專利名稱：一種高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種葉片式泵主要零件的設(shè)計方法，特別涉及一種比轉(zhuǎn)數(shù)大于400小 于600的離心泵葉輪的設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
目前，隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，大流量低揚(yáng)程泵被廣泛使用，通常比轉(zhuǎn)數(shù)都在400 到600之間，而且根據(jù)實(shí)際情況經(jīng)常需要變工況運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)有的泵設(shè)計理論，按比轉(zhuǎn)數(shù)對 泵葉輪進(jìn)行設(shè)計，比轉(zhuǎn)數(shù)小于300時設(shè)計成離心式葉輪，比轉(zhuǎn)數(shù)大于300小于500時設(shè)計成 混流式葉輪，也稱斜流式葉輪，比轉(zhuǎn)數(shù)大于500時設(shè)計成軸流式葉輪，通常將裝有離心式葉 輪的泵稱為離心泵，裝有混流式葉輪的泵稱為混流泵，裝有軸流式葉輪的泵稱為軸流泵。因 此通常將這些大流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成混流泵或者軸流泵，但是，公知的混流泵和軸流泵與 離心泵相比，存在以下不足(1)揚(yáng)程曲線沒有離心泵的揚(yáng)程曲線穩(wěn)定，存在馬鞍區(qū)，變工 況運(yùn)行時系統(tǒng)極不穩(wěn)定。(2)高效運(yùn)行范圍比離心泵的窄，變工況運(yùn)行時效率較低。(3)加 工困難。實(shí)際上現(xiàn)有的離心泵設(shè)計方法，可以將比轉(zhuǎn)數(shù)在400以下的泵設(shè)計成離心泵，但是 由于其葉輪出口直徑、葉輪前、后蓋板傾角等幾何參數(shù)的設(shè)計公式存在一定的適用范圍，故 無法將比轉(zhuǎn)數(shù)在400以上的泵設(shè)計成離心泵。因此，若能提出一種設(shè)計方法將比轉(zhuǎn)數(shù)大于 400小于600的大流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成離心泵，可避免將大流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成混流泵或 者軸流泵時存在的不足，大大改善泵系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，并且有利于 生產(chǎn)加工。經(jīng)檢索，至今未見比轉(zhuǎn)數(shù)大于400小于600的離心泵葉輪設(shè)計方法的文獻(xiàn)和申 報專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，為了避免將比轉(zhuǎn)數(shù)大于400小于600的大流量高 揚(yáng)程泵設(shè)計成混流泵或者軸流泵，造成變工況運(yùn)行時泵系統(tǒng)不穩(wěn)定、運(yùn)行效率低，加工困難 的不足，本發(fā)明提出的一種高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪設(shè)計方法，可將比轉(zhuǎn)數(shù)大于400小于600 的大流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成性能曲線穩(wěn)定、高效區(qū)寬，易于加工的離心泵，使其在變工況運(yùn)行 時，系統(tǒng)穩(wěn)定、效率高。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種比轉(zhuǎn)數(shù)大于400小于600的離心泵葉輪設(shè)計方法，其中1.葉輪出口直徑D2D2 的計算公式為=D2 = 21.2' η；176 · Q1/6 · H1/4 · η"273式中D2-葉輪出口直徑，m ;ns-比轉(zhuǎn)數(shù)；Q-設(shè)計流量，m3/h ；H-設(shè)計揚(yáng)程，m ；η-葉輪 轉(zhuǎn)速，r/min ；2.葉輪前蓋板傾角T1的計算公式為=T1 = 0. 0001ns2-0. 048ns+64. 8363.葉輪后蓋板傾角T2的計算公式為T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 5724.出口安放角β 2取值范圍是20° 25°。
5.葉片數(shù)Z的取值范圍是4 5片；葉輪其它幾何參數(shù)的設(shè)計與現(xiàn)有離心泵的設(shè)計方法相同。本發(fā)明的有益效果是可以將比轉(zhuǎn)數(shù)在400到600之間的高流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成 離心泵，具有運(yùn)行穩(wěn)定、高效運(yùn)行范圍寬，易于加工的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例葉輪的軸面投影圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例葉輪的木模圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.葉輪前蓋板傾角；2.葉輪后蓋板傾角；3.葉輪出口直徑；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例的設(shè)計工況為流量Q = 250m3/h,揚(yáng)程H =鈿，轉(zhuǎn)數(shù)η = 1450r/min,比轉(zhuǎn)數(shù)
3.65^ ^493 ,結(jié)合圖丨和圖2，應(yīng)用本發(fā)明的設(shè)計方法對葉輪前蓋板傾角i，葉輪后蓋 s Hva
板傾角2葉輪的出口直徑3等關(guān)鍵幾何參數(shù)進(jìn)行設(shè)計。D2 = 21. 2 · ns-"6 · Q1/6 · H1/4 · n2/3T1 = 0. 0001ns2-0. 048ns+64. 836 ；T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 572 ；另夕卜，出口安放角β 2 = 23°，葉片數(shù)Z = 5 ；其余幾何參數(shù)與現(xiàn)有離心泵的設(shè)計過程和方法相同，在此不再贅述。圖3為本實(shí)施例設(shè)計的葉輪，與蝸殼配合后試驗(yàn)測得的揚(yáng)程曲線平穩(wěn)，高效區(qū)寬， 得到良好的運(yùn)行效果。
權(quán)利要求
1. 一種高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪設(shè)計方法，其特征在于葉輪幾何參數(shù)與設(shè)計參數(shù)滿足如 下關(guān)系D2 = 21.2· η；176 · Q176 · Η1/4 · η2/3 T1 = 0. OOOlns2-0. 048ns+64. 836 T2 = -0. 0002ns2+0. 183ns+38. 572 β2 = 20° 25° Z = 4 6 式中，D2-葉輪出口直徑，m; ns-比轉(zhuǎn)數(shù)； Q-設(shè)計流量，m3/h ； H-設(shè)計揚(yáng)程，m ； η-葉輪轉(zhuǎn)速，r/min ； T1-葉輪前蓋板傾角，° ； T2-葉輪后蓋板傾角，° ； β 2-葉片出口安放角，° ； Z-葉片數(shù)。
全文摘要
一種高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵葉輪設(shè)計方法，屬于泵技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明給出了葉輪出口直徑、葉輪前蓋板傾角、葉輪后蓋板傾角、葉片數(shù)及出口安放角等幾何參數(shù)的設(shè)計公式和取值范圍，可將比轉(zhuǎn)數(shù)在400到600之間的大流量低揚(yáng)程泵設(shè)計成離心泵，與現(xiàn)有設(shè)計理論將比轉(zhuǎn)數(shù)在400到600之間的泵設(shè)計成混流泵或者軸流泵相比，達(dá)到變工況運(yùn)行時性能穩(wěn)定，高效區(qū)寬的優(yōu)點(diǎn)，同時易于加工，具有一定的推廣價值。
文檔編號F04D29/22GK102062118SQ20111000201
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者劉厚林, 王凱, 王勇, 袁壽其, 談明高 申請人:江蘇大學(xué)