本發(fā)明涉及一種用于疏浚、礦業(yè)領(lǐng)域中能夠輸送大塊巖石、礦物的大通過球徑高效工業(yè)用泵，主要是一種通過能力為泥泵吸口直徑的60％、能有效防止大石塊堵塞的泥泵。
背景技術(shù)：
：泥泵是挖泥船的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)絞吸挖泥船在挖風(fēng)化巖，珊瑚礁巖、或者含有較大石塊的砂性土?xí)r，會(huì)發(fā)生石塊堵在泥泵葉輪進(jìn)口的情況，不得中斷施工，拆掉泥泵進(jìn)口短管，將葉輪進(jìn)口的石塊清理出來，泥泵頻繁堵塞，不能保證施工的連續(xù)性，嚴(yán)重降低了絞吸挖泥船在此種土質(zhì)工況的施工效率。以現(xiàn)有的3500m3/h絞吸挖泥船上應(yīng)用的泥泵為例，無論是五葉葉輪的普通泥泵還是三葉片葉輪的高效泥泵，通過粒徑為泥泵吸口直徑的35-40％，當(dāng)泥泵吸口直徑為850mm，即泥泵最大通過球體直徑為340mm，當(dāng)石塊尺寸大于340mm，很容易堵塞在泵吸口位置。泥泵葉輪的通過球徑相對(duì)較小，是泥泵在輸送巖塊時(shí)發(fā)生頻繁堵塞的主要原因。針對(duì)大塊巖石等特殊土質(zhì)時(shí)，泥泵關(guān)鍵過流部件不僅要求其流道應(yīng)順應(yīng)疏浚物的運(yùn)行軌跡，且過流通道大，減少泥泵堵塞。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有挖泥泵在輸送巖石時(shí)易阻塞的問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠通過物體外徑更大的泵葉輪，采用該葉輪設(shè)計(jì)的泥泵最大通過球徑可達(dá)泥泵吸口直徑的60％，當(dāng)泥泵吸口直徑為850mm，即泥泵最大通過球體直徑為510mm，增強(qiáng)了大塊兒巖石的輸送能力，有效防止泥泵堵塞，同時(shí)在多種工況下具有較高的效率，提高了挖泥船的施工效率。本發(fā)明需要保護(hù)的技術(shù)方案是：一種大通過球徑高效雙殼泥泵的扭曲葉片型葉輪，該葉輪的過流部分由葉輪前蓋板、葉輪后蓋板、導(dǎo)流帽、葉片、輪轂5圍成(這部分結(jié)構(gòu)涉及組成部件、位置關(guān)系，連接關(guān)系都已屬于現(xiàn)有技術(shù))。而本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)，其特征在于：所述的葉片3為扭曲型葉片，葉片數(shù)為三個(gè)，相鄰呈120度間隔，葉片出口寬度為葉輪吸口直徑的60％，葉輪流道通過最大球體直徑為葉輪吸口直徑的60％，葉片從進(jìn)口到出口均勻加厚，葉片厚度取值為80～120mm，葉片包角取值120°～150°。葉片型線方程由兩部分組成，葉片與前蓋板交線方程和葉片與后蓋板交線方程：所述葉片與前蓋板交線方程：所述葉片與后蓋板交線方程：其中，r1為葉輪吸口半徑，單位mm；θ為葉片在圓周方向的角度，葉片進(jìn)口為起始0°，葉片出口為終點(diǎn)為葉片包角，圖1中為135°，rs(θ)和rh(θ)分別為前蓋板交線和后蓋板交線上任一點(diǎn)到葉輪中心的距離，單位mm。葉片由前蓋板交線和后蓋板交線放樣后，向葉輪外緣方向加厚得到設(shè)定的厚度范圍內(nèi)?；谝陨霞夹g(shù)方案，可以設(shè)計(jì)一種輸送巖石的大通徑高效挖泥泵，內(nèi)腔由本發(fā)明懸臂式閉式離心葉輪及單流道蝸殼組成，內(nèi)部的葉輪及外部的蝸殼均采用高鉻鑄鐵鑄造而成。葉輪的過流部分由葉輪前蓋板、葉輪后蓋板、導(dǎo)流帽、葉片、輪轂5圍成。泵軸與葉輪輪轂通過螺紋連接，葉輪吸口有防磨環(huán)，吸口處有防磨襯套，葉輪與泵蓋間有防磨襯板。葉片為扭曲型葉片，葉片數(shù)為三個(gè)，葉輪流道通過最大球體直徑為葉輪吸口直徑的60％。蝸殼由襯板、泵蓋支撐并固定，蝸殼流道斷面形狀為圓角矩形，蝸殼流道寬度值取葉輪流道寬度與葉輪前后蓋板厚度值以及葉輪蓋板與耐磨襯板的間隙值之和，葉輪前后蓋板厚度值取50-60mm，葉輪蓋板與耐磨襯板的間隙值取3-5mm，蝸殼的內(nèi)、外緣均為螺旋線型。本發(fā)明的挖泥泵葉輪葉片被設(shè)計(jì)成扭曲型葉片，葉片型線提高了葉輪流道的通過能力，本發(fā)明挖泥泵葉輪能夠解決泥泵輸送大塊兒巖石時(shí)易阻塞的問題，并減小了水力損失，提高了泥泵效率。本發(fā)明的泥泵具有大通過球徑、高效率，通過球體直徑比市場(chǎng)現(xiàn)有泥泵產(chǎn)品的通過球徑提高50％，有效減少疏浚大塊巖石的堵塞幾率，且泥泵清水效率可達(dá)85％，保證了施工連續(xù)性及經(jīng)濟(jì)型，給企業(yè)帶來了明顯的效益提升。附圖說明圖1是葉輪軸面投影圖和葉片型線圖。圖2為葉輪水體流道三維圖以及通過球徑圖。圖3為三維葉輪零件圖，1-前蓋板，2-導(dǎo)流帽，3-葉片，4-后蓋板，5-輪轂。圖4為雙殼泥泵三維裝配圖，6-蝸殼(內(nèi)膽)，7-耐磨襯板，8-大蓋，9-前泵蓋，10-葉輪，11-葉輪吸口防磨環(huán)，12-外殼，13-軸承筒組件，14-泵軸，15-軸承筒托架。圖5為采用本發(fā)明葉輪設(shè)計(jì)的泥泵清水性能曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：圖1所示，葉輪流道軸面投影和葉片型線，葉片數(shù)為3，葉輪外徑d2為2040mm，葉輪吸口直徑850mm，葉輪葉輪流道出口寬度b2為葉輪吸口直徑d1的60％，即葉輪流道出口寬度b2為510mm，葉片包角取135°，根據(jù)方程(1)和方程(2)計(jì)算得到葉片型線坐標(biāo)如下表。葉片由前蓋板交線和后蓋板交線放樣后，向葉輪外緣方向加厚80mm得到。θ(°)0102030405060708090100110120130135rs(θ)(mm)2312773233824334905416006547087558058579121020rh(θ)(mm)4294484744985295565916266697087558058579121020圖2所示，本發(fā)明葉輪的最大通過球體直徑為圖1中葉輪吸口直徑d1的60％，即510mm。圖3所示，葉輪的過流部分由葉輪前蓋板1、導(dǎo)流帽2、葉片3和葉輪后蓋板4、輪轂5圍成，且前述五個(gè)部分為一體鑄造。葉片3為扭曲型葉片，葉片數(shù)為三個(gè)，葉輪流道通過最大球體直徑為葉輪吸口直徑的60％。圖4所示，泵軸14與葉輪10通過螺紋連接，葉輪10與葉輪吸口防磨環(huán)11通過螺栓連接，葉輪10位于蝸殼(內(nèi)膽)6以及耐磨襯板7組成的腔體內(nèi)，蝸殼(內(nèi)膽)6通過螺栓固定在外殼12上，蝸殼(內(nèi)膽)6與外殼12之間的腔體充滿高壓水已平衡泥泵流道內(nèi)的壓力，葉輪10與前泵蓋9和外殼12間有耐磨襯板7，耐磨襯板7通過螺栓和前泵蓋9和外殼12連接，前泵蓋9通過螺栓連接在大蓋8上，大蓋8通過螺栓連接在外殼12上，泵軸14位于軸承筒13內(nèi)部，軸承筒13固定在軸承筒托架15上，且軸承筒托架15通過螺栓與外殼7連接，軸承筒托架15和外殼12通過螺栓固定在船體甲板上。蝸殼(內(nèi)膽)流道寬度值取葉輪流道寬度與葉輪前后蓋板厚度值以及葉輪蓋板與耐磨襯板的間隙值之和，葉輪前后蓋板厚度值取60mm，葉輪蓋板與耐磨襯板的間隙值取4mm，即蝸殼(內(nèi)膽)流道寬度值取578mm。圖5所示，經(jīng)過數(shù)值模擬仿真得到本發(fā)明泥泵的性能曲線，流量12000-14000m3/h，水力效率可達(dá)83％-85％，水力性能優(yōu)良。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的葉輪增強(qiáng)了大塊兒巖石的輸送能力，有效防止泥泵堵塞，提高了挖泥船的施工連續(xù)性，進(jìn)而提高了挖泥船的施工效率，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。能大幅度減少絞吸挖泥船在惡劣土質(zhì)下的泥泵堵塞幾率，減少維護(hù)時(shí)間，提高船舶施工連續(xù)性，增加絞吸挖泥船的有效施工時(shí)長(zhǎng)，提高日產(chǎn)量，從而節(jié)約成本，提高效益。以上為本發(fā)明專利的具體說明，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，也包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其他實(shí)施例或變形例。當(dāng)前第1頁12