一种高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮结构及开式旋流泵

技术领域

本发明涉及开式旋流泵技术领域，具体是一种高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮结构及开式旋流泵。

背景技术

旋流泵因其内部特殊的旋涡运动而得名，叶轮由泵轴驱动在泵后腔做旋转运动，流体受叶轮直接或间接作用，在泵腔中做强烈的轴向及径向涡旋式循环运动。旋涡中间压力较低，所以能够源源不断地吸入贯通流介质。循环旋涡运动使压力和圆周速度沿径向不断增大，在外围形成具有一定能量的环流，最后成为贯通流排出泵腔。旋流泵多用于抽送含有大颗粒、长纤维的固液两相流复杂介质，其叶轮退缩在蜗壳的腔室内，或者退缩到泵腔后面，半开式叶轮与泵壳之间具有较宽的流道，在输送含有大粒径或不规则软纤维固体介质的两相流体时，旋流泵具有不堵塞和不损伤固体介质的特点，常被广泛用于城市环保行业中的河道港口的清淤疏浚、生活污水治理，海洋工程中的淤泥输送，轻工业中的纸浆、农副产品生产中谷物和马铃薯的运输，采矿、冶金行业中矿石、煤渣的输送等领域。

虽然旋流泵因抗堵塞性能好而得到广泛应用，但在一些环境恶劣的场合，或者紧急处理的场合，介质中含有的固体颗粒较大，纤维较长，还是会造成流道半堵塞的现象，导致停机检修，影响紧急抽送效率。

经检索，已公开的发明专利“一种带环形前盖板的宽窄叶片半开式旋流泵”(申请号：CN201811029712.0)，其叶片为直叶片，且叶轮退缩在蜗室后腔中，效率较低且流道过流面积较小，运行相对不平稳，运行时容易发生振动，停机检修频次高。已公开的专利“一种带长短折边叶片的无堵塞旋流泵叶轮设计方法”(申请号：CN201410481963.8)，该发明公开的旋流泵叶轮叶片为圆柱型叶片，其对固体介质的通过能力不足，难以应对一些环境恶劣的场合，另外其在不同长度的圆柱型叶片上，添加了长短不同的折边，一方面制造成本增加，另一方面在输送固液混合物时，固体颗粒与叶片折边的碰撞几率增大，造成叶片的磨损增加，使用寿命减短。已授权的专利“一种采用长短叶片旋流泵水力设计方法”(申请号：CN201310744514.3)，该专利权公开的技术同样也是采用圆柱型叶片，其对固体介质的通过能力不足，难以应对一些环境恶劣的场合。

发明内容

针对现有的旋流泵对固体介质的通过能力不足，难以应对一些环境恶劣的场合，本发明提供了一种高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮结构及开式旋流泵。通过叶轮上高低斜折叶片的设计，可以有效提高叶轮流道通过面积，改善泵内的流动状态，减少流道拥堵，提高缠绕固体物的通过能力。本发明结构简单、运行平稳且高效、节能效果显著。

本发明采取的技术方案是：

一种高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮结构，其特征在于：所述叶轮采用半开式叶轮结构，叶轮包括后盖板，设置在后盖板一面的多个长叶片和短叶片，设置在后盖板另一面、且绕圆周均匀排布的背叶片，以及位于后盖板中心的轮毂，多个所述长叶片和短叶片交替排布、并在后盖板圆周方向上均匀分布，长叶片包括相连的第一长叶段和第二长叶段，第一长叶段绕第一长叶段进口端端点O旋转、并与后盖板上通过端点O的直径形成角度为θ的夹角，第二长叶段绕第一长叶段与第二长叶段的连接点A旋转、并与第一长叶段的延长线形成角度为

所述长叶片的进口直径D

式中系数K

所述短叶片进口直径D

D

式中，k

所述长叶片外径D

式中系数K

所述短叶片外径D

D

所述长叶片宽度b

b

所述短叶片宽度b

b

所述第一长叶段和第二长叶段的连接点A与后盖板中心之间的距离S为

S＝1/2[D

式中k＝0.25～0.35；D

进一步的，所述长叶片和短叶片总数为8～12个且为偶数，长叶片和短叶片数量相等。

进一步的，所述第一长叶段与后盖板上通过端点O的直径形成的夹角θ为θ＝10°～70°，其倾斜方向与叶轮旋转方向相同或者相反。

进一步的，所述第二长叶段与第一长叶段的延长线形成的夹角

进一步的，所述背叶片数量为6～10片；背叶片厚度与长叶片厚度相等。

进一步的，所述短叶片厚度大于长叶片厚度。

进一步的，所述短叶片厚度比长叶片厚度大1mm。

一种开式旋流泵，其特征在于：包括所述的高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮，所述叶轮安装在泵腔的后侧。

进一步的，背叶片与泵壳之间设置有1～2mm的间隙。

本发明的有益效果是：

本发明叶轮采用高低斜折叶片，叶片对的涡流进行更好的限制，可以改善泵内的流动状态，减少无叶腔中循环涡流的损失。叶轮叶片之间的流道过流面积增大，降低流道的堵塞；叶片流道之间的贯通流可以通过较大的固体颗粒及长纤维物质，提高了通过性能，抗堵塞性能好。在叶轮后盖板上设计有均匀分布的背叶片，有效的平衡了叶轮受到的轴向力，减少部件磨损，提高旋流泵运行的可靠性和稳定性，延长使用寿命，降低了停机检修频次。另外，本发明叶轮结构简单，参数计算方便，便于生产制造、安装以及维护，具有较高的工程应用价值。

本发明叶轮安装在开式旋流泵使用时，与传统的无堵塞泵相比，叶轮退缩在泵腔的后侧，并没有完全缩至后腔里面，其对泵腔中的流体可以有效地控制，进而便于混合流体的输送，运行平稳可靠。

附图说明

图1为本发明叶轮结构的正面立体示意图。

图2为本发明叶轮结构的背面立体示意图。

图3为本发明叶轮结构的主视图。

图4为本发明叶轮结构的侧面剖视图。

图5为本发明叶轮结构的单流道示意图。

图6为本发明叶轮在旋流泵上安装位置示意图。

图中，1.长叶片，11.第一长叶段，12.第二长叶段，2.短叶片，21.第一短叶段，22.第二短叶段，3.后盖板，4.背叶片，5.轮毂，6.泵壳。

具体实施方式

下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1-2所示，本发明所述高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮采用半开式叶轮结构，有利于固体颗粒及纤维物质借助贯通流的作用，经过叶轮流道然后流出泵腔。叶轮包括后盖板3，设置在后盖板3一面的多个长叶片1和短叶片2，设置在后盖板3另一面、且绕圆周均匀排布的背叶片4，以及位于后盖板3中心的轮毂5。多个所述长叶片1和短叶片2交替排布、并在后盖板3圆周方向上均匀分布，所述长叶片1和短叶片2总数为8～12个且为偶数，长叶片1和短叶片2数量相等。结合图3-5所示，长叶片1包括相连的第一长叶段11和第二长叶段12，第一长叶段11绕第一长叶段11进口端端点O旋转、并与后盖板3上通过端点O的直径形成角度为θ的夹角，所述夹角θ为θ＝10°～70°，其倾斜方向与叶轮旋转方向相同或者相反。所述第一长叶段11进口端为第一长叶段11靠近后盖板3中心的一端。第二长叶段12绕第一长叶段11与第二长叶段12的连接点A旋转、并与第一长叶段11的延长线形成角度为

所述叶轮各结构参数具体包括以下参数：所述长叶片1的进口直径D

式中系数K

所述短叶片2进口直径D

D

式中，k

所述长叶片1外径D

式中系数K

所述短叶片2外径D

D

所述长叶片1宽度b

b

所述短叶片2宽度b

b

所述第一长叶段11和第二长叶段12的连接点A与后盖板3中心之间的距离S为

S＝1/2[D

式中k＝0.25～0.35；D

通过上述叶轮结构计算方法，我们可以得到叶轮的主要几何参数，包括长叶片1的进口直径D

一种开式旋流泵，包括所述的高低斜折叶片的开式旋流泵叶轮，结合图6所示，所述叶轮安装在泵腔的后侧，所述背叶片4与泵壳6之间设置有1～2mm的间隙。

叶轮与电机的旋转轴配合连接，叶轮安装在泵腔的后侧，无退缩在后腔之中，电机旋转带动叶轮进行旋转，叶轮的旋转带动泵腔内的流体产生强大的涡流，在泵腔内生成循环流和贯通流，可以对泵内固体颗粒以及纤维介质的混合流体进行输送。

本发明可以输送含有颗粒(如木块、砾石、颗粒状金属、豆子、谷物、土豆等)及纤维(尼龙绳、玻璃纤维、纸浆等)介质，也可以输送油、水和气体混合物，特别在进行较大固体颗粒以及细长纤维时，具有明显的优势。因其较宽的流道及过流面积，叶片与泵壳之间有较大的无叶腔，通过性较好，且通过性相比于一般的旋流泵要强。本发明结构简单，通过性与抗缠绕性好，运行平稳可靠，降低了检修频次，延长了使用寿命。

所述实例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。