一种抗磨损离心式渣浆泵叶轮水力设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种浆渣栗叶轮水力设计方法，特别涉及一种抗磨损离心式渣浆栗叶 轮水力设计方法。
【背景技术】
[0002] -般将适用于输送液体（水）中含有悬浮固体物的栗称为渣浆栗。目前是选矿、 选煤厂各工艺流程中不可缺少的设备之一。渣浆栗通过借助离心力（栗的叶轮的旋转）的 作用使固、液混合介质能量增加的一种机械。被广泛应用于矿山、化工、煤炭、食品、冶金、建 材及石油等行业领域。渣浆栗可按不同原则分为单级/多级、单吸/双吸、悬臂、卧式/立 式以及栗壳水平中开/垂直结合等型式。随着各个行业的快速发展。在现有技术下，渣浆 栗叶轮的水力设计方法主要依赖于设计者的经验，这样的设计方法与设计者的经验有很多 关系，不确定性因素很多，设计成本较高，不能满足当今市场对渣浆栗的要求。因此，有必要 对渣浆栗叶轮的水力设计方法做进一步的完善。
[0003] 经检索渣浆栗叶轮水力设计方法主要有以下几个：专利号为ZL03213328. 6的"一 种组合式渣浆栗叶轮"实用新型专利，在该专利中设计者采用了组合式结构，使得叶片、叶 片主体和前护板的结构易于制造加工；专利号为ZL201020293027. 1的"渣浆栗叶轮"实用 新型专利，在该专利中设计者对叶轮结构进行了改进，减小了叶轮外护套和主叶片的间隙， 使这两个部件之间的压力增大，降低了渣浆栗的振动。
[0004] 发明目的
[0005] 现有离心式渣浆栗叶轮水力设计方法并不完备，即使是个别种类的渣浆栗叶轮的 水力设计方法也有很多地方有待进行改善。本发明的目的在于，提供一种科学的、高效的离 心式渣浆栗叶轮水力设计方法，改善渣浆栗内部的流动状态，提高渣浆栗抗磨性能，延长使 用寿命。
【发明内容】
[0006] 本发明充分考虑了渣浆栗的工作过环境，考虑了颗粒大小对栗运行状况的影响， 改善了渣浆栗叶轮设计所需参数的设计方法，以保证渣浆栗工作的稳定、可靠和高效。
[0007] 目的所采用的技术方案是：
[0008] (1)渣浆栗性能参数P、Q、Η、β 2适合如下关系：
[0010] 式中：
[0011] Q-设计工况的流量，米3/秒；
[0012] H-设计工况的扬程，米；
[0013] P-设计工况的轴功率，千瓦；
[0014] g-重力加速度，米/秒2;
[0015] σ -道格拉斯滑移系数；
[0016] U2-叶片出口圆周速度，米/秒；
[0017] β 2-叶片出口安放角，度；
[0018] Ku-速度系数；
[0019] P-流体密度，千克/米3;
[0020] S2一出口过流面积，平方米；
[0021] ⑵速度系数Ku，设计公式如下： i H5 -766 5 V '
[0022] Ku =1..936e1^3^J
[0023] 式中：
[0024] ns-比转数；
[0025] (3)叶轮进口直径D。，设计公式如下：
[0027] 式中：
[0028] D。一叶轮进口直径，米；
[0029] ns-比转数；
[0030] Q-设计工况的流量，米3/秒；
[0031] (4)叶轮出口直径D2，设计公式如下：
[0032] AiX /ιο〇Γ1/2；ρ1/3 a05596U75-46:.(保证效率而侧重抗磨性） Hi +318.7 A = 210.84?；°'7〇13〇1/3 °·05596?,+75·46 (保证一定抗磨性而侧重效率，孖》85m，％ S 80) - A4+318.7 94.33?/°·5018ρ,η 〇,〇5596/?? + 75,46 (保证一定抗磨性而侧重效率，丑 < 85mU 100) %+318,7
[0033] 式中：
[0034] D2-叶轮出口直径，米；
[0035] ns-比转数；
[0036] Q-设计工况的流量，米3/秒；
[0037] K2-叶轮出口直径系数；
[0038] H-设计工况的扬程，米；
[0039] (5)叶轮出口直径系数K2，设计公式如下：
[0040] K2= 8. 615n sa 01898
[0041] 式中：
[0042] K2-叶轮出口直径系数；
[0043] ns-比转数；
[0044] (6)叶片进口宽度Id1，设计公式如下：
[0045] % = CU574e0-002162,!ii32；
[0046] 式中：
[0047] b1 一叶片进口宽度，米；
[0048] ns-比转数；
[0049] D2-叶轮出口直径，米；
[0050] (7)叶片出口宽度b2，设计公式如下：
[0052] 式中：
[0053] b2-叶片出口宽度，米；
[0054] ns-比转数；
[0055] Kb-叶轮出口直径系数；
[0056] Q-设计工况的流量，米3/秒；
[0057] (8)叶轮出口直径系数Kb，设计公式如下：
[0058] Kb= (0. 06288η s2+16. 16ns+0. 0002576) / (ns+0. 000163)
[0059] 式中：
[0060] Kb-叶轮出口直径系数；
[0061] ns-比转数；
[0062] (9)叶片进口安放角P1，设计公式如下：
[0064] 式中：
[0065] β J-叶片进口安放角，度；
[0066] ns-比转数；
[0067] (10)叶片出口安放角β 2，设计公式如下：
[0069]式中：
[0070] β 2-叶片出□安放角，度；
[0071] ns-比转数；
[0072] (11)叶片包角Φ，设计公式如下：
[0073]
[0074] 式中：
[0075] Φ-叶片包角，度；
[0076] ns-比转数；
[0077] 根据以上步骤，可以得到一种科学的、系统的、精确的叶轮主要参数的设计方法。 通过上述计算方法可以确定叶轮的主要几何参数，包括叶轮进口直径D。、叶轮出口直径D2、 叶片进口宽度匕、叶片出口宽度132、叶片进口安放角P1、叶片出口安放角β2、叶片包角Φ 等。通过以上步骤设计的渣浆栗叶轮更加符合其输送介质的流动特性，增强了渣浆栗的抗 磨损性能，确保了栗内流体流动的流畅性，使得渣浆栗的性能变得更加稳定可靠，抗磨损性 能更高，有效运行时间更长。
【附图说明】
[0078] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0079] 图1是渣浆栗叶轮的轴面图。
[0080] 图2是渣浆栗叶轮的平面图。
[0081] 图1中：D。一叶轮进口直径；D2-叶轮出口直径；Id1-叶片进口宽度；b 2-叶片出口 宽度；Di-叶片流道中线距尚轴线的距尚；Rds-叶轮前盖板圆弧半径；Rts -叶轮后盖板圆 弧半径。
[0082] 图2中：β !-叶片进口安放角；β 2-叶片出口安放角；Φ -叶片包角。
【具体实施方式】
[0083] 本发明通过以下几个公式来确定包括1叶轮进口直径0。、2叶轮出口直径D2、3叶 片进口宽度匕、4叶片出口宽度b2、5叶片进口安放角0^6叶片出口安放角β2、7叶片包角 Φ等渣浆栗叶轮的重要设计参数。
[0084] 该实施例是在给定设计工况流量Q、设计工况扬程Η、设计工况转速η的前提下，计 算叶轮参数：
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[0096] 本发明普遍适用于高低比转速离心式渣浆栗的叶轮设计，以上设计公式全面地考 虑了渣浆栗内的流动特性。
[0097] 经生产实践检验，本发明极大地提高了渣浆栗的设计效率和设计水准，降低了设 计成本和风险，根据本发明设计生产的渣浆栗具有良好的使用性能和较高的经济效益。
[0098] 以上为本发明专利参照实施例做出的具体说明，但是本发明并不限于上述实施 例，也包含本发明构思范围内的其他实施例或变形例。
【主权项】
1. 一种抗磨损离心式渣浆栗叶轮水力设计方法，提供叶轮设计的主要几何参数，包括 叶轮进口直径D。、叶轮出口直径D 2、叶片进口宽度Id1、叶片出口宽度b2、叶片进口安放角β i、 叶片出口安放角β2、叶片包角Φ等，其特征在于渣浆栗性能参数P、Q、H、β2适合如下关 系：式中： Q-设计工况的流量，米3/秒； H-设计工况的扬程，米； P-设计工况的轴功率，千瓦； g-重力加速度，米/秒2; σ -道格拉斯滑移系数； U2-叶片出口圆周速度，米/秒； β 2一叶片出口安放角，度； Ku-速度系数； P -流体密度，千克/米3; S2-出口过流面积，平方米。2. 根据权利要求⑴所述，叶轮进口直径D。，叶轮出口直径D2，叶片进口宽度Id1，叶片 出口宽度匕，设计公式如下：式中： D。一叶轮进口直径，米； D2+叶轮出口直径，米； ns-比转数； K2+叶轮出口直径系数； Kb-叶片出口宽度系数； 匕一叶片进口宽度，米； b2-叶片出口宽度，米。3. 根据权利要求（1)所述，叶片进口安放角β i，叶片出口安放角β2，叶片包角Φ，设 计公式如下：式中： β 1 一叶片进口安放角，度； β 2一叶片出口安放角，度； Φ 一叶片包角，度。4. 根据权利要求（1)所述，速度系数K u，设计公式如下：5. 根据权利要求（2)所述，叶轮出口直径系数K2，叶片出口宽度系数Kb，设计公式如 下：
【专利摘要】本发明涉及一种渣浆泵叶轮水力设计方法，特别涉及一种抗磨损离心式渣浆泵叶轮水力设计方法。本发明通过公式确定了叶轮进口直径D0、叶轮出口直径D2、叶片进口宽度b1、叶片出口宽度b2、叶片进口安放角β1、叶片出口安放角β2、叶片包角φ等叶轮的重要设计参数。经实践检验，本发明极大地提高了渣浆泵的抗磨性和设计水准，根据本发明设计生产的渣浆泵具有良好的使用性能和较高的经济效益。
【IPC分类】F04D29/22
【公开号】CN105179307
【申请号】
【发明人】朱荣生, 杨爱玲, 王学吉
【申请人】江苏国泉泵业制造有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月13日