一種低比轉速高效管道泵制造技術

本實用新型專利技術公開了一種低比轉速高效管道泵。包括具有壓出室、吸入室、葉輪和泵軸的離心泵，葉輪的直徑D為200-250mm，入口角β1為15-20度、出口角β2為20-25度，所述葉片等厚度，厚度δ為4-6mm，所述葉片進水邊倒圓角，所述葉片包角φ為140-150度。本實用新型專利技術通過采用空間扭曲葉片結構，結合對入口角、出口角及其過渡角結構，葉輪流道進口寬度、出口寬度等結構的設計，顯著提高了水泵的工作效率。鑒于水泵的能量損失主要是由于水在流動過程中的水力損失、容積損失和機械損失所導致，本實用新型專利技術優化子午流道和葉片的型線，控制葉輪流道內的漩渦損失，減少水泵的水力損失，提高工作效率10％～20％。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于一種葉片式流體機械
，尤其屬于一種葉片離心水栗，特 別涉及一種低比轉速高效管道栗。
技術介紹
現有低比轉速管道栗的葉輪及蝸殼的設計和匹配并不理想，導致管道栗的工作效 率較低。對于比轉數為40左右的低比轉數管道栗，一般設計點的效率在60%左右，較好的 水力模型也不超過70%。而且存在最高效率不在設計點附近的問題，這也間接說明很多管 道栗在設計時并未針對具體設計流量點重新設計，而是將大流量的水力模型簡單修改之后 相似轉換而來。目前我國對節能減排非常重視，而管道栗又是使用比較廣泛的一類耗能設備，其 效率的提高對于節能降耗的意義是巨大的。
技術實現思路
本技術根據現有技術的不足公開了一種低比轉速高效管道栗。本技術要 解決的技術問題是：提供一種可顯著提升能量轉化效率的低比轉速管道栗。 為了達到上述目的，本技術采用如下技術方案來實現的： 基于三維流線設計理論和CFD技術，采用多變量和多約束的優化設計方法，參考 現有的管道栗結構，設計出一種高效、比轉數為40左右的管道栗。 -種低比轉速高效管道栗，包括具有壓出室、吸入室、葉輪和栗軸的離心栗，所述 吸入室具有進水口，所述壓出室具有無葉擴壓室、蝸殼和擴散管，所述吸入室的出口與所述 壓出室的入口通過狹縫相連通，所述葉輪位于所述壓出室內并于面對所述吸入室的輪面上 設有葉片，所述蝸殼于對應所述葉輪軸心線位置處開有軸孔，所述栗軸穿套在所述軸孔中 并與所述葉輪通過鍵傳動相連，其特征在于：所述葉輪的直徑D為200-250mm，入口角1 為15-20度、出口角0 2為20-25度，所述葉片等厚度，厚度S為4-6mm，所述葉片進水邊倒 圓角，所述葉片包角巾為140-150度。 所述葉片為前段扭曲后段圓弧結構，前段40%為扭曲型；葉片從入口到出口，角 度從15-20度漸變大至30-40度，再變小至20-25度。 所述葉輪子午流道進口寬度H至出口寬度h漸進變小，進口寬度H為出口寬度h 的 1. 2-1. 3 倍。 上述葉輪的進水側通過螺母將葉輪固定連接在栗軸上；所述葉輪和栗軸間通過連 接鍵驅動連接。所述葉輪的輪蓋設置有環狀結構的葉輪進水口。葉輪進水口外側表面設置 有葉輪口環。所述栗軸后端表面、于栗軸與軸孔間設置有密封環。 本技術在流體及動力機械教育部重點實驗室"流體機械開式試驗臺"上進行 試驗驗證，驗證結果表明，在設計流量和設計轉速下，管道栗裝置效率可達81 %左右。 本技術管道栗工作原理如下：啟動前通過其他注水裝置向水栗內灌液，然后 電動機驅動栗軸旋轉，栗軸通過連接鍵與葉輪連接，從而驅動葉輪旋轉，水通過吸入室的進 水口進入葉輪，葉輪通過旋轉對水做功，推動水流動，并使水壓升高，高速流動的水通過葉 輪出口進入壓出室，在無葉擴壓室和蝸殼內將水的部分動能轉化為壓力能，最后從出水口 流出。 本技術有益效果是：相比現有技術，本技術通過采用空間扭曲葉片結構， 結合對入口角、出口角及其過渡角結構，葉輪流道進口寬度、出口寬度等結構的設計，顯著 提高了水栗的工作效率。鑒于水栗的能量損失主要是由于水在流動過程中的水力損失、容 積損失和機械損失所導致，本專利采用了空間扭曲葉片的設計方法，并優化子午流道和葉 片的型線，控制葉輪流道內的漩渦損失，減少水栗的水力損失，提高工作效率10%~20%?！靖綀D說明】 圖1是本技術管道栗橫截面結構示意圖； 圖2是本技術管道栗葉輪立體結構示意圖； 圖3是本技術管道栗葉片平面結構布置示意圖； 圖4是本技術管道栗葉片立體結構示意圖； 圖5是本技術蝸殼結構不意圖； 圖6是試驗效率一流量曲線； 圖7是試驗揚程一流量曲線。 圖中，1是蝸殼，2是進水口，3是葉輪，4是栗軸，5是擴散管，6是密封環，7是葉片， 8是葉輪口環，9是螺母，10是葉輪進水口。【具體實施方式】 下面通過實施例對本技術進行具體的描述，實施例只用于對本技術進行 進一步的說明，不能理解為對本技術保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述本 技術的內容作出的一些非本質的改進和調整也屬于本技術保護的范圍。 結合圖1至圖7。 低比轉速高效管道栗，包括具有壓出室、吸入室、葉輪3和栗軸4的離心栗，吸入室 具有進水口 2,壓出室具有無葉擴壓室、蝸殼1和擴散管5,吸入室的出口與所述壓出室的 入口通過狹縫相連通，葉輪3位于所述壓出室內并于面對所述吸入室的輪面上設有葉片7， 蝸殼1于對應所述葉輪3軸心線位置處開有軸孔，栗軸4穿套在軸孔中并與葉輪3通過鍵 傳動相連，本技術葉輪的直徑D為200-250mm，入口角為15-20度、出口角02為 20-25度，所述葉片等厚度，厚度5為4-6_，所述葉片進水邊倒圓角，所述葉片包角小為 140-150 度。 如圖所示，葉片3為前段扭曲后段圓弧結構，前段40%為扭曲型；葉片從入口到出 口，角度從入口角為15-20度漸變大至30-40度，再變小至出口角02為20-25度。 葉輪7子午流道進口寬度H至出口寬度h漸進變小，葉輪進口寬度H為出口寬度 h 的 1. 2-1. 3 倍。 葉輪7的進水側通過螺母9將葉輪7固定連接在栗軸4上；葉輪7和栗軸4間通 過連接鍵驅動連接。 葉輪7的輪蓋設置有環狀結構的葉輪進水口 10。 葉輪進水口 10外側表面設置有葉輪口環8。 栗軸4后端表面、于栗軸4與軸孔間設置有密封環6。 結合圖1，圖1是本技術管道栗橫截面結構示意圖；本技術低比轉速高效 管道栗，包括具有壓出室、吸入室、葉輪3和栗軸4的離心栗，吸入室具有進水口 2,壓出室具 有無葉擴壓室、蝸殼1和擴散管5,吸入室的出口與所述壓出室的入口通過狹縫相連通，葉 輪3位于所述壓出室內并于面對所述吸入室的輪面上設有葉片7,蝸殼1于對應所述葉輪3 軸心線位置處開有軸孔，栗軸4穿套在軸孔中并與葉輪3通過鍵傳動相連，本技術葉輪 的直徑D為200-250mm，入口角M為15-20度、出口角0 2為20-25度，所述葉片等厚度， 厚度S為4-6_，所述葉片進水邊倒圓角，所述葉片包角巾為140-150度。吸入室和壓出 室整體鑄造在一起，形成栗殼1。 圖2是本技術管道栗葉輪立體結構示意圖；圖中螺母9與栗軸4端部的螺紋 固定并與葉輪3的入口外環形成環形的葉輪進水口 10。 圖3是本技術管道栗葉片平面結構布置示意圖；圖4是本技術管道栗葉 片立體結構示意圖；圖中表示了葉輪3的葉片7結構，如圖所示，葉片7布置形成的各夾角 如上所述，葉片7為前段扭曲后段圓弧結構，前段40%為扭曲型；葉片7從入口到出口，角 度從15-20度漸變大至30-40度，再變小至20-25度。 圖5是本技術蝸殼結構示意圖；圖中表示的是無葉擴壓室結構，包括末端的 擴散管，圓環結構的無葉擴壓室和擴壓室外周截面面積逐漸增加的蝸殼。 本技術裝置在流體及動力機械教育部重點實驗室"流體機械開式試驗臺"上 進行試驗驗證，驗證結果如下：換算到設計轉速下，管道栗裝置效率可達81 %左右。 驗證實驗中設計流量、設計轉速和葉輪直徑D1與ISG65-200型管道栗均相同，將 試驗結果與ISG65-200型管道栗的性能曲線進行對比，如下表1和表2及圖6、圖7所示，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低比轉速高效管道泵，包括具有壓出室、吸入室、葉輪和泵軸的離心泵，所述吸入室具有進水口，所述壓出室具有無葉擴壓室、蝸殼和擴散管，所述吸入室的出口與所述壓出室的入口通過狹縫相連通，所述葉輪位于所述壓出室內并于面對所述吸入室的輪面上設有葉片，所述蝸殼于對應所述葉輪軸心線位置處開有軸孔，所述泵軸穿套在所述軸孔中并與所述葉輪通過鍵傳動相連，其特征在于：所述葉輪的直徑D為200?250mm，入口角β1為15?20度、出口角β2為20?25度，所述葉片等厚度，厚度δ為4?6mm，所述葉片進水邊倒圓角，所述葉片包角φ為140?150度。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張惟斌，劉玲玲，江啟峰，鄧萬權，王波，趙琴，
申請(專利權)人：西華大學，
類型：新型
國別省市：四川;51