轮与径向导叶组成一级，所述多级离心泵叶轮包括前盖板、后盖板、叶片以及贯穿后盖板圆心的轮毂；所述叶片为圆柱形叶片，叶片出口处厚度变薄，叶片背面出口处斜切，且叶片背面曲线的切线与斜切线呈α =30°，所述叶片半径rl低于前盖板、后盖板半径R1。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，所述叶片半径rI和前盖板、后盖板半径Rl满足rI=(0.97 ?0.99) Rl ο
[0008]作为本实用新型的进一步改进，所述前盖板和轮毂相比，前盖板的轴向向前延伸了距离dl，整个多级离心泵叶轮轴向长度为D1，满足:dl = (0.05?0.12)Dlo
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述叶片数量为6-8片。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述叶片的最小厚度为叶片最大厚度的一半。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:在保持多级离心泵外壳以及径向导叶不变的情况下，改变内部的叶轮结构，保持水利性能不变，增大动静交接处的间隙，从而达到降低噪声的效果；结构简单，设计合理，安装方便，径向导叶不需要再重新设计，避免了多级离心泵外壳的重新开模铸造；特别是在已经设计完成的多级离心泵中，出现水泵噪声问题，仅需对叶轮进行简单的二次加工，便可达到降低噪声的效果。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型与径向导叶匹配的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的圆柱形叶片、后盖板平面投影图；
[0014]图3是本实用新型的轴面投影图。
[0015]图中，1，多级离心泵叶轮；2，径向导叶；3，前盖板；4，后盖板；5，圆柱形叶片；6，贯穿后盖板圆心的轮毂。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明“，多个”的含义是两个或两个以上。
[0018]图1是低噪声多级离心泵叶轮与径向导叶匹配的结构示意图，多级离心泵叶轮I与径向导叶2组成一级，径向导叶2盖板之间相连使得各级能够串联在一起，每级的多级离心泵叶轮I通过键槽与泵轴相连；径向导叶2形状复杂，其中的流速很高，当泵轴带动多级离心泵叶轮I高速旋转，水流经过多级离心泵叶轮I流道，进入径向导叶2的正导叶，经扩散过渡段进入径向导叶2的反导叶，再进入下一级多级离心泵叶轮I流道，从而达到更高的扬程；多级离心泵叶轮I出口与径向导叶2进口间的间隙很小，从而保证水泵的高扬程，但也是多级离心泵噪声产生的主要来源。
[0019]图2是多级离心泵叶轮I的圆柱形叶片5、后盖板4平面投影图，圆柱形叶片5是设计多级离心泵叶轮I的关键部分，其形状的改变会很大程度地影响多级离心泵的水利性能；水流经过叶片5之间的流道，叶片5的背面为高压区，因而对圆柱形叶片5背面形状的修改会使水泵性能得到改善；圆柱形叶片厚度变薄，最小厚度为叶片5最大厚度的一半，这样使得多级离心泵叶轮I流道的过流面积增大，流量、扬程得到很大提高；圆柱形叶片5背面为斜切的形状，且叶片背面曲线的切线与斜切线夹角为α，实验表明，当α =30°时，多级离心泵叶轮I出口水流相对平稳，能够有效消除卡门涡街的影响，从而达到降噪的目的。
[0020]图3是多级离心泵叶轮的轴面投影图，其前盖板3、后盖板4的半径Rl相同，圆柱形叶片5的半径为rl，低于叶轮前盖板3、后盖板4半径R1，这样所述叶片5出口处到多级离心泵叶轮I边缘形成一段水环，相当于增大了多级离心泵叶轮I与径向导叶2的间隙，起到了减少噪声的效果，但是圆柱形叶片5半径rl的减小会使得水泵的扬程的降低，叶轮前盖板3、后盖板4半径Rl不变，是为了能够更好收集水流进入径向导叶2，从而保证水利性能，因此，综合考虑水力性能和降噪程度，rl = (0.97?0.99)Rl ;在叶轮进口处，其前盖板3与贯穿后盖板圆心的轮毂6端面不对齐，向前延伸了距离dl，形成一段圆柱形过渡水体，水流经径向导叶2进入下一级多级离心泵叶轮1，速度由径向速度转为轴向速度，速度变化大，圆柱形过渡水体可以减缓水流的冲击，综合考虑，整个多级离心泵叶轮在轴向方向的宽度为 Dl, dl = (0.05 ?0.12)Dlo
[0021]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0022]以上对本实用新型所提供的一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，并对此进行了详细介绍，本文应用了具体个例对本实用新型的原理和实施方式进行了阐述，所要说明的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，其特征在于:多级离心泵叶轮(I)与径向导叶(2)组成一级，所述多级离心泵叶轮(I)包括前盖板(3)、后盖板(4)、叶片(5)以及贯穿后盖板⑷圆心的轮毂(6); 所述叶片(5)为圆柱形叶片，叶片(5)出口处厚度变薄，叶片(5)背面出口处斜切，且叶片(5)背面曲线的切线与斜切线呈α = 30°，所述叶片(5)半径rl低于前盖板(3)、后盖板(4)半径Rl ο2.根据权利要求1所述的与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，其特征在于:所述叶片(5)半径rl和前盖板(3)、后盖板(4)半径Rl满足:rl = (0.97?0.99) Rlo3.根据权利要求1所述的与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，其特征在于:所述前盖板⑶和轮毂(6)相比，前盖板(3)的轴向向前延伸了距离dl，整个多级离心泵叶轮(I)轴向长度为D1，满足:dl = (0.05?0.12)Dlo4.根据权利要求1所述的与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，其特征在于:所述叶片(5)数量为6-8片。5.根据权利要求1所述的与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，其特征在于:所述叶片(5)的最小厚度为叶片(5)最大厚度的一半。
【专利摘要】本实用新型公开了一种与径向导叶匹配的多级离心泵叶轮，包括前盖板、后盖板、圆柱形叶片和贯穿后盖板圆心的轮毂。所述叶轮叶片为圆柱形叶片，叶片出口处厚度变薄，叶片背面斜切，叶片背面曲线的切线与斜切线呈一定角度；圆柱形叶片半径低于前盖板、后盖板半径；叶轮前盖板相比于贯穿后盖板圆心的轮毂，向前延伸了距离。本实用新型结构简单，加工方便，改善了叶轮出口的流动特性，在保证多级离心泵水力性能的基础上，噪声得到降低，能有效解决居民用水等情况下的水泵噪声污染。
【IPC分类】F04D29/66, F04D29/22
【公开号】CN204663967
【申请号】CN201520295073
【发明人】蒋小平, 王伟, 施卫东, 李伟, 冯琦, 陆伟刚, 吴家辉, 刘思晗, 朱嘉炜, 庞庆龙
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月8日