[发明专利]一种带切割功能的污水泵叶轮和污水泵

说明书

本发明专利涉及一种带切割功能的污水泵叶轮及装有该叶轮的污水泵，该污水泵叶轮采用带圆柱型叶片的半开式叶轮设计，降低了铸造和加工难度，减小生产成本。通过减小其叶片包角来降低长纤维物料对叶轮的缠绕风险，同时在叶轮前端设计切割装置，能够切碎长纤维物料以及大颗粒固体，从而进一步改善其无堵塞性。设计的切割装置通过螺钉与叶片连接，更换方便，同时能起到保护叶轮的作用。切割装置的轻薄设计不会影响原型泵的经凑性和小型化，对过流面积的影响较小。刀具切割面采用流线型过度，工作时不会引起轴功率的升高，对流场扰动也较小。

技术领域

本发明属于流体机械技术领域，特别涉及一种主要适用于输送具有缠绕性长纤维、大颗粒的固体的带切割功能的污水泵叶轮及装有该叶轮的污水泵。

背景技术

在泵实际应用过程中，很少会有清水工况，目前诸多行业都需要多相流泵的应用，如污水处理、生产养殖、造纸、制药等。对于输送各种复杂介质的污水泵来说，抗堵塞性能是衡量泵工作性能的一个重要因素。为了实现泵的抗堵塞性能与泵效率的共存，对泵内两相流工况进行了大量研究并体现在叶片过流断面设计中，各种类型的污水泵都具有较大的叶轮通道直径。然而大量生产实例证明造成堵塞的真正原因不全是固体，而是纤维物料，例如生活中较为常见的毛巾、衣服、纸尿布以及塑料袋等，在多数情况下，都是由于这些纤维物料缠绕在叶轮上，而不是由于过流面积的不足而导致造成堵塞，甚至需要停机处理，从而影响工作效率并耽误工业生产。

目前市场上常见的污水泵叶轮有双通道和宽叶片式两种。这两种污水泵叶轮一般为闭式叶轮，前者较笨重，当扬程偏高(n_s小)和偏低(n_s大)时叶形不够合理，效率较低，后者叶片易缠绕，影响抗堵塞性能。飞力公司生产的N泵，和海斯特公司生产的螺旋离心泵叶轮，因铸造和加工要求较高，国内厂家少有生产。并且这两种类型潜污泵，输送长纤维污水时，杂质易缠绕叶轮继而造成堵塞，大流量区时功率容易超载导致烧毁电机。

针对上述问题，本专利将主要正对污水泵易被长纤维及大颗粒固体堵塞的现象，在半开式叶轮前盖处设计切割装置，能够在切断大固相介质，方便运输，提高泵的输送性能。

现有的具有搅拌切割装置的潜污泵得其结构由粉碎切割电机、连接架、双螺旋刀、切割刀片构成。该类型切割刀结构较为复杂，不易加工，且增加了功率的消耗，会引起效率降低。其他的一种潜污泵的进水结构的包括泵体、外过滤网、内过滤网、容纳腔、进水口、延伸部、外过滤孔、限位座、内过滤空、限位部，所述的外过滤网上设有外过滤孔，该专利是也是一个防堵装置类型，但是该过滤网市安装在叶轮进口前面，对污水泵运行安装环境有一定要求，且大量杂质淤积在滤网前，一段时间后会引起进水流道堵塞，降低装置工作效率。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的问题，提出了一种带切割功能的污水泵叶轮及装有该叶轮的污水泵，通过在叶片前盖板处设置切割装置确保泵送杂质不会堵塞叶轮。

本发明所采用的技术方案如下：

一种带切割功能的污水泵叶轮，采用半开式叶轮，所述叶轮的叶片采用圆柱型叶片，在每个叶片前端面设置切割刀具，所述切割刀具与叶片沿径向贴合安装，且切割刀具头部形状与叶片进口处形状保持一致，不影响进口流态；切割刀具尾部靠近压力面的一侧伸出宽度L₁＝(0.8～1)b₂，切割刀具尾部靠近吸力面的一侧伸出宽度L₂＝(1～1.2)b₂，b₂为叶片(2)的宽度，切割刀具中部宽度均匀过度；切割刀具的投影面积为叶片投影面积的1.6～2.4倍；该设计保证了切割刀具切割面的强度，在输送硬质颗粒时不易折断，同时能保证污水泵有足够的过流面积；

进一步，所述切割刀具的厚为叶片厚度的0.2～0.3倍，该厚度能够保证足够的强度和韧性，也不影响泵整体的紧凑型；

进一步，所述切割刀具的切割面倒角采用类机翼流线型倒角，能够尽量减小水力损失；