本發(fā)明涉及泵體的水力設(shè)計，主要是一種降低葉輪所受不平衡徑向力，降低工作噪音的雙出口擴散段泵體的水力設(shè)計方法。

背景技術(shù)：

泵體是泵轉(zhuǎn)換能量的主要過流部件，通常所說的泵體是螺旋線泵體，螺旋線泵體具有以下作用：1.收集從葉輪或?qū)~中流出的液體，并輸送到排出口，2.保證葉輪出口處流體對稱，從而使葉輪內(nèi)具有相對穩(wěn)定的流動，以減少葉輪內(nèi)的流動損失，3.降低液流速度，使速度能轉(zhuǎn)換為壓能，4.消除液體從葉輪流出的旋轉(zhuǎn)運動，避免由此造成的水力損失。然而傳統(tǒng)泵體為單出口擴散段泵體，雖然絕大多數(shù)場景均能使泵安全穩(wěn)定運行，但是在一些高壓能，高轉(zhuǎn)速，超大流量的泵中葉輪軸徑向力極度不平衡，且噪音極大。為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種雙出口擴散段泵體的水力設(shè)計方法，其中雙出口擴散段呈軸對稱布置，保證了葉輪的流體流動是軸對稱的，從而軸所承受的不平衡徑向力大大降低，泵體內(nèi)流體不穩(wěn)定流動產(chǎn)生的噪聲也大大降低，使泵可以滿足在一些高轉(zhuǎn)速、高壓能和超大流量的特殊工作環(huán)境的安全性和可靠性需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種雙出口擴散段泵體的水力設(shè)計方法。該泵體采用軸對稱的結(jié)構(gòu)形式，通過雙出口擴散段結(jié)構(gòu)形式的對稱性，保證了葉輪的流體流動是軸對稱的，可有效的平衡葉輪工作時的徑向力不平衡問題，泵體內(nèi)流體不穩(wěn)定流動產(chǎn)生的噪聲也大大降低，且大大改善了泵安全性和可靠性，又其保證在泵體流道的能量損失，滿足用戶的需求。

實現(xiàn)上述目的所采用的設(shè)計方法是:

泵體結(jié)構(gòu)采用雙出口擴散段的形式，建立泵出口流量最優(yōu)，泵體擴散段流道內(nèi)能量損失最小的逆推法，對泵體的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行水力設(shè)計，泵體的進口直徑d3，泵體進口寬度b3，泵體隔舌安放角φ0由以下關(guān)系式確定：

d3＝(1.03～1.10)·d2

b3＝(1.8～2.2)·b2

φ0＝12°～25°

式中：

d2—泵葉輪出口直徑，mm；

d3—泵體的進口直徑，mm；

q—泵的設(shè)計流量，m³/h；

n—轉(zhuǎn)速，r/min；

ns—比轉(zhuǎn)速；

b2—泵葉輪出口寬度，mm；

b3—泵體進口寬度，mm；

φ0—泵體隔舌安放角，度；

泵出口擴散段和泵體流道內(nèi)壁螺旋線呈軸對稱分布，泵體的截面形狀采用矩形結(jié)構(gòu)，則泵體的螺旋線l和泵第4斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)由以下關(guān)系式確定：

dk＝(1.01～1.03)·d3

rd1＝(0.85～0.95)·h

rd2＝(0.7～0.85)·h

rd3＝(0.55～0.75)·h

rd4＝(0.4～0.6)·h

式中：

dk—泵體螺旋線基圓直徑，mm；

d3—泵體的進口直徑，mm；

h—泵體第4斷面泵體截面高度，mm；

rc—泵體螺旋線l半徑，mm；

—泵體螺旋線l的螺旋角變量，mm；

rd1—泵體第1斷面圓角半徑，mm；

rd2—泵體第2斷面圓角半徑，mm；

rd3—泵體第3斷面圓角半徑，mm；

rd4—泵體第4斷面圓角半徑，mm；

泵體的泵出口直徑及泵擴散段擴散角由以下公式確定：

φk＝35°～43°

hk＝(0.62～0.72)·d3

式中：

φk—擴散段安置角，度；

hk—擴散段高度，mm；

dout—泵體的泵出口直徑，mm；

q—泵的設(shè)計流量，m³/h；

n—轉(zhuǎn)速，r/min；

根據(jù)以上步驟，我們可以得到一種雙出口擴散段泵體結(jié)構(gòu)的水力設(shè)計方法。

本發(fā)明的有益效果是：通過采用本發(fā)明設(shè)計的出口擴散段泵體，可有效的平衡葉輪工作時的徑向力不平衡問題，降低泵運行噪音，且大大改善了泵安全性和可靠性，又其保證在泵體流道的能量損失，使泵能高效可靠工作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施例的雙出口擴散段泵體結(jié)構(gòu)簡圖

圖2是本發(fā)明一個實施例的雙出口擴散段泵體第1至第4截面圖

圖中：1.泵體的進口直徑d3，2.泵體進口寬度b3，3.泵體隔舌安放角φ0，4.泵體螺旋線基圓直徑dk，5.泵體的進口直徑d3，6.泵體第4斷面泵體截面高度h，7.泵體第1斷面圓角半徑rd1，8.泵體第2斷面圓角半徑rd2，9.泵體第3斷面圓角半徑rd3，10.泵體第4斷面圓角半徑rd4，11.擴散段安置角φk，12.擴散段高度hk，13.泵體的泵出口直徑dout，14.泵體的螺旋線l，15.泵體螺旋線l半徑rc。

具體實施方式

圖1和圖2共同確定了本實施例雙出口擴散段泵體的結(jié)構(gòu)形狀。本發(fā)明利用以下幾個關(guān)系式來確定該雙出口擴散段泵體的主要幾何參數(shù)的計算公式，主要包括：泵體的進口直徑d3，泵體進口寬度b3，泵體隔舌安放角φ0，泵體的螺旋線l和泵第4斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)，泵體的泵出口直徑及泵出口段擴散角參數(shù)。

泵體的進口直徑d3，泵體進口寬度b3，泵體隔舌安放角φ0由以下關(guān)系式確定：

d3＝(1.03～1.10)·d2

b3＝(1.8～2.2)·b2

φ0＝12°～25°

泵出口擴散段和泵體流道內(nèi)壁螺旋線l呈軸對稱分布，泵體的截面形狀采用矩形結(jié)構(gòu)，則泵體的螺旋線l和泵第4斷面結(jié)構(gòu)參數(shù)由以下關(guān)系式確定：

dk＝(1.01～1.03)·d3

rd1＝(0.85～0.95)·h

rd2＝(0.7～0.85)·h

rd3＝(0.55～0.75)·h

rd4＝(0.4～0.6)·h

泵體的泵出口直徑及泵擴散段擴散角由以下公式確定：

φk＝35°～43°

hk＝(0.62～0.72)·d3