一种带高低叶片的无过载涡流泵叶轮设计方法 【技术领域】
本发明涉及一种非变容式泵主要零件的设计方法，特别涉及一种带高低叶片的无过载涡流泵叶轮设计方法。
背景技术
目前，公知的涡流泵采用的是放射性叶轮，这种叶轮只能保证涡流泵在很窄的流量范围内运行，如果运行工况超出泵的可运行范围，可能导致电动机烧毁。但是，涡流泵的运行工况千差万别、泵装置扬程会出现较大的变化，导致涡流泵实际工况点在较大流量范围内移动。据统计，在返修的工程潜水泵中，其故障约有70％是由过载引起的。电机因过载失效造成这类泵的可靠性较低，大大限制了涡流泵的使用范围。同时由于涡流泵的特殊结构，使得蜗壳内形成贯通流和循环流，由于存在循环流，涡流泵水力损失很大。这就要求我们设计的叶轮，能在大的流量范围内运行而不发生过载，同时又能改善流动情况，提高涡流泵的扬程和效率。
以往解决此问题的主要途径是加大功率备用系数，在涡流泵设计点的轴功率上乘以一个不小于1.4地系数作为选配电机的依据，这一系数显然大于离心泵的对应值1.1-1.2，造成投资增加和能源浪费。
【发明内容】
为解决现有涡流泵叶轮性能的不足，本发明提供了一种无过载带高低叶片的涡流泵叶轮设计方法。用本发明设计的叶轮几何参数不仅满足适宜铸造的要求，还满足涡流泵在全扬程范围内运行不会出现过载的要求；同时改善流动情况，提高扬程和效率。因此，可减少选配电机的容量，减少投资、节约能源。
实现上述目的所采用的技术方案：
1、叶轮的外径
叶轮外径的计算公式D2=182gHn(sinβ2)0.25;]]>
式中：D2-叶轮外径，米；
H-设计工况的扬程，米；
n-叶轮转速，转/分；
β2-叶轮叶片出口安放角，度。
2、叶片出口宽度
叶片出口宽度计算公式：b2D2=0.000575ns1.25;]]>
式中：b2-叶轮叶片出口宽度，米；
D2-叶轮外径，米；
ns-比转数，转/分；
3、叶片出口安放角
叶片出口安放角β2＝15°～25°，比转数大取小值；
4、叶片包角
叶片包角
5、高低叶片的高度差
Δh＝(10％-18％)b2
本实用新型的有益效果是：叶轮不仅改善流动情况，提高涡流泵的扬程和效率，而且还满足涡流泵无过载要求。
本实用新型经用户试用，反应效果良好，能有效地节省投资、节约能源。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例的叶轮轴面剖视图
图2是同一个实施例的叶轮叶片图
图中：1.叶轮后盖板，2.叶轮叶片外圆直径，3.低叶片，4.高叶片，5.叶轮叶片出口宽度，6.叶轮叶片出口安放角，7.叶轮包角
【具体实施方式】
图1和图2共同确定了这个实施例的叶轮形状。它与大多数离心泵叶轮一样，具有叶轮后盖板(1)，是一种开式叶轮。叶轮叶片分为低叶片(3)和高叶片(4)两种，高低叶片相间排列(叶轮叶片数为偶，且叶片数大于等于4)，能够改善流动情况，提高涡流泵的扬程和效率。本发明通过以下几个关系式来确定叶轮叶片的出口宽度b2、叶轮叶片的外圆直径D2、叶轮叶片的出口安放角β2、叶轮叶片包角和高低叶片高度差Δh，使这个实施例中涡流泵性能满足全扬程要求。
D2=182gHn(sinβ2)0.25;]]>
b2D2=0.000575ns1.25;]]>
β2＝15°～25°；
Δh＝(10％-18％)b2
在图中，叶片出口安放角(6)的选取与比转数ns的大小有关，比转数大，出口安放角(6)取小值。叶片包角根据铸造和清砂的难易情况，在150°～220°之间选取。