CN107299913A

CN107299913A - 一种双出口扩散段泵体的水力设计方法

Info

Publication number: CN107299913A
Application number: CN201611114281.9A
Authority: CN
Inventors: 朱荣生; 卢永刚; 杨爱玲
Original assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Guoquan Pumps Co Ltd
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-10-27

Abstract

本发明涉及一种双出口扩散段泵体的水力设计方法。本发明利用以下几个关系式来确定该双出口扩散段泵体叶轮结构的主要几何参数，主要包括：体的进口直径D₃，泵体进口宽度b₃，泵体隔舌安放角φ₀，泵体的螺旋线L和泵第四断面结构参数，泵体的泵出口直径及泵出口段扩散角参数。本发明该泵体采用轴对称的结构形式，其中双出口扩散段为轴对称结构，保证了叶轮的流体流动是轴对称的，可有效的平衡叶轮工作时的径向力不平衡问题，泵体内流体不稳定流动产生的噪声也大大降低，且大大改善了泵安全性和可靠性，又其保证在泵体流道的能量损失，使泵可以满足在一些高转速、高压能和超大流量的特殊工作环境的安全性和可靠性需求。

Description

一种双出口扩散段泵体的水力设计方法

技术领域

本发明涉及泵体的水力设计，主要是一种降低叶轮所受不平衡径向力，降低工作噪音的双出口扩散段泵体的水力设计方法。

背景技术

泵体是泵转换能量的主要过流部件，通常所说的泵体是螺旋线泵体，螺旋线泵体具有以下作用：1.收集从叶轮或导叶中流出的液体，并输送到排出口，2.保证叶轮出口处流体对称，从而使叶轮内具有相对稳定的流动，以减少叶轮内的流动损失，3.降低液流速度，使速度能转换为压能，4.消除液体从叶轮流出的旋转运动，避免由此造成的水力损失。然而传统泵体为单出口扩散段泵体，虽然绝大多数场景均能使泵安全稳定运行，但是在一些高压能，高转速，超大流量的泵中叶轮轴径向力极度不平衡，且噪音极大。为了解决以上问题，本发明提供一种双出口扩散段泵体的水力设计方法，其中双出口扩散段呈轴对称布置，保证了叶轮的流体流动是轴对称的，从而轴所承受的不平衡径向力大大降低，泵体内流体不稳定流动产生的噪声也大大降低，使泵可以满足在一些高转速、高压能和超大流量的特殊工作环境的安全性和可靠性需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种双出口扩散段泵体的水力设计方法。该泵体采用轴对称的结构形式，通过双出口扩散段结构形式的对称性，保证了叶轮的流体流动是轴对称的，可有效的平衡叶轮工作时的径向力不平衡问题，泵体内流体不稳定流动产生的噪声也大大降低，且大大改善了泵安全性和可靠性，又其保证在泵体流道的能量损失，满足用户的需求。

实现上述目的所采用的设计方法是:

泵体结构采用双出口扩散段的形式，建立泵出口流量最优，泵体扩散段流道内能量损失最小的逆推法，对泵体的结构参数进行水力设计，泵体的进口直径D₃，泵体进口宽度b₃，泵体隔舌安放角φ₀由以下关系式确定：

D₃＝(1.03～1.10)·D₂

b₃＝(1.8～2.2)·b₂

φ₀＝12°～25°

式中：

D₂—泵叶轮出口直径，mm；

D₃—泵体的进口直径，mm；

Q—泵的设计流量，m³/h；

n—转速，r/min；

n_s—比转速；

b₂—泵叶轮出口宽度，mm；

b₃—泵体进口宽度，mm；

φ₀—泵体隔舌安放角，度；

泵出口扩散段和泵体流道内壁螺旋线呈轴对称分布，泵体的截面形状采用矩形结构，则泵体的螺旋线L和泵第4断面结构参数由以下关系式确定：

D_k＝(1.01～1.03)·D₃

R_d1＝(0.85～0.95)·h

R_d2＝(0.7～0.85)·h

R_d3＝(0.55～0.75)·h

R_d4＝(0.4～0.6)·h

式中：

D_k—泵体螺旋线基圆直径，mm；

D₃—泵体的进口直径，mm；

h—泵体第4断面泵体截面高度，mm；

R_C—泵体螺旋线L半径，mm；

—泵体螺旋线L的螺旋角变量，mm；

R_d1—泵体第1断面圆角半径，mm；

R_d2—泵体第2断面圆角半径，mm；

R_d3—泵体第3断面圆角半径，mm；

R_d4—泵体第4断面圆角半径，mm；

泵体的泵出口直径及泵扩散段扩散角由以下公式确定：

φ_k＝35°～43°

H_k＝(0.62～0.72)·D₃

式中：

φ_k—扩散段安置角，度；

H_k—扩散段高度，mm；

D_out—泵体的泵出口直径，mm；

Q—泵的设计流量，m³/h；

n—转速，r/min；

根据以上步骤，我们可以得到一种双出口扩散段泵体结构的水力设计方法。

本发明的有益效果是：通过采用本发明设计的出口扩散段泵体，可有效的平衡叶轮工作时的径向力不平衡问题，降低泵运行噪音，且大大改善了泵安全性和可靠性，又其保证在泵体流道的能量损失，使泵能高效可靠工作。

附图说明

图1是本发明一个实施例的双出口扩散段泵体结构简图

图2是本发明一个实施例的双出口扩散段泵体第1至第4截面图

图中：1.泵体的进口直径D₃，2.泵体进口宽度b₃，3.泵体隔舌安放角φ₀，4.泵体螺旋线基圆直径D_k，5.泵体的进口直径D₃，6.泵体第4断面泵体截面高度h，7.泵体第1断面圆角半径R_d1，8.泵体第2断面圆角半径R_d2，9.泵体第3断面圆角半径R_d3，10.泵体第4断面圆角半径R_d4，11.扩散段安置角φ_k，12.扩散段高度H_k，13.泵体的泵出口直径D_out，14.泵体的螺旋线L，15.泵体螺旋线L半径R_C。

具体实施方式

图1和图2共同确定了本实施例双出口扩散段泵体的结构形状。本发明利用以下几个关系式来确定该双出口扩散段泵体的主要几何参数的计算公式，主要包括：泵体的进口直径D₃，泵体进口宽度b₃，泵体隔舌安放角φ₀，泵体的螺旋线L和泵第4断面结构参数，泵体的泵出口直径及泵出口段扩散角参数。

泵体的进口直径D₃，泵体进口宽度b₃，泵体隔舌安放角φ₀由以下关系式确定：

D₃＝(1.03～1.10)·D₂

b₃＝(1.8～2.2)·b₂

φ₀＝12°～25°

泵出口扩散段和泵体流道内壁螺旋线L呈轴对称分布，泵体的截面形状采用矩形结构，则泵体的螺旋线L和泵第4断面结构参数由以下关系式确定：

D_k＝(1.01～1.03)·D₃

R_d1＝(0.85～0.95)·h

R_d2＝(0.7～0.85)·h

R_d3＝(0.55～0.75)·h

R_d4＝(0.4～0.6)·h

泵体的泵出口直径及泵扩散段扩散角由以下公式确定：

φ_k＝35°～43°

H_k＝(0.62～0.72)·D₃

Claims

1.一种双出口扩散段泵体的水力设计方法，其特征在于：泵体结构采用双出口流道的形式，建立泵出口流量最优，泵体扩散段流道内能量损失最小的逆推法，对泵体的结构参数进行水力设计，泵体的进口直径D₃，泵体进口宽度b₃，泵体隔舌安放角φ₀由以下关系式确定：

D₃＝(1.03～1.10)·D₂

b₃＝(1.8～2.2)·b₂

φ₀＝12°～25°

式中：

D₂—泵叶轮出口直径，mm；

D₃—泵体的进口直径，mm；

Q—泵的设计流量，m³/h；

n—转速，r/min；

n_s—比转速；

b₂—泵叶轮出口宽度，mm；

b₃—泵体进口宽度，mm；

φ₀—泵体隔舌安放角，度。

2.如权利要求1所述的一种双出口扩散段泵体的水力设计方法，其主要特征在于：泵出口扩散段和泵体流道内壁螺旋线L呈轴对称分布，泵体的截面形状采用矩形结构，则泵体的螺旋线L和泵第4断面结构参数由以下关系式确定：

D_k＝(1.01～1.03)·D₃

R_d1＝(0.85～0.95)·h

R_d2＝(0.7～0.85)·h

R_d3＝(0.55～0.75)·h

R_d4＝(0.4～0.6)·h

式中：

D_k—泵体螺旋线基圆直径，mm；

D₃—泵体的进口直径，mm；

h—泵体第4断面泵体截面高度，mm；

—泵体螺旋线L的螺旋角变量，mm；

R_C—泵体螺旋线L半径，mm；

R_d1—泵体第1断面圆角半径，mm；

R_d2—泵体第2断面圆角半径，mm；

R_d3—泵体第3断面圆角半径，mm；

R_d4—泵体第4断面圆角半径，mm。

3.如权利要求1所述的一种双出口扩散段泵体的水力设计方法，其主要特征在于：该泵体的泵出口直径及泵出口段扩散角由以下公式确定：

φ_k＝35°～43°

H_k＝(0.62～0.72)·D₃

式中：

φ_k—扩散段安置角，度；

H_k—扩散段高度，mm；

D_out—泵体的泵出口直径，mm；

D₃—泵体的进口直径，mm；

Q—泵的设计流量，m³/h；

n-转速，r/min。