一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106996390A(43)申请公布日2017.08.01(21)申请号201710326625.0(22)申请日2017.05.10(71)申请人江苏双达泵业股份有限公司地址214537江苏省镇江市靖江市经济开发区新桥园区瑞江路1号(72)发明人严建华欧鸣雄浦海燕冯剑金宁宁李银强张琦(74)专利代理机构江苏纵联律师事务所32253代理人蔡栋(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法(57)摘要本发明公开了一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法，给出叶轮的主要几何尺寸参数叶轮外径D，叶轮进口直径Dj，叶轮出口宽度b，叶片工作面进口角，叶片工作面出口角和叶片包角的设计公式。用本发明设计的工业离心泵耐磨损叶轮具有服役周期长和磨损速率低的特点，该方法可以提高工业离心泵叶轮的运行稳定性。本发明的叶轮适用于石化、煤化工、冶炼、电力和矿山等领域。CN106996390ACN106996390A权利要求书1/1页1.一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法，提供了叶轮主要几何尺寸参数叶轮外径D，叶轮进口直径Dj，叶轮出口宽度b，叶片工作面进口角β1，叶片工作面出口角β2和叶片包角θ的设计公式；其特征在于：所述叶轮的几何尺寸参数与其设计工况点的性能参数之间适合以下关系：β2＝26°～34°θ＝75°～94°式中：D是叶轮外径，单位：米；Dj是叶轮进口直径，单位：米；Ns是叶轮比转速；Q是叶轮设计工况点流量，单位：立方米/秒；n是叶轮设计转速，单位：转/分钟；b是叶轮出口宽度，单位：米；H是叶轮设计工况点扬程，单位：米；g是重力加速度，单位：米/平方秒；β1是叶片工作面进口角，单位：度；k1是修正系数，k1＝1.6～2.4；β2是叶片工作面出口角，单位：度；θ是叶片包角，单位：度。2CN106996390A说明书1/3页一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法技术领域[0001]本发明专利涉及一种工业离心泵的叶轮设计方法，具体的说，涉及一种适用于输送含固体颗粒介质的工业离心泵耐磨损叶轮设计方法。背景技术[0002]工业离心泵是一种十分重要的通用流体机械，具有效率高、性能范围广、流量稳定和可靠性好等特点，其被广泛应用于石油化工、煤化工、冶炼、电力、建筑和矿山等领域。叶轮作为工业离心泵的核心能动部件，在输送含有泥沙、浆料和矿渣等固体颗粒的两相流介质时，其表面很容易发生过度磨损和磨蚀等现象，影响了叶轮的使用寿命和可靠性，导致离心泵的输送能力在短时间内明显降低，泵的流量、扬程和效率等运行参数显著下降，同时影响了整个系统的运行稳定性。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种工业离心泵的耐磨损叶轮设计方法，以降低叶轮部件过流表面的磨损速率，提高叶轮的运行范围和介质输送能力，提高叶轮的使用寿命和稳定性。[0004]为了解决以上技术问题，本发明提供了叶轮主要几何尺寸参数叶轮外径D，叶轮进口直径Dj，叶轮出口宽度b，叶片工作面进口角β1，叶片工作面出口角β2和叶片包角θ的设计公式：[0005]1、叶轮外径[0006]其计算公式：[0007]式中：D——叶轮外径，米；[0008]Ns——叶轮比转速；[0009]Q——叶轮设计工况点流量，立方米/秒；[0010]n——叶轮设计转速，转/分钟。[0011]2、叶轮进口直径[0012]其计算公式：[0013]式中：Dj——叶轮进口直径，米；[0014]Ns——叶轮比转速；[0015]Q——叶轮设计工况点流量，立方米/秒；[0016]n——叶轮设计转速，转/分钟。[0017]3、叶轮出口宽度3CN106996390A说明书2/3页[0018]其计算公式：[0019]式中：b——叶轮出口宽度，米；[0020]H——叶轮设计工况点扬程，米；[0021]g——重力加速度，米/平方秒。[0022]4、叶片工作面进口角[0023]其计算公式：[0024]式中：β1——叶片工作面进口角，度；[0025]k1——修正系数，k1＝1.6～2.4；[0026]Q——叶轮设计工况点流量，立方米/秒；[0027]n——叶轮设计转速，转/分钟[0028]Dj——叶轮进口直径，米。[0029]5、叶片工作面出口角[0030]叶片工作面出口角β2＝26°～34°。[0031]6、叶片包角[0032]叶片包角θ＝75°～94°。[0033]本发明的有益效果是：本发明设计的工业离心泵叶轮部件，具有过流通道宽、水力性能好和颗粒冲击小等优点，过流通道面积的增大，有效降低了固体颗粒在介质中的流动速度，叶轮内部流场总体流速趋于均匀和平稳，减小了以往叶轮内部的轴向涡旋和冲击的影响，降低叶轮部件过流表面的