CN111577661A - 一种高比转速双出口蜗壳泵 - Google Patents

一种高比转速双出口蜗壳泵 Download PDF

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CN111577661A CN202010394833.6A CN202010394833A CN111577661A CN 111577661 A CN111577661 A CN 111577661A CN 202010394833 A CN202010394833 A CN 202010394833A CN 111577661 A CN111577661 A CN 111577661A
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周大庆
陈会向
阚阚
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邵煜
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Abstract

本发明公开了一种高比转速双出口蜗壳泵，所述双出口式蜗壳内侧环形开口内设置有一周导流板，双出口式蜗壳内侧环形开口处套设有叶轮，叶轮底部与吸水管道一端相连接；所述叶轮中叶片采用后弯式结构，叶片的进水边延伸至叶轮底部的开口处，所述双出口式蜗壳圆周方向上共有两个水流出口，两个水流出口呈中心对称设置；所述叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接。本发明提供的一种高比转速双出口蜗壳泵，通过两个出水口实现双向出水，提高了泵的出流效率，同时增强了水流在蜗壳圆周方向上的速度分量，改善了泵出口处的水流条件，减小水力损失，使得高比转速蜗壳泵具有良好的水力性能和运行效率。

Description

一种高比转速双出口蜗壳泵
技术领域
本发明涉及一种高比转速双出口蜗壳泵，属于蜗壳泵技术领域。
背景技术
泵是输送流体或使流体增压的机械，它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加。蜗壳泵的主要过流部件是叶轮和蜗壳。蜗壳的水力结构对泵的效率有着至关重要的影响。
目前，人们对蜗壳泵的研究主要集中在断面的面积及形状、喉部面积以及隔舌安放角等方面，尚未对蜗壳的出口数做出改变并依此设计优化，提高泵效率。
因此，如何克服现有技术的不足已成为当今蜗壳泵技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高比转速双出口蜗壳泵。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高比转速双出口蜗壳泵，包括：双出口式蜗壳，所述双出口式蜗壳内侧环形开口内设置有一周导流板，双出口式蜗壳内侧环形开口处套设有叶轮，叶轮底部与吸水管道一端相连接；所述叶轮中叶片采用后弯式结构，叶片的进水边延伸至叶轮底部的开口处，所述双出口式蜗壳圆周方向上共有两个水流出口，两个水流出口呈中心对称设置；所述叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接，叶片正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮顶部15mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.61555×10-8x4-8.51259×10-6x3+0.00577x2-0.71953x-75.07373
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-4.57625×10-7x3+0.00467x2-0.6473x-81.43915
距离叶轮顶部30mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.09978×10-7x4-4.16007×10-5x3+0.01003x2-0.87744x-78.82072
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.40553×10-7x4-5.06813×10-5x3+0.01049x2-0.84968x-84.77746
距离叶轮顶部45mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.08824×10-7x4-7.39163×10-5x3+0.01304x2-0.88989x-87.03325
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.49715×10-7x4-8.36911×10-5x3+0.01322x2-0.8378x-92.95376
距离叶轮顶部60mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.30725×10-7x4-7.73996×10-5x3+0.01261x2-0.76462x-96.62722
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.23657×10-7x4-7.23222×10-5x3+0.01152x2-0.70003x-101.44047
距离叶轮顶部75mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝5.32771×10-7x4-1.06481×10-4x3+0.01064x2-0.53256x-106.23393
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝5.66414×10-7x4-9.96469×10-5x3+0.00936x2-0.49696x-110.24512
距离叶轮顶部90mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝8.68176×10-7x4-8.57193×10-5x3+0.0069x2-0.41865x-115.50897
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.42812×10-6x4-7.15625×10-5x3+0.00488x2-0.41897x-119.36017
距离叶轮顶部105mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝4.24072×10-6x4+2.75651×10-4x3+0.01273x2-0.39778x-128.87463
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝4.18704×10-6x4+2.86796×10-6x3+0.01379x2-0.33735x-133.4376。
作为优选方案，所述叶轮的叶片数量为4-8个。
作为优选方案，所述叶片后弯角度θ设置为35°-45°。
作为优选方案，所述叶片后弯角度θ设置为40°。
作为优选方案，所述双出口式蜗壳的内侧环形开口内均匀分布有6-8个导流板。
作为优选方案，所述双出口式蜗壳的内侧环形开口内均匀分布有8个导流板。
作为优选方案，所述双出口式蜗壳的水流出口的截面为圆形断面。
作为优选方案，所述吸水管道、叶轮、导流板和双出口式蜗壳的中心在同一轴线上。
有益效果：本发明提供的一种高比转速双出口蜗壳泵，通过两个出水口实现双向出水，提高了泵的出流效率，同时增强了水流在蜗壳圆周方向上的速度分量，改善了泵出口处的水流条件，减小水力损失，使得高比转速蜗壳泵具有良好的水力性能和运行效率。
附图说明
图1是本发明提出的一种高比转速双出口蜗壳泵的结构示意图。
图2是本发明提出的叶轮中多个叶片组成的俯视图。
图3是本发明提出的叶轮中多个叶片组成的正视图。
图4是本发明提出的双出口式蜗壳剖面示意图。
图5是本发明提出的叶片后弯式结构的结构示意图。
图6是本发明提出的叶片上距叶轮顶部不同距离处的翼型曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示，本发明提出的一种高比转速双出口蜗壳泵，按水流方向依次包括吸水管道1、叶轮2、导流板3、双出口式蜗壳4，所述双出口式蜗壳4内侧环形开口内设置有一周导流板3，双出口式蜗壳4内侧环形开口处套设有叶轮2，叶轮2底部与吸水管道1一端相连接；所述叶轮2中叶片201采用后弯式结构，叶片的进水边延伸至叶轮2底部的开口处，用于提高汽蚀性能。
如图4所示，所述双出口式蜗壳4的水流出口的截面为圆形断面。
所述双出口式蜗壳4的内侧环形开口内均匀分布有6-8个导流板。
所述吸水管道1、叶轮2、导流板3和双出口式蜗壳4的中心在同一轴线上，所述双出口式蜗壳4圆周方向上共有两个水流出口，两个水流出口呈中心对称设置。
如图5所示，所述叶片201后弯角度θ设置为35°-45°，该角度用于有效保证叶片与液体的接触面积，提高径向推力。
如图6所示，叶片201的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接，叶片201正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮2顶部15mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表1。
表1
Figure BDA0002486153070000041
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝2.61555×10-8x4-8.51259×10-6x3+0.00577x2-0.71953x-75.07373
叶片反面：
y＝-4.57625×10-7x3+0.00467x2-0.6473x-81.43915
距离叶轮2顶部30mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表2。
表2
Figure BDA0002486153070000051
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝1.09978×10-7x4-4.16007×10-5x3+0.01003x2-0.87744x-78.82072
叶片反面：
y＝1.40553×10-7x4-5.06813×10-5x3+0.01049x2-0.84968x-84.77746
距离叶轮2顶部45mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表3。
表3
Figure BDA0002486153070000061
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝2.08824×10-7x4-7.39163×10-5x3+0.01304x2-0.88989x-87.03325
叶片反面：
y＝2.49715×10-7x4-8.36911×10-5x3+0.01322x2-0.8378x-92.95376
距离叶轮2顶部60mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表4。
表4
Figure BDA0002486153070000071
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝2.30725×10-7x4-7.73996×10-5x3+0.01261x2-0.76462x-96.62722
叶片反面：
y＝2.23657×10-7x4-7.23222×10-5x3+0.01152x2-0.70003x-101.44047
距离叶轮2顶部75mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表5。
表5
Figure BDA0002486153070000081
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝5.32771×10-7x4-1.06481×10-4x3+0.01064x2-0.53256x-106.23393
叶片反面：
y＝5.66414×10-7x4-9.96469×10-5x3+0.00936x2-0.49696x-110.24512
距离叶轮2顶部90mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表6。
表6
Figure BDA0002486153070000091
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝8.68176×10-7x4-8.57193×10-5x3+0.0069x2-0.41865x-115.50897
叶片反面：
y＝1.42812×10-6x4-7.15625×10-5x3+0.00488x2-0.41897x-119.36017
距离叶轮2顶部105mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表7。
表7
Figure BDA0002486153070000101
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝4.24072×10-6x4+2.75651×10-4x3+0.01273x2-0.39778x-128.87463
叶片反面：
y＝4.18704×10-6x4+2.86796×10-6x3+0.01379x2-0.33735x-133.4376
所述叶轮2的叶片201数量为4-8个。
实施例1：
对某泵进行优化设计，泵的设计扬程为32.2m，设计流量为398m3/h，比转速为179.5。
本发明优化的参数为：叶轮底部进口处直径为250mm，叶轮顶部出口处直径为355mm，叶轮叶片数量为5，叶轮的叶片采用后弯式非等厚扭曲结构，后弯角度为45°。蜗壳进水口处设置8个导流板，双出口式蜗壳的水流出口截面为直径350mm的圆形断面，直接连通出水管道。
实施例2：
本发明的具体应用过程为：泵体和吸水管道1内先充满水，电机带动叶轮2旋转，叶轮中叶片间的水开始旋转，水从叶轮2中心被甩向叶轮外缘并以较高的压强从两个出水口排出。同时由于压差作用，叶轮2不停旋转，液体也不断的从吸水管道1进入并经蜗壳4从两个水流出口流出。
本发明的具体实施方式中未涉及的说明属于本领域公知技术，可参考公知技术加以实施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：包括：双出口式蜗壳，所述双出口式蜗壳内侧环形开口内设置有一周导流板，双出口式蜗壳内侧环形开口处套设有叶轮，叶轮底部与吸水管道一端相连接；所述叶轮中叶片采用后弯式结构，叶片的进水边延伸至叶轮底部的开口处，所述双出口式蜗壳圆周方向上共有两个水流出口，两个水流出口呈中心对称设置；所述叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接，叶片正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮顶部15mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.61555×10-8x4-8.51259×10-6x3+0.00577x2-0.71953x-75.07373
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-4.57625×10-7x3+0.00467x2-0.6473x-81.43915
距离叶轮顶部30mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.09978×10-7x4-4.16007×10-5x3+0.01003x2-0.87744x-78.82072
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.40553×10-7x4-5.06813×10-5x3+0.01049x2-0.84968x-84.77746
距离叶轮顶部45mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.08824×10-7x4-7.39163×10-5x3+0.01304x2-0.88989x-87.03325
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.49715×10-7x4-8.36911×10-5x3+0.01322x2-0.8378x-92.95376
距离叶轮顶部60mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.30725×10-7x4-7.73996×10-5x3+0.01261x2-0.76462x-96.62722
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝2.23657×10-7x4-7.23222×10-5x3+0.01152x2-0.70003x-101.44047
距离叶轮顶部75mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝5.32771×10-7x4-1.06481×10-4x3+0.01064x2-0.53256x-106.23393
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝5.66414×10-7x4-9.96469×10-5x3+0.00936x2-0.49696x-110.24512
距离叶轮顶部90mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝8.68176×10-7x4-8.57193×10-5x3+0.0069x2-0.41865x-115.50897
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝1.42812×10-6x4-7.15625×10-5x3+0.00488x2-0.41897x-119.36017
距离叶轮顶部105mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝4.24072×10-6x4+2.75651×10-4x3+0.01273x2-0.39778x-128.87463
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝4.18704×10-6x4+2.86796×10-6x3+0.01379x2-0.33735x-133.4376。
2.根据权利要求1所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述叶轮的叶片数量为4-8个。
3.根据权利要求1所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述叶片后弯角度θ设置为35°-45°。
4.根据权利要求3所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述叶片后弯角度θ设置为40°。
5.根据权利要求1所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述双出口式蜗壳的内侧环形开口内均匀分布有6-8个导流板。
6.根据权利要求5所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述双出口式蜗壳的内侧环形开口内均匀分布有8个导流板。
7.根据权利要求1所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述双出口式蜗壳的水流出口的截面为圆形断面。
8.根据权利要求1所述的一种高比转速双出口蜗壳泵，其特征在于：所述吸水管道、叶轮、导流板和双出口式蜗壳的中心在同一轴线上。
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