[发明专利]一种螺旋形单流道无堵塞离心泵叶轮设计方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种螺旋形单流道无堵塞泵叶轮设计方法，具体的说，涉及一种适用于输送含大颗粒和柔性物体介质的无堵塞泵叶轮设计方法。

背景技术

无堵塞离心泵作为一种输送多相流介质的特殊离心泵型式，在输送含有大颗粒或柔性物料介质时，普通的无堵塞离心泵叶轮容易发生堵塞和卡死的现象。尤其是在市政排污、清淤和泥沙输送等场合，不易破碎的大颗粒杂质和长条状的柔性物料在通过叶轮流道时很容易发生堵塞现象，具有复杂形状的柔性物料容易缠绕在叶片或叶轮边缘，从而造成叶轮运行和内部流动的不稳定，甚至出现叶轮卡死的现象。因此，提高普通无堵塞离心泵的无堵塞性能和水力效率是行业内亟待解决的问题之一，为了提高无堵塞离心泵的输送能力和水力性能，其叶轮的结构型式和尺寸几何参数需要进行优化设计，其中单流道无堵塞离心泵叶轮可以有效的改善大颗粒杂质和柔性物料的堵塞问题。

本发明采用的螺旋形单流道无堵塞离心泵叶轮具有内部流道大、叶片变化均匀和轴面流道短的特点，该叶轮采用半开式结构型式，叶轮及叶片的尺寸几何参数经过优化设计，有利于改善大颗粒杂质和柔性物料在叶轮内部的流动情况，提高了叶轮的介质通过能力和稳定性。该叶轮的无堵塞和耐磨损性能均较好，水力效率高，对于输送介质的无损性好，适用于输送含大颗粒杂质和柔性物料的介质。此外，该叶轮的功率曲线较为平坦，不易出现超功率等现象，可保证较大流量范围内的介质输送能力。

发明内容

本发明提供一种螺旋形单流道无堵塞离心泵叶轮设计方法。通过本发明提供的叶轮几何尺寸参数设计方法，可提高单流道无堵塞离心泵的输送能力和水力性能，提高叶轮运行稳定性。本发明提供了叶轮主要几何尺寸参数叶轮出口大径D，叶轮进口直径D_j，叶轮后盖板半径R_s，叶轮出口边倾斜角α，叶轮出口边宽度b，叶片包角φ和叶片出口安放角β的设计公式：

1、叶轮出口大径

其计算公式：D=21.7(ns100)0.162gHn]]>

式中：D——叶轮出口大径，米；

n_s——叶轮比转速；

g——重力加速度，米/平方秒；

H——叶轮设计工况点扬程，米；

n——叶轮转速，转/分钟。

2、叶轮进口直径

其计算公式：Dj=Qkr2ghr]]>

式中：D_j——叶轮进口直径，米；

Q——叶轮设计工况点流量，立方米/秒；

h_r——叶轮必需汽蚀余量，米；

g——重力加速度，米/平方秒；

k_r——修正系数，k_r＝0.26～0.35。

3、叶轮后盖板半径

其计算公式：R_s＝k_sD

R_s——叶轮后盖板半径，米；

D——叶轮出口大径，米；

k_s——修正系数，k_s＝0.32～0.38。

4、叶轮出口边倾斜角

叶轮出口边倾斜角α＝38°～46°。

5、叶轮出口边宽度