化工流程泵的叶轮改型结构 【技术领域】
本发明涉及泵的叶轮结构，特别涉及一种化工流程泵的叶轮结构，属于机械流体领域。
背景技术
在化工领域中，化工流程泵主要用于输送各种具有腐蚀性且含有较低颗粒的介质，在一些特殊工况下，输送易结晶、有悬浮物及易沉淀物颗粒的介质。在泵装置中，采用闭式叶轮比相应开式叶轮效率高，但输送易结晶及悬浮物沉淀物颗粒等介质时易堵塞，因此，开式叶轮广泛运用在这种工况下。叶轮是泵最重要的工作元件，和压水室匹配得到高效的流量、扬程、使用效率；在已有技术中，叶轮为半开式叶轮，采用闭式叶轮的设计方法，设计为保证叶轮叶片水力，半开式叶轮在闭式叶轮的基础上取消前盖板后，从而引起的扬程下降，要想提高扬程，叶轮外径根据间隙情况增大到1.1-1.25倍。已有技术中化工流程泵的叶轮结构如图1、图2所示，叶轮由叶片1、盖板2、轮毂3整体铸造组成，叶片1均布在盖板2上，盖板2上设计有五个筋片4，筋片4用于平衡泵运行时所产生的轴向力。这种采用闭式叶轮设计方法设计的半开式叶轮结构对与泵体之间的间隙要求严格，一旦间隙控制过大，液体流入泵腔内，通过叶片的作用流出泵体，少部分液体则通过叶片与泵体泵壁间的间隙，回流至叶轮入口，从新进入叶片流道，液体在泵腔内回流引起的损失，使泵效率降低。同时叶片1转弯急及叶片1之间区域小引起部分紊流带来的二次流损失和盖板2圆盘摩擦损失降低了泵的效率。
【发明内容】
本发明的目的在于改善化工流程泵的效率和避免筋片磨损靠近叶轮的泵盖，从而设计一种化工流程泵中所需的开式涡流叶轮结构，保证使用效率。
本发明的化工流程泵的叶轮改型结构突出改进特点在于：由于已有技术中叶轮与泵体的间隙要求严格，间隙过大则降低效率。在本发明中，采用全开式叶轮，叶轮叶片的水力设计采用杂浆泵设计理论设计而成，叶轮中间是低压区，液体掉进此区域在旋流的带动下流出，减少对流道的堵塞，叶片与泵体泵壁间的间隙的大小不会使液体在泵腔内形成回流，这样避免回流造成的损失，提高了泵的效率；在叶片出口处的盖板外边缘被均匀镂空，保留部分盖板，从而减少盖板的摩擦面积，减小摩擦引起的效率损失；通过以上两种方式的使用，极大程度保证了泵的效率；取消已有技术中的筋片，从而避免筋片对液流产生的旋涡损害靠近叶轮的泵盖；为克服半开式叶片转弯急，在设计开式叶轮的叶片时采用等变角对数螺旋线绘制型线，从而控制叶片的包角，杜绝转弯急现象，提高泵的效率。
为实现上述目的所采用的技术方案：化工流程泵的叶轮改型结构，包括叶片、盖板、轮毂；外围设备包括泵盖、机械密封、泵轴。其中：叶片采用等变角对数螺旋线绘制型线控制叶片的包角，从进口端到出口端厚度沿型线逐渐加厚；盖板左侧外轮廓呈光滑后弯式下滑，盖板的厚度从出口端到进口端逐渐增大；在叶片的入口处，盖板左侧外轮廓所形成的弧度与叶轮螺母外表面弧线相切，减小液体进入叶片时的水力损失；在叶片出口处均布有镂空盖板，保留部分盖板，在盖板上均布平衡孔，用来平衡部分轴向力；轮毂为环状体，与泵轴连接处配有键槽。
它们的连接关系为：叶片、盖板、轮毂铸造为一体而形成叶轮；叶片均布在盖板上；轮毂在盖板后侧；它们与外围设备的连接关系为：化工流程泵的叶轮改型结构通过键槽套接在泵轴的端部，接着用叶轮螺母压在泵轴头处，泵盖与机械密封连接后套接泵轴上，且泵盖靠近盖板。
本发明的工作过程为：叶轮通过电机转动带动泵轴转动传递过来的能量在泵腔内高速旋转，液体进入泵腔后，随着叶轮盖板左侧外轮廓所形成的弧线，滑入叶片中，由于叶轮的盖板被部分镂空，液体在叶片间与叶轮表面接触少，摩擦损失少；叶轮地叶片水力设计采用杂浆泵设计理论设计而成，叶轮中间是低压区，液体掉进此区域在旋流的带动下流出，减少对流道的堵塞，叶片与泵体泵壁间的间隙的大小不会使液体在泵腔内形成回流而直接流出泵体。
有益效果：
1、改进后的叶轮不会由于与泵体之间的间隙影响泵的效率；
2、叶片出口处的盖板外边缘被均匀镂空，保留部分盖板，从而减少盖板的摩擦面积，减小摩擦引起的效率损失；
3、取消已有技术中的筋片，从而避免筋片对液流产生的旋涡损害靠近叶轮的泵盖；
4.叶轮盖板厚度呈圆弧变化，并与叶轮螺母相切，很好的避免了水力损失。
【附图说明】
图1为已有化工流程泵的叶轮结构剖视图；
图2为已有化工流程泵的叶轮结构左视图；
图3为本发明的化工流程泵的叶轮改型结构剖视图；
图4为本发明的化工流程泵的叶轮改型结构左视图；
图5为本发明化工流程泵的叶轮改型结构安装结构图；
其中：1-叶片、2-盖板、3-轮毂、4-筋片、5-键槽、6-泵盖、7-机械密封、8-泵轴、9-平衡孔、10-叶轮螺母。
具体的实施方式
下面接合附图和实施例对本发明做进一步的说明；
如图3、图4所示，本发明的一种化工流程泵的叶轮改型结构，包括叶片1、盖板2、轮毂3；外围设备包括泵盖6、机械密封7、泵轴8、叶轮螺母10。其中：叶片1采用等变角对数螺旋线绘制型线，叶片从进口端到出口端厚度沿型线逐渐加厚，进口端为6mm，出口端为9mm；在叶片出口处以型线端点为切点作半径为20mm的圆弧均布镂空盖板，保留部分盖板，在盖板上均布中心直径为Φ50mm的六个Φ6mm的平衡孔9；轮毂为环状体，与泵轴连接处配有宽6mm的键槽5。
它们的连接关系为：叶片1、盖板2、轮毂3铸造为一体而形成叶轮；叶片1均布在盖板2上；轮毂3在盖板2后侧，为环状体，盖板2上均布有六个平衡孔9。如图5所示，它们与外围设备的连接关系为：叶轮通过键槽5套接在泵轴8的端部，泵盖6与机械密封7连接后套接泵轴8上，且泵盖6靠近盖板2。
本发明的工作过程为：叶轮通过电机转动带动泵轴转动传递过来的能量在泵腔内高速旋转，液体进入泵腔后，随着叶轮盖板2左侧外轮廓所形成的弧线，滑入叶片1中，由于叶轮的盖板2被部分镂空，液体在叶片1间与叶轮表面接触少，摩擦损失少；叶轮的叶片1水力设计采用杂浆泵设计理论设计而成，叶轮中间是低压区，液体掉进此区域在旋流的带动下流出，减少对流道的堵塞，叶片1与泵体泵壁间的间隙的大小不会使液体在泵腔内形成回流而直接流出泵体。