一种半开式磨碎泵叶轮水力设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种磨碎栗的主要零件的设计方法，特别涉及一种半开式磨碎栗叶 轮水力设计方法。该新型磨碎栗叶轮稳定性能好，适用于长寿命和性能宽领域。
【背景技术】
[0002] 磨碎栗是一种输送杂质污水和固体颗粒等介质，与清水栗的区别主要在于对磨损 特性和通过能力要求比较高。
[0003] 随着工农业生产的不断发展，在化工、矿山、食品、建筑、造纸等诸多行业的工业流 程、生活污水和工业废水等的排放中，都需要大量输送含有固体颗粒悬浮物或者纤维状悬 浮物液体的磨碎栗。磨碎栗主要由栗壳、叶轮、动刀盘、静刀盘、电机等部件组成，而叶轮是 磨碎栗最核心的水力部件，也是唯一的动元件，叶轮的几何参数对磨碎栗性能影响很大，因 此叶轮对磨碎栗的水力性能具有重要影响。
[0004] 现有技术的磨碎栗叶轮的水力设计方法没有给出系统的设计方法，很大程度上仍 主要依赖于经验公式，可操作性不强，在实际设计中仍然过分依赖工程技术人员的经验。很 难满足磨碎栗稳定性能好的要求，而且很难做到计算机编程应用和计算机辅助设计。如今 磨碎栗是流体机械中的一个热门领域，仅仅依靠改造叶轮形状有时不能满足提高其稳定性 的要求，需要对磨碎栗叶轮的水力设计方法做进一步完善。
[0005] 专利号为201120437834. 0号的中国实用新型专利中公开了一种闭式叶轮无堵塞 磨碎栗改进方法，这种改进方法是在闭式叶轮无堵塞栗的进口处安装用于切碎杂物的切刀 盘，它可以有效的将进入闭式叶轮无堵塞栗进口的杂物切割磨碎，使杂物的大小被切割到 适于闭式叶轮无堵塞栗输送的颗粒大小范围以内，从而使闭式叶轮无堵塞栗能够输送含有 大颗粒和长纤维的液体。专利号为201120437821. 3号的中国实用新型专利公开了一种开 式叶轮无堵塞粉碎栗改进方法，这种改进方法是在开式叶轮无堵塞栗的进口处安装用于切 碎杂物的切刀盘，它可以有效的将进入开式叶轮无堵塞栗进口的杂物切割磨碎。但是目前 的磨碎栗中一直没有涉及半开式叶轮，而半开式叶轮的通透性比闭式叶轮好，效率比开式 叶轮高，所以相对来说半开式叶轮在磨碎栗中的应用前景很高。
[0006] 针对上述存在的缺陷，本发明人发明了一种半开式磨碎栗叶轮水力设计方法，不 仅给出了排污栗叶轮参数系统的、精确的设计方法，还解决了双流道排污栗叶轮性能失稳 的问题，增强了半开式磨碎栗的可靠性，提高磨碎栗的水力效率，尽量减少堵塞，延长栗的 使用寿命和维修周期，最重要的是有助于计算机编程应用和计算机辅助设计，能很大程度 上取代排污栗原来的相似设计法和速度系数法。
[0007] 发明目的
[0008] 随着我国经济的快速发展和工农业生产的快速发展，在化工、矿山、食品、建筑、造 纸等诸多行业的工业流程、生活污水和工业废水等的排放已成为人们越来越关注的问题。 目前国内对于磨碎栗类产品的需求量很大。如何实现磨碎栗栗在保证水利效率高的同时， 进一步提高其通透性，并能稳定运行，已经成为当前磨碎栗发展的紧迫问题。现有设计方 法，理论设计与实际模型出入较大，很难达到预想效果。本发明的目的在于避免磨碎栗性能 失稳，增强磨碎栗的可靠性，增长栗的寿命和维修周期，防止堵塞，以减少检修人员的工作 量。还有助于计算机编程应用和计算机辅助设计，能很大程度上取代磨碎栗原来相似设计 法和速度系数法，而且计算更精确，使理论设计与实际模型更符合。
【发明内容】
[0009] 为了解决上述问题，本发明提供了一种磨碎栗叶轮水力设计方法。通过改善叶轮 的几个重要参数的设计方法，改善流动情况，提高磨碎栗水力效率和稳定性能。
[0010] 实现上述目的所采用的技术方案是：
[0011] (1)叶轮出口直径D2
[0013] 式中：
[0014] D2-叶轮出口直径，米；
[0015] Q一设计流量，米3/秒；
[0016] ns-比转数；
[0017] η-转速，转/分；
[0018] (2)叶片出口宽度b2
[0020] 式中：
[0021] b2-叶片出口宽度，米；
[0022] Q一设计流量，米3/秒；
[0023] ns-比转数；
[0024] η-转速，转/分；
[0025] (3)叶轮外径和壳体的间隙e
[0027] 式中：
[0028] e-叶轮外径和壳体的间隙，米；
[0029] D厂叶轮出口直径，米；
[0030] ns-比转数；
[0031] (4)叶轮进口当量直径D0
[0032] D0= -188. 2D /+41. 881D2-2. 109 (4)式中：
[0033] D。一叶轮进□当量直径，米；
[0034] D2-叶轮出口直径，米；
[0035] (5)无叶腔宽度L
[0037] 式中：
[0038] L-无叶腔宽度，米；
[0039] D2+叶轮出口直径，米；
[0040] ns-比转数；
[0041] 根据上述步骤，可以得到一种相对系统的、精确的叶轮主要参数的设计方法。
[0042] 通过上述计算方法确定磨碎栗叶轮主要几何参数，包括磨碎栗叶轮无叶腔宽度L、 叶轮进口当量直径D。、叶轮外径和壳体的间隙e、叶轮出口直径D2、叶片出口宽度匕等，不同 于传统相似法与速度系数法，更能确保水力部件尺寸的相互匹配，计算更精确，使理论设计 与实际模型更符合，而且更有利于计算机的应用与编程。
【附图说明】
[0043] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0044] 图1是磨碎栗叶轮的部分装配图。
[0045] 图2是磨碎栗叶轮的轴面图。
[0046] 图中：1.栗壳，2.轴，3.轴封，4.半开式叶轮，5.轴套，6.叶轮螺母，7.动刀盘， 8.静刀盘
【具体实施方式】
[0047] 本发明通过以下几个公式来确定无叶腔宽度L、叶轮进口当量直径D。、叶轮外径和 壳体的间隙e、叶轮出口直径D2、叶片出口宽度b2等叶轮的几个参数。
[0048] 此实施例是在给定设计流量Q、转速n，计算叶轮水力参数：
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[0054] 本发明采用精确公式设计法进行水力设计，使栗的水力效率和通透性得到很大提 高，具有良好的经济效益，更有利于计算机的编程应用。由于本发明的设计方法不同于传统 相似法与速度系数法，更能确保水力部件的尺寸的相互匹配。而且计算更精确，使理论设计 与实际模型更符合。
[0055] 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。
【主权项】
1. 一种半开式磨碎栗叶轮水力设计方法，提供叶轮的主要几何参数，包括磨碎栗叶轮 无叶腔宽度L、叶轮进口当量直径D。、叶轮外径和壳体的间隙e、叶轮出口直径D 2、叶片出口 宽度132等，其特征在于：叶轮几何参数与栗设计工况点性能参数之间适合以下关系：(1) 式中： D。一叶轮进□当量直径，米； 〇2-叶轮出口直径，米； ns-比转数。2. 叶轮外径和壳体的间隙e设计公式：(3) 式中： e一叶轮外径和壳体的间隙，米。3. 根据权利（1)、⑵要求，叶轮出口直径D 2设计公式：式中： Q-设计流量，米3/小时； η一转速，转/分。4. 叶片出口宽度b 2设计公式：式中： b2-叶轮出口宽度，米。
【专利摘要】本发明涉及一种半开式磨碎泵叶轮水力设计方法，提供叶轮的主要几何参数，包括磨碎泵叶轮无叶腔宽度L、叶轮外径和壳体的间隙e、叶轮出口直径D2、叶片出口宽度b2等。采用本发明设计的半开式磨碎泵的叶轮不仅提高了叶轮的水力效率和泵的稳定性能。而且有助于计算机编程，能很大程度上取代半开式磨碎泵原来相似设计法和速度系数法。
【IPC分类】F04D29/22
【公开号】CN105179306
【申请号】
【发明人】朱荣生, 杨爱玲, 张本营
【申请人】江苏国泉泵业制造有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月14日