一种不等间距流道叶轮

专利类型 实用新型 法律事件 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN201721353249.6 申请日 2017-10-19
公开(公告)号 CN207526746U 公开(公告)日 2018-06-22
申请人 浙江理工大学; 申请人类型 学校
发明人 吕文帅; 李晓俊; 李昳; 朱祖超; 第一发明人 吕文帅
权利人 浙江理工大学 权利人类型 学校
当前权利人 浙江理工大学 当前权利人类型 学校
省份 当前专利权人所在省份:浙江省 城市 当前专利权人所在城市:浙江省杭州市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:浙江省杭州市下沙高教园区白杨街道2号大街928号 邮编 当前专利权人邮编:
主IPC国际分类 F04D29/22 所有IPC国际分类 F04D29/22F04D29/24F04D29/66G06F17/50
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 8 专利文献类型 U
专利代理机构 杭州九洲专利事务所有限公司 专利代理人 姚旺波; 王洪新;
摘要 本实用新型涉及流道 泵 技术领域,具体是一种不等间距流道泵的 叶轮 ,增大双流道泵的高效率范围,增加双流道泵的效率,减少 水 力 损失。包括具有前盖板和后盖板的轮盘、开设在轮盘内的两组流道,两组流道关于流道泵的叶轮的 中轴 线中心对称布置,每一组流道包含一个大流道及一个小流道,大流道和小流道的过水断面均为椭圆形。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利
权利要求

1.一种不等间距流道叶轮,其特征在于:该流道泵的叶轮包括具有前盖板(1)和后盖板(4)的轮盘、开设在轮盘内的两组流道,两组流道关于流道泵的叶轮的中轴线中心对称布置,每一组流道包含一个大流道(2)及一个小流道(3),大流道和小流道的过断面均为椭圆形。
2.根据权利要求1所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征在于:该叶轮的第一组流道的原始的流道中线r;原始的流道中线为一条变异的阿基米德螺旋线,按以下方程计算:
式中,r-原始的流道中线;D2–原始的流道出口直径;θ-极,度; -原始的流道中线包角;
第一组流道的大流道的流道中线r1;原始的流道中线r绕叶轮中轴线旋转-20°~-10°,得到第一组流道的大流道的流道中线r1;
第一组流道的小流道的流道中线r2;叶轮流道中线r绕叶轮中轴线旋转10°~20°,得到第一组流道的小流道的流道中线r2。
3.根据权利要求2所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征在于:叶轮进口直径D1、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b、叶轮前盖板倾角T1、叶轮后盖板倾角T2;根据以下公式计算:
T1=80°~87°;
T2=90°;
式中:D1-叶轮进口直径,单位是m;D2-叶轮出口直径,单位是m;b-叶轮出口宽度,单位是m;Q-流量,单位是m3/s;n-双流道泵转速,单位是r/min;H-扬程,单位是m;ns-比转速,单位是rad/s;T1-叶轮前盖板倾角,单位是度;T2-叶轮后盖板倾角;g‐重加速度。
4.根据权利要求3所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征在于:第一组流道的大流道的叶片厚度σ1、叶片出口角β1、流道中线包角 根据以下公式计算:
σ1=4~8mm;
β1=10°~20°;
5.根据权利要求4所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征在于:第一组流道的小流道的叶片厚度σ2、叶片出口角β2、流道中线包角 根据以下公式计算:
σ2=4-8mm;
β2=20°~30°;
6.根据权利要求5所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征在于:每一组流道中,大流道的过水断面面积与展开的大流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线。
7.根据权利要求6所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征为:每一组流道中,小流道的过水断面面积与展开的小流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线。
8.根据权利要求7所述的一种不等间距流道泵的叶轮,其特征为:每一组流 道中,以叶轮的中轴线作为Z轴,并对从叶轮进口到叶轮外径底部的这一段中轴线进行等长分割,分割成至少6段;再将大、小流道的流道中线等长分割,都分割成至少6段,且大、小流道的流道中线上同一顺序的两个等分点为一组;取中轴线上的第三等分点为起点,分别向大、小流道的流道中线上每一个等分点作射线;经过同一组等分点的一号射线和二号射线中,以其中一个等分点向中轴线作垂线,该垂线作为X轴,经过该等分点的一号射线位于ZX平面内,经过另一等分点的二号射线在该ZX平面的投影与一号射线之间的夹角在15°~25°的范围内;并且,同一组等分点中,大流道的流道中线的等分点所在的过水断面,和小流道的流道中线的等分点所在的过水断面的面积比为1.5~2.5:1。

说明书全文

一种不等间距流道叶轮

技术领域

[0001] 本实用新型涉及流道泵技术领域,具体是一种不等间距流道泵的叶轮。

背景技术

[0002] 双流道泵是一种叶轮结构特殊的离心泵,从叶轮的进口至叶轮出口是两个对称的弯曲流道,无堵塞,性能好,主要用于抽送生活污、工业废水和工业流程中含有固体颗粒悬浮物和纤维状悬浮物的流体,因其流道对称、平衡性好、运行平稳,尤其适用于高扬程、大流量的工作场合,广泛应用于市政、环保、污水处理、轻工、化工、建筑、冶金、矿山等部。但双流道泵的效率比叶片式离心泵低3%~8%,因此有必要通过优化水设计来提高其工作效率,这就需要对叶轮结构进行优化设计。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是克服背景技术中的不足,提供一种不等间距流道泵的叶轮,增大双流道泵的高效率范围,增加双流道泵的效率,减少水力损失。
[0004] 本实用新型采用的技术方案是:
[0005] 一种不等间距流道泵的叶轮,该流道泵的叶轮包括具有前盖板和后盖板的轮盘、开设在轮盘内的两组流道,两组流道关于流道泵的叶轮的中轴线中心对称布置,每一组流道包含一个大流道及一个小流道,大流道和小流道的过水断面均为椭圆形。
[0006] 该叶轮的第一组流道的原始的流道中线r;原始的流道中线为一条变异的阿基米德螺旋线,按以下方程计算:
[0007]
[0008] 式中,r-原始的流道中线;D2–原始的流道出口直径;θ-极,度;-原始的流道中线包角;
[0009] 第一组流道的大流道的流道中线r1;原始的流道中线r绕叶轮中轴线旋转-20°~-10°,得到第一组流道的大流道的流道中线r1;
[0010] 第一组流道的小流道的流道中线r2;叶轮流道中线r绕叶轮中轴线旋转10°~20°,得到第一组流道的小流道的流道中线r2。
[0011] 叶轮进口直径D1、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b、叶轮前盖板倾角T1、叶轮后盖板倾角T2;根据以下公式计算:
[0012]
[0013]
[0014]
[0015]
[0016] T1=80°~87°;
[0017] T2=90°;
[0018] 式中:D1-叶轮进口直径,单位是m;D2-叶轮出口直径,单位是m;b-叶轮出口宽度,单位是m;Q-流量,单位是m3/s;n-双流道泵转速,单位是r/min;H-扬程,单位是m;ns-比转速,单位是rad/s;T1-叶轮前盖板倾角,单位是度;T2-叶轮后盖板倾角;g‐重力加速度。;
[0019] 第一组流道的大流道的叶片厚度σ1、叶片出口角β1、流道中线包角 根据以下公式计算:
[0020] σ1=4~8mm;
[0021] β1=10°~20°;
[0022]
[0023] 第一组流道的小流道的叶片厚度σ2、叶片出口角β2、流道中线包角 根据以下公式计算:
[0024] σ2=4-8mm;
[0025] β2=20°~30°;
[0026]
[0027] 每一组流道中,大流道的过水断面面积与展开的大流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线。
[0028] 每一组流道中,小流道的过水断面面积与展开的小流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线。
[0029] 每一组流道中,以叶轮的中轴线作为Z轴,并对从叶轮进口到叶轮外径底部的这一段中轴线进行等长分割,分割成至少6段;再将大、小流道的流道中线等长分割,都分割成至少6段,且大、小流道的流道中线上同一顺序的两个等分点为一组;取中轴线上的第三等分点为起点,分别向大、小流道的流道中线上每一个等分点作射线;经过同一组等分点的一号射线和二号射线中,以其中一个等分点向中轴线作垂线,该垂线作为X轴,经过该等分点的一号射线位于ZX平面内,经过另一等分点的二号射线在该ZX平面的投影与一号射线之间的夹角在15°~25°的范围内;并且,同一组等分点中,大流道的流道中线的等分点所在的过水断面,和小流道的流道中线的等分点所在的过水断面的面积比为1.5~2.5:1。
[0030] 本实用新型的有益效果如下:本实用新型通过对流道重新设计,具有对称的大流道和对称的小流道,改善了双流道叶轮的内部流动,降低了流动损失,提高了效率。附图说明
[0031] 图1是本实用新型的立体结构示意图。
[0032] 图2是本实用新型的流道结构剖视示意图。
[0033] 图3是本实用新型中流道的分组方式示意图。
[0034] 图4是本实用新型的轴向剖视示意图。
[0035] 图5是单个流道的过水断面面积与展开的流道中线的变化曲线图。
[0036] 图6是大流道与小流道的匹配方式示意图。
[0037] 图中:A0为单个流道进口面积:B0为单个流道出口面积;1—叶轮前盖板;2—大流道;3—小流道;4—叶轮后盖板;5—轮毂

具体实施方式

[0038] 下面对本实用新型作进一步说明,但本实用新型并不局限于以下实施例
[0039] 如图1所示,一种不等间距流道泵的叶轮,该流道泵的叶轮包括具有前盖板1和叶轮后盖板4的轮盘、开设在轮盘内的两组流道(如图3所示,第一组流道G1,第二组流道G2),两组流道关于流道泵的叶轮的中轴线中心对称布置,每一组流道包含一个大流道2及一个小流道3(如图3所示,每一个大流道及其沿叶轮顺时针旋转方向的第一个小流道为一组),大流道和小流道的过水断面均为椭圆形。
[0040] 如图2所示,第一组流道的原始的流道中线r;原始的流道中线为一条变异的阿基米德螺旋线,按以下方程计算:
[0041]
[0042] 式中,r-原始的流道中线;D2–原始的流道出口直径;θ-极角,度; -原始的流道中线包角;
[0043] 如图2所示,第一组流道的大流道的流道中线r1;原始的流道中线r绕叶轮中轴线旋转-20°~-10°,得到第一组流道的大流道的流道中线r1;
[0044] 如图2所示,第一组流道的小流道的流道中线r2;叶轮流道中线r绕叶轮中轴线旋转10°~20°,得到第一组流道的小流道的流道中线r2;
[0045] 如图4所示,叶轮进口直径D1、叶轮出口直径D2、叶轮出口宽度b、叶轮前盖板倾角T1、叶轮后盖板倾角T2;根据以下公式计算:
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050] T1=80°~87°;
[0051] T2=90°;
[0052] 式中:D1-叶轮进口直径,单位是m;D2-叶轮出口直径,单位是m;b-叶轮出口宽度,单3
位是m;Q-流量,单位是m/s;n-双流道泵转速,单位是r/min;H-扬程,单位是m;ns-比转速,单位是rad/s;T1-叶轮前盖板倾角,单位是度;T2-叶轮后盖板倾角;g‐重力加速度
[0053] 如图4所示,第一组流道的大流道的叶片厚度σ1、叶片出口角β1、流道中线包角根据以下公式计算:
[0054] σ1=4~8mm;
[0055] β1=10°~20°;
[0056]
[0057] 如图4所示,第一组流道的小流道的叶片厚度σ2、叶片出口角β2、流道中线包角根据以下公式计算:
[0058] σ2=4-8mm;
[0059] β2=20°~30°;
[0060]
[0061] 如图5所示,每一组流道中,大流道的过水断面面积与展开的大流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线。图5中,A0为大流道进口面积:B0为大流道出口面积,横坐标为单个流道中线的展开长度。
[0062] 每一组流道中,小流道的过水断面面积与展开的小流道的流道中线的变化曲线为一条单调下降的直线(与大流道同理)。
[0063] 如图6所示,每一组流道中,对大流道的过水断面与小流道的过水断面进行匹配,匹配条件是:以叶轮的中轴线作为Z轴,并对从叶轮进口到叶轮外径底部的这一段中轴线进行等长分割,分割成至少6段;再将大、小流道的流道中线等长分割,都分割成至少6段,且大、小流道的流道中线上同一顺序的两个等分点为一组;取中轴线上的第三等分点C为起点,分别向大、小流道的流道中线上每一个等分点作射线;经过同一组等分点的一号射线和二号射线中,以其中一个等分点O1向中轴线作垂线,该垂线作为X轴,经过该等分点的一号射线位于ZX平面内,经过另一等分点O2的二号射线在该ZX平面的投影与一号射线之间的夹角∠O1CO2在15°~25°的范围内;并且,同一组等分点中,大流道的流道中线的等分点所在的过水断面,和小流道的流道中线的等分点所在的过水断面的面积比为1.5~2.5:1。
[0064] 以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然,本实用新型不限于以上实施例,还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本实用新型的保护范围。
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