轴流式高速叶片泵.pdf

摘要
申请专利号：	CN93111752.6	申请日：	1993.09.23
公开号：	CN1085993A	公开日：	1994.04.27
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日：1996.4.3\|\|\|授权\|\|\|公开\|\|\|
IPC分类号：	F04D3/00	主分类号：	F04D3/00
申请人：	季海林;
发明人：	季海林
地址：	210001江苏省南京市秦淮区武定门外3号506室
优先权：
专利代理机构：	东南大学专利事务所	代理人：	沈廉;王之梓
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内容摘要

轴流式高速叶片泵是一种抽水用的大流量叶片泵，它主要采用大轮壳比(0.45—0.6)、多叶片数(4～5片)、高叶栅稠密度(根部0.96～1.10，外缘0.76～0.82)的特殊设计，以及导水锥的特殊设计，(导水锥的上端口直径为轮壳直径的0.72～0.84倍，锥底部直径为轮壳直径的0.2～0.24倍，锥侧面的曲率半径为轮壳直径的0.96～1.12倍)。使本发明叶轮外缘圆周的线速度达到30米/秒，并且有高汽蚀稳定性以及使用寿命长的显著优点，机组伴随的振动和噪音都很轻微。

权利要求书

1： 1、一种轴流式高速叶片泵由导水锥(1)、轮壳(2)、进水口(3)、叶片(4)、导叶体(5)、泵座(6)、泵轴(7)、出水弯管(8)所组成，其特征在于叶轮的轮壳比为0.45～0.60，叶轮上叶片(4)的数量为4～5片，叶片根部的叶栅稠密度为0.96～
2： 10，叶片外缘端面的叶栅稠密度为0.76～0.82。 2、根据权利要求1所述的轴流式高速叶片泵，其特征在于导水锥（1）的轴向剖面的两侧即锥侧面（1-3）为曲面形状，其曲率半径为轮壳直径的0.96～1.12倍，导水锥（1）的上端口（1-1）的直径为轮壳直径的0.72～0.84倍，锥底部（1-2）的直径为轮壳直径的0.20～0.24倍。 3、根据权利要求1或2所述的轴流式高速叶片泵，其特征在于沿叶轮的半径方向将叶片5等分，所切割出的叶片翼弦长度关系为：叶片外缘端面的翼弦长度L 1 等于叶片外缘端面的叶栅稠密度乘以叶轮外圆周长度再除以叶片数;第二条翼弦长度L 2 ＝0.95L 1 ;第三条翼弦长度L 3 ＝0.9L 2 ;第四条翼弦长度L 4 ＝0.9L 3 ;第五条翼弦长度（即叶片根部端面的翼弦长度）L 5 ＝0.9L 4 。

说明书

本发明是一种抽水用的轴流式高速叶片泵，属于叶片泵制造的技术领域。
    在现有的轴流式叶片泵的系列产品中，比转速为500～1000米·米3/秒;转/分范围，普遍发生不同程度的汽蚀现象，叶轮叶片磨损严重，效率低，当汽蚀程度很大时，机器就会产生剧烈的振动和噪声，甚至会造成故障式事故。同时，这种叶片泵的运行周期比较短，其寿命一般在1400～2700小时左右，便需要更换式翻修，因此造成维修、更新的费用较高。对一些大型泵站的大直径的叶轮，由于驱动电机极数增多，因此价格昂贵，有的配以齿轮减速箱等一系列辅助机械，泵房的土建工程扩大，使泵站投资经费大大增加。

    在现有的高速叶片泵的研究中，少量模型泵的试验里，高比转数泵叶轮轮壳比都为0.25～0.35之间，叶片为2～3只，叶轮最大圆周速度小于25米/秒，作为实物泵运转，泵内汽蚀破坏是主要障碍。

    本发明的目的就是提供一种使用寿命长，流量大且泵成本低地轴流式高速叶片泵。

    本发明的轴流式高速叶片泵比转数为1250～1600范围，主要由导水锥（1）、轮壳（2）、进水口（3）、叶片（4）、导叶体（5）、泵座（6）、泵轴（7）、出水弯管（8）所组成。本发明的要点在于泵的叶轮采用大轮壳比的结构，其轮壳比（d＝di/dh，其中di为叶轮外径，dh为轮壳外径）为0.45～0.60，叶轮叶片的数量为4～5片，叶片根部的叶栅稠密度为0.96～1.10，叶片端面的叶栅稠密度为0.76～0.82。导水锥（1）的外形为圆锥形状，其轴向剖面的两侧即锥侧面（1-3）为曲面形状，其曲率半径为轮壳直径的0.96～1.12倍，导水锥（1）的上端口（1-1）的直径为轮壳直径的0.72～0.84倍，锥底部（1-2）的直径为轮壳直径的0.20～0.24倍。叶片翼弦的长度（即以叶轮的轴心为中心划圆切割叶片所得的切割端面的长度）其相互之间的关系为：沿叶轮的半径方向将叶片5等分，所切割出的叶片翼弦长度是：叶片外缘端面的翼弦长度L1等于叶片外缘端面的叶栅稠密度乘以叶轮外圆周长度再除以叶片数;第二条翼弦长度L2＝0.95L1;第三条翼弦长度L3＝0.9L2;第四条翼弦长度L4＝0.9L3;第五条翼弦长度（即叶片根部端面的翼弦长度）L5＝0.9L4。

    采用本发明的轴流式高速叶片泵其优点在于：由于采用了以大轮壳高叶栅稠密度和多叶片的独特设计方案，以及导水锥和叶片形状的改进，使本发明叶轮外缘圆周速度达到30米/秒，且通流元件大部分为层流状态，改善了水力稳定性，叶片背面的负压曲线分布均匀，从而具有高汽蚀稳定性以及使用寿命长的显著优点。另外，由于本发明翼形叶片的独特设计，提高了水力特性，叶片外缘和叶轮室间隙泄流损失大量减少，使脉动压力幅值降低，以及机组伴随的振动和噪声轻微。

    图1是本发明轴流式高速叶片泵的结构示意图。

    本发明的实施方案如下：

    以叶轮直径为1152毫米的轴流式高速叶片泵为例，当设计扬程为4米，流量为6.4立方米/秒时，比转数为1600转/分，轮壳比为0.504，转速为490转/分，叶片数为4，轮壳直径为581mm。导水锥（1）的上端口（1-1）直径为478.4mm（即轮壳直径的0.8倍），锥底部（1-2）的直径为131.56mm（即轮壳直径的0.22倍），锥侧面（1-3）的曲率半径为581（即与轮壳的直径数值相同）。叶片外缘端面的叶栅稠密度为0.8，则叶片外缘端面的翼弦长度L1＝723mm，L2＝687mm，L3＝618mm，L4＝557mm，L5＝501mm。叶片外缘端面的安放角为16°，叶片根部端面的安放角为35°。叶片采用球墨铸铁材料，铸造热处理硬度HB为204-247，叶片翼形表面粗糙度Ra为25-50微米，其它机械性能指标无特殊要求，以降低成本。根据以上所述，便可制成本发明的轴流式高速叶片泵。