[发明专利]离心泵叶轮及其制备方法

说明书

本发明涉及一种离心泵叶轮及其制备方法，叶轮进口直径K₀＝3.5～5.5；d_h为叶轮轮毂直径；叶轮出口直径K_D2＝19.2(n_s/100)^1/6；泵体喉部面积F₃为：其中叶轮有效出口总面积F₂为：Y＝F₃/F₂，且Y＝0.02～0.04；叶轮有效进口总面积F₁为：F₂/F₁＝1.0～1.3，F₂/F₁为叶轮流道扩散度；流道数量Z为：F₂＝F_2i*Z，Z的取值范围为8～24，F_2i为单个流道出口面积；进口安放角β1：冲角Δβ＝3～15°，η_v为容积效率，k₁为排挤系数，k₁的取值为0.85～0.95；出口安放角β2：β2＝18～25°；包角ψ为：150°～220°。其效果：叶轮流道符合流动规律，不存在流道扩散现象，消除流道内出口轴向漩涡，提高产品效率与高效区范围，并可改变轴功率曲线趋势，防止大流量工况下电机过载，提高整体性能。

技术领域

本发明涉及一种离心泵叶轮，尤其涉及一种通过设计流道而形成的离心泵叶轮及其制备方法。

背景技术

泵作为日常生活中的一种通用机械，被广泛应用于石油化工、冶金电力、航空航天等领域。随着输送介质的多样化，水泵在输送易汽化介质和低温液化气体等应用领域取得了巨大发展，扬程更高、流量更小的超低比转速离心泵也因此得到了广泛应用。

超低比转速(ns<20)离心泵具有流量小、扬程高的特点，按照常规思路设计的超低比转速离心泵在几何形式上具有叶轮外径大、出口宽度小、流道狭长的特性。因此，它存在以下问题：流道狭长，圆盘摩擦损失较大，效率偏低；叶轮流道扩散度严重，叶片进口处易产生二次回流；出口处易产生轴向漩涡8(如图4所示)及速度梯度过大(由于流道扩散度较大，意味着叶轮出口面积与进口面积比值较大，面积太大时会降低某些部位流体的流动速度，进而产生漩涡。速度梯度大是指在某一区域内，从A点到B点速度变化很大，这样容易消耗能量，降低水泵效率。)，流量扬程曲线易出现驼峰，小流量工况性能极不稳定；轴功率曲线随流量增大急剧上升，在大流量处电机易过载等。特别是小流量超低比转速离心泵，其叶轮出口宽度小至2mm左右时，导致铸造工艺非常困难，铸造废品率极高，根本无法生产理想的小流量超低比转速离心泵叶轮。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种离心泵叶轮及其制备方法，叶轮流道符合流动规律，不存在流道扩散现象，消除流道内出口轴向漩涡，提高产品效率与高效区范围，并可改变轴功率曲线趋势，防止大流量工况下电机过载，提高整体性能；能够解决小流量超低比转速离心泵叶轮因流道狭长而小、铸造困难等问题；数控加工成型的过流流道光滑而精准、水力损失小；加工制造方法简单、无需高昂的开模具费用，成本低。

本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：离心泵叶轮，其特征在于叶轮进口直径K₀＝3.5～5.5；d_h为叶轮轮毂直径；

叶轮出口直径

泵体喉部面积F₃为：其中

叶轮有效出口总面积F₂为：Y＝F₃/F₂，且Y＝0.02～0.04；

叶轮有效进口总面积F₁为：F₂/F₁＝1.0～1.3，F₂/F₁为叶轮流道扩散度；