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CN111795004A - 一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵 - Google Patents

一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵 Download PDF

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CN111795004A
CN111795004A CN202010395247.3A CN202010395247A CN111795004A CN 111795004 A CN111795004 A CN 111795004A CN 202010395247 A CN202010395247 A CN 202010395247A CN 111795004 A CN111795004 A CN 111795004A
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impeller
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double outlet
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阚阚
陈会向
陈雅楠
郑源
周大庆
戴景
许哲
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Hohai University HHU
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Hohai University HHU
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Abstract

本发明公开了一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，所述双出口式蜗壳内侧环形开口处设置有叶轮，叶轮底部连接有吸水管道，双出口式蜗壳的两个出水口均连接有出水管道；所述叶轮的叶片采用类圆柱形扭曲结构，叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接。本发明提供的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，通过两个出水口实现双向出水，提高了离心泵出流效率，同时增强了水流在蜗壳圆周方向上的速度分量，改善了蜗壳出口处的水流条件，减小水力损失，使得中比转速离心泵具有良好的水力性能和运行效率。

Description

一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵
技术领域
本发明涉及一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，属于离心泵技术领域。
背景技术
离心泵的主要过流部件是叶轮和压水室，压水室因其外形呈逐渐扩散状，又被称为蜗壳。蜗壳是离心泵排出流体以及对流体增压的必要场所，因此其水力结构对离心泵的效率有着至关重要的影响。
目前，人们对离心泵蜗壳的研究主要集中在断面的面积及形状、喉部面积以及隔舌安放角等方面，尚未对蜗壳的出口数做出改变并依此设计优化，提高泵效率。
因此，如何克服现有技术的不足已成为当今离心泵技术领域中亟待解决的重点难题之一。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，包括双出口式蜗壳，所述双出口式蜗壳内侧环形开口处设置有叶轮，叶轮底部连接有吸水管道，双出口式蜗壳的两个出水口均连接有出水管道；所述叶轮的叶片采用类圆柱形扭曲结构，叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接。
作为优选方案，所述叶片的进水边延伸至叶轮底部进口处。
作为优选方案，所述吸水管道、叶轮、双出口式蜗壳的中心在同一轴线上。
作为优选方案，所述双出口式蜗壳圆周方向共有两个出水口，两个出水口呈轴对称设置。
作为优选方案，所述叶轮采用铸造工艺一次成型。
作为优选方案，所述叶片数量为5-8个。
作为优选方案，所述叶片正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮顶部50mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-0.72425x2+17.24068x+23.91072
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.00683x3-0.95369x2+18.94882x+19.35635
距离叶轮顶部150mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.33765×10-7x4+4.63929×10-5x3-0.00788x2+0.55646x+112.20597
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.36421×10-7x4+4.8806×10-5x3-0.00847x2+0.60056x+106.91616
距离叶轮顶部250mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.3079×10-7x4+4.53574×10-5x3-0.00779x2+0.5519x+112.99371
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.3285×10-7x4+4.75536×10-5x3-0.00835x2+0.59518x+107.68838
距离叶轮顶部350mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-2.00056×10-6x4+5.66272×10-5x3-0.003x2+0.51281x+107.29902
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-2.78571×10-6x4-1.36515×10-5x3-0.00192x2+0.54119x+112.37151
距离叶轮顶部450mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.14938x3+26.43681x2+1561.70207x+30844.31736
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.00199x3+0.23735x2+10.55235x+244.36147。
有益效果：本发明提供的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，本发明的离心泵应用双出口式蜗壳，通过两个出水口实现双向出水，提高了离心泵出流效率，同时增强了水流在蜗壳圆周方向上的速度分量，改善了蜗壳出口处的水流条件，减小水力损失，使得中比转速离心泵具有良好的水力性能和运行效率。
附图说明
图1是本发明提出的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵的结构示意图。
图2是本发明提出的叶轮正视图。
图3是本发明提出的叶轮中多个叶片组成结构示意图。
图4是本发明提出的单个叶片正三轴视图。
图5是本发明提出的单个叶片俯视图。
图6是本发明提出的叶片上距叶轮顶部不同轴向距离处的翼型曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1-2所示，一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，按水流方向依次包括吸水管道1、叶轮2、双出口式蜗壳3和出水管道4，所述双出口式蜗壳3内侧环形开口处设置有叶轮2，叶轮2底部连接有吸水管道1，双出口式蜗壳3的两个出水口均连接有出水管道4。
如图3所示，所述叶轮2的叶片采用类圆柱形扭曲结构，数量为5-8个，叶片的进水边延伸至叶轮2底部进口处，以提高汽蚀性能。
如图4-6所示，叶片201的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接，叶片201正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮2顶部50mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表1。
表1
Figure BDA0002486156440000041
Figure BDA0002486156440000051
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝-0.72425x2+17.24068x+23.91072
叶片反面：
y＝0.00683x3-0.95369x2+18.94882x+19.35635
距离叶轮2顶部150mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表2。
表2
Figure BDA0002486156440000052
Figure BDA0002486156440000061
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝-1.33765×10-7x4+4.63929×10-5x3-0.00788x2+0.55646x+112.20597
叶片反面：
y＝-1.36421×10-7x4+4.8806×10-5x3-0.00847x2+0.60056x+106.91616
距离叶轮2顶部250mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表3。
表3
Figure BDA0002486156440000071
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝-1.3079×10-7x4+4.53574×10-5x3-0.00779x2+0.5519x+112.99371叶片反面：
y＝-1.3285×10-7x4+4.75536×10-5x3-0.00835x2+0.59518x+107.68838
距离叶轮2顶部350mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表4。
表4
Figure BDA0002486156440000081
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝-2.00056×10-6x4+5.66272×10-5x3-0.003x2+0.51281x+107.29902
叶片反面：
y＝-2.78571×10-6x4-1.36515×10-5x3-0.00192x2+0.54119x+112.37151
距离叶轮2顶部450mm处，叶片201正面与反面截面翼型曲线上的点坐标的数值参见表5。
表5
Figure BDA0002486156440000082
Figure BDA0002486156440000091
拟合的两条曲线分别表示为：
叶片正面：
y＝0.14938x3+26.43681x2+1561.70207x+30844.31736
叶片反面：
y＝0.00199x3+0.23735x2+10.55235x+244.36147
所述吸水管道1、叶轮2、双出口式蜗壳3的中心在同一轴线上。
所述双出口式蜗壳3圆周方向共有两个出水口，两个出水口呈轴对称设置，所述叶轮采用铸造工艺一次成型。
实施例1：
对某离心泵进行优化设计，泵的额定流量为285m3/h，扬程为66m，比转速为88.7。
本发明优化参数为：叶轮底部进口处直径为1500mm，叶轮顶部出口处直径为4100mm，双出口式蜗壳外直径为4160mm。双出口式蜗壳的出水口截面为直径1500mm的圆形断面，直接连通出水管道。叶轮的叶片数量为6，叶片采用类圆柱形非等厚扭曲结构。
实施例2：
本发明的具体应用过程为：离心泵泵体和吸水管道1内先充满水，电机带动叶轮2旋转，叶轮中叶片间的水开始旋转，水从叶轮2中心被甩向叶轮外缘并以较高的压强从两个出水口排出。同时由于压差作用，叶轮2不停旋转，液体也不断的从吸水管道1进入并经双出口式蜗壳3从出水管道4流出。
本发明的具体实施方式中未涉及的说明属于本领域公知技术，可参考公知技术加以实施。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：包括双出口式蜗壳，所述双出口式蜗壳内侧环形开口处设置有叶轮，叶轮底部连接有吸水管道，双出口式蜗壳的两个出水口均连接有出水管道；所述叶轮的叶片采用类圆柱形扭曲结构，叶片的正面与反面从上至下由不同曲率的曲面平滑连接。
2.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述叶片的进水边延伸至叶轮底部进口处。
3.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述吸水管道、叶轮、双出口式蜗壳的中心在同一轴线上。
4.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述双出口式蜗壳圆周方向共有两个出水口，两个出水口呈轴对称设置。
5.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述叶轮采用铸造工艺一次成型。
6.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述叶片数量为5-8个。
7.根据权利要求1所述的一种带有双出口式蜗壳的中比转速离心泵，其特征在于：所述叶片正面与反面从上至下的曲面的截面翼型曲线设置如下：
距离叶轮顶部50mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.00683x3-0.95369x2+18.94882x+19.35635
距离叶轮顶部150mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.33765×10-7x4+4.63929×10-5x3-0.00788x2+0.55646x+112.20597
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.36421×10-7x4+4.8806×10-5x3-0.00847x2+0.60056x+106.91616
距离叶轮顶部250mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.3079×10-7x4+4.53574×10-5x3-0.00779x2+0.5519x+112.99371
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-1.3285×10-7x4+4.75536×10-5x3-0.00835x2+0.59518x+107.68838
距离叶轮顶部350mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-2.00056×10-6x4+5.66272×10-5x3-0.003x2+0.51281x+107.29902
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝-2.78571×10-6x4-1.36515×10-5x3-0.00192x2+0.54119x+112.37151
距离叶轮顶部450mm处，叶片正面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.14938x3+26.43681x2+1561.70207x+30844.31736
叶片反面的曲面的截面翼型曲线公式如下：
y＝0.00199x3+0.23735x2+10.55235x+244.36147。
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