CN204755389U - 一种三元流节能水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三元流节能水泵，包括基座、泵壳、叶轮和转轴、左端盖和右端盖；叶轮包括叶轮片、前盖板、后盖板；前盖板与后盖板均安装在转轴上，在前盖板与后盖板之间均布有若干形状相同的叶轮片；所述前盖板、叶轮片和后盖板一体成型，叶轮片上沿与转轴垂直方向设置有加强筋；所述叶轮片进口角为10°～20°，叶轮片出口角为25°～45°。前盖板与后盖板的径向截面内侧的两条曲线为距离均等的偏移曲线，前盖板与后盖板的形状为偏移曲线绕转轴的旋转体。本实用新型能进一步提高水泵的效率和叶轮的使用寿命，并能进一步降低了能耗，节能效果显著。本实用新型还有效降低了工序单耗，见效快，节电效果持续性强。

Description

一种三元流节能水泵

技术领域

本实用新型涉及一种水泵。

背景技术

目前水泵的设计多采用一元流方法(个别使用二元流方法)，泵生产厂商的许多产品还停留在一元流设计的理论基础上，通过这种方法对叶轮建立的数学模型、对流体在叶轮内部运动的反映是很不准确的。

叶轮内部的流动是复杂的三元流动，不同轴面上的流动情况各不相同。实际上叶轮的内部流动是射流—尾迹流动结构，在叶轮背面存在一个低能流体区，其相对总压比较低，相对流速比较低，形成尾迹区；在压力面附近的流体相对总压高，流体的相对速度比较高，形成了射流区。一般来说，尾迹区越大，其有效的过流面积越小，其效率越低。因此，现有水泵的效率和叶轮的使用寿命均有待进一步提高，能耗也有待进一步降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供了一种三元流节能水泵，其能进一步提高水泵的效率和叶轮的使用寿命。

本实用新型采用的技术方案是：一种三元流节能水泵，包括基座、安装在基座上的泵壳、安装在泵壳中的叶轮和转轴、安装在泵壳两端的左端盖和右端盖；所述叶轮包括叶轮片、前盖板、后盖板；所述前盖板和后盖板均为环形盖板，前盖板与后盖板均安装在转轴上，在前盖板与后盖板之间均布有若干形状相同的叶轮片；所述前盖板、叶轮片和后盖板一体成型，叶轮片上沿与转轴垂直方向设有加强筋。

所述叶轮的轮毂比为0.25-0.30，所述叶轮出口轮径为70～120mm。

所述叶轮为三元叶轮；所述叶轮片为扭曲的梯形或长方形弯叶轮片；所述叶轮片的厚度由根部向外逐渐递减。

所述叶轮片的进口安装角为45度、出口安装角为40度。

所述前盖板与后盖板以转轴为中心，分别构成回转曲面。

所述前盖板与后盖板的径向截面内侧的两条曲线为距离均等的偏移曲线，前盖板与后盖板的形状为偏移曲线绕转轴的旋转体。

所述叶轮片以转轴为旋转轴线，绕转轴沿圆周对称均布有6片。

所述叶轮片的两个端面分布在两个不相等的圆周面上；叶轮片在与转轴垂直断面上的形状为弧形。

所述叶轮片进口角为10°～20°，叶轮片出口角为25°～45°。

本实用新型能进一步提高水泵的工作效率和叶轮的使用寿命，并能进一步降低了能耗，节能效果显著。本实用新型还有效降低了工序单耗，见效快，节电效果持续性强。本实用新型还通过把叶轮内部的三元立体空间无限地分割，提高了水泵的功效，降低了能耗，并且后期维护少、不会对电网产生负面影响。

附图说明

图1为本实用新型的叶轮的局部结构示意图。

图2为本实用新型三元流节能水泵的俯视结构示意图。

图3为沿图2中A-A线的的剖视结构示意图。

图中：1、基座；2、泵壳；3、叶轮；4、转轴；5、左端盖；6、右端盖；3-1、叶轮片；3-2、前盖板；3-3、后盖板。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种三元流节能水泵，包括基座1、安装在基座上的泵壳2、安装在泵壳中的叶轮3和转轴4、安装在泵壳两端的左端盖5和右端盖6；叶轮包括叶轮片3-1、前盖板3-2、后盖板3-3。前盖板与后盖板均安装在转轴上且为叶轮轮毂，在前盖板与后盖板之间设置有6片均布的、形状相同的叶轮片。前盖板、叶轮片和后盖板一体成型，叶轮片上沿与转轴垂直方向设置有加强筋，以提高叶轮使用寿命。所述叶轮片进口角为10°～20°，叶轮片出口角为25°～45°。轮毂比为0.25-0.30，叶轮出口轮径为70～120mm。叶轮片的厚度由根部向外逐渐递减。叶轮片的进口安装角为45度、出口安装角为40度。前盖板与后盖板的径向截面内侧的两条曲线为距离均等的偏移曲线，前盖板与后盖板的形状为偏移曲线绕转轴的旋转体。叶轮片的两个端面(靠近转轴的根部端面和远离转轴的末端端面)分布在两个不相等的圆周面上；叶轮片在与转轴垂直断面上的形状为弧形。

由图1可以看出，叶轮片3-1以Z轴(即oz轴，为转轴所在位置)为旋转轴中心构成旋转曲面。由图3可知叶轮片为6片。由图1也可以看出，前盖板3-2与后盖板3-3以Z轴为中心，构成回转曲面。

本实用新型三元流节能水泵的叶轮为既弯又扭的三元叶轮，采用三元流动理论进行设计，并结合其他上一些结构上的改进，进一步提高了工作效率和叶轮的使用寿命，并能进一步降低了能耗。出口轮径的合理设置，其中叶轮出口宽度可设置为出口轮径的0.06～0.08倍，可进一步提高水泵的工作效率和进一步降低能耗。叶轮片入口角和出口角的合理设置,能提高水泵的效率。前盖板、叶轮片和后盖板的一体化设置,使水泵的叶轮成为全闭式整体,提高了叶轮的使用寿命，加上合理的叶片数量,进一步提高了水泵的工作效率。叶轮片中部设置的加强棱以及叶轮片厚度由根部向上逐渐递减，这样设置后增加了叶轮片与前盖板与后盖板的接触面积，增大了叶片根部的受力，提高了叶轮的使用寿命。由于前盖板与后盖板的形状为偏移曲线绕转轴线的旋转体，这种结构水阻大幅度减小，使进入水泵泵壳体内的水沿曲面高速运行，极大地提高了水泵的功效。“射流—尾迹三元流动”理论，是把叶轮内部的三元立体空间无限地分割，通过对叶轮流道内的各工作点的分析，建立起完整、真实的叶轮内流动的数学模型。

如图l所示，在进行叶轮三元流分析时，把叶轮内两个相邻叶片和前、后盖板形成的流道abcdefgh作为一个计算分析研究的单元。aehd、bfgc是两个相邻的叶片，dcnghid是叶轮前盖板，bkfeja是叶轮后盖板。综合考虑水泵内的各种因素：进口轮径，出口轮径，轮毂比，子午流道的曲率变化，叶型中心线的形状，叶片厚度分布，安装角，进口角，出口角等等。进行三元流分析时，把叶轮内部的三元立体空间无限地分割,通过对叶轮流道内的各工作点的分析，建立起完整、真实的叶轮内流动的数学模型。通过这一方法，本实用新型叶轮流道分析最准确,反映流体的流场、压力分布也最接近实际。叶轮出口为射流和尾迹即漩涡的流动特征，在设计计算中得以体现。因此，本实用新型水泵也就能更好地满足工况要求，效率显著提高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围不限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三元流节能水泵，包括基座、安装在基座上的泵壳、安装在泵壳中的叶轮和转轴、安装在泵壳两端的左端盖和右端盖；所述叶轮包括叶轮片、前盖板、后盖板；所述前盖板和后盖板均为环形盖板，前盖板与后盖板均安装在转轴上，在前盖板与后盖板之间均布有若干形状相同的叶轮片；其特征在于，所述前盖板、叶轮片和后盖板一体成型，叶轮片上沿与转轴垂直方向设有加强筋。

2.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮片进口角为10°～20°，叶轮片出口角为25°～45°。

3.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮为三元叶轮；所述叶轮片为扭曲的梯形或长方形弯叶轮片；所述叶轮片的厚度由根部向外逐渐递减。

4.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮片的进口安装角为45度、出口安装角为40度。

5.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述前盖板与后盖板以转轴为中心，分别构成回转曲面。

6.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述前盖板与后盖板的径向截面内侧的两条曲线为距离均等的偏移曲线，前盖板与后盖板的形状为偏移曲线绕转轴的旋转体。

7.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮片以转轴为旋转轴线，绕转轴沿圆周对称均布有6片。

8.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮片的两个端面分布在两个不相等的圆周面上；叶轮片在与转轴垂直断面上的形状为弧形。

9.根据权利要求1所述的三元流节能水泵，其特征在于，所述叶轮的轮毂比为0.25-0.30，所述叶轮出口轮径为70～120mm。