專利名稱：低揚程大比重液體輸送泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泵，特別是輸送液態(tài)金屬的泵。

背景技術(shù)：
泵是把原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液體能量的機器。泵用來增加液體的位能、壓能、動能(高速液流)。原動機通過泵軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，對液體作功，使其能量增加，從而使需要數(shù)量的液體，由吸液池經(jīng)泵的過流部件輸送到要求的高處或要求壓力的地方。
液態(tài)金屬泵是屬于低揚程的，其結(jié)構(gòu)簡單，由電動機、支架、渦殼、葉輪、排液管等組成。葉輪排出側(cè)具有帶渦室的殼體。吸液室位于葉輪之前，壓液室位于葉輪之后，它們和葉輪一起構(gòu)成泵的過流部件。葉輪是泵最重要的工作元件，是過流部件的心臟。葉輪由蓋板和中間的葉片組成。
人們常說或常見的所謂泵大多為工業(yè)用水泵，輸送液體多為工業(yè)用水或含有渣量的工業(yè)液體。在火法煉鉛工藝中用到的泵(有時被稱為鉛泵)，輸送的液體則是500多度高溫大比重的重金屬熔液。在七十年代開始引進英國的帝國熔煉法(又稱密閉鼓風(fēng)爐熔煉法，簡稱ISP)的工藝煉鉛鋅，經(jīng)過三十年的發(fā)展，其生產(chǎn)能力從年產(chǎn)5萬噸鉛鋅逐步發(fā)展到目前的年產(chǎn)15萬噸鉛鋅能力。
ISP熔煉工藝流程和鉛泵在工藝流程中的位置和作用將一定比例的燒結(jié)塊和預(yù)熱焦炭送入密閉鼓風(fēng)爐，經(jīng)熔煉后的熔融金屬液從爐底進入融鉛池，再通過鉛泵將熔融金屬液打入鉛鋅分離冷卻槽，經(jīng)過一定時間和手段冷卻分層后，上層比重較輕的粗鋅融液進入粗鋅圓盤鑄錠機鑄成鋅錠。下層較重的鉛融液進入粗鉛圓盤鑄錠機鑄成鉛錠。從流程中可以看出鉛泵是密閉鼓風(fēng)爐熔煉的關(guān)鍵設(shè)備，流程中生產(chǎn)能力的提高與泵的自身的生產(chǎn)能力大小有著直接的關(guān)聯(lián)。在早年引進的鉛泵能力由3000t/h，逐步改造4000t/h和4800t/h，都是在泵軸的葉輪轉(zhuǎn)速和電動機的功率上做文章來滿足擴大生產(chǎn)能力的工藝要求。隨著ISP流程生產(chǎn)能力的進一步擴大，鉛泵的能力成了ISP流程擴大生產(chǎn)能力的瓶頸，不改變渦殼結(jié)構(gòu)和葉輪尺寸的大小，已無法實現(xiàn)和滿足鉛泵能力的提高。
但是，低揚程大比重液體輸送泵這種高溫熔液的輸送設(shè)備目前沒有成熟的設(shè)計方法，給泵的設(shè)計帶來很大的困難。泵的輸送能力要提高，也并非簡單的將已有的泵的尺寸簡單地放大所能實現(xiàn)的。
現(xiàn)有技術(shù)中，(水泵或工業(yè)液體泵)泵的各種設(shè)計參數(shù)包括 1、基圓直徑 2、隔舌安放角； 3、任意流道截面面積 4、任意截面流道半徑； 5、流道中心距； 6、流道總高度； 7、任意截面流道高度； 8、擴散管的高度和角度； 9、葉輪直徑； 10、進、出口直徑。


發(fā)明內(nèi)容
為了提高液態(tài)金屬泵的輸送能力，本發(fā)明提供的低揚程大比重液體輸送泵泵，通過改變泵主要部位的尺寸比例和尺寸，達到提高輸送能力的目的。
本發(fā)明提供的低揚程大比重液體輸送泵包括總體方案、排液管、渦殼、葉輪，其中 (一)總體方案 鉛泵由電動機、安全聯(lián)軸器、傳動軸和葉輪等組成，鉛泵中的高速的旋轉(zhuǎn)體——葉輪將金屬液體成功的帶入渦殼。葉輪的轉(zhuǎn)速由電動機的轉(zhuǎn)速確定，一般情況，高轉(zhuǎn)速適于高揚程工況，本設(shè)備屬于低揚程泵類，因此選擇6級電動機驅(qū)動。并采用變頻調(diào)速電動機來滿足輸送能力的不同要求。
1.按泵能力計算電機功率N No＝Q*γ*H/(102*η)(KW).................................(公式1) 式中No——有效功率，KW Q——泵的流量(即單管鉛泵的流量，下同)，m3/s γ——比重，kg/m3 H——揚程，m η——綜合效率，η＝0.2(經(jīng)驗值) N電＝K*No.............................................................(公式2) 式中N電——電機功率，KW K——容量富裕系數(shù)，K＝1.3 2.泵的轉(zhuǎn)速(即葉輪轉(zhuǎn)速)的確定 在相似工況下，相似兩泵的比轉(zhuǎn)數(shù)必然相等。
泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝3.65*n*√Q/H0.75......................................(公式3) 式中ns——比轉(zhuǎn)速，r/min n——電機轉(zhuǎn)速，r/min G——泵的流量，m3/s H——揚程，m 3.按扭矩計算泵軸直徑 d＝3√(M/(0.2[τ]))...........................................................(公式4) 式中d——泵傳動軸直徑，m M——傳動扭矩，N.m M＝9550*Nc/n..................................................................(公式5) Nc——電機功率，KW n——電機轉(zhuǎn)速，r/min [τ]——泵軸許用切應(yīng)力，Pa 4.泵進、出口直徑的確定 ①進口鉛液的流速V＝K*3√(Q*n2/η)...............................(公式6) 式中V——進口流速，m/s K——系數(shù)，K＝0.06～0.089(經(jīng)驗值) Q——泵的流量，m3/s n——電機(即葉輪)轉(zhuǎn)速，r/min η——流量容積效率，η＝0.94(經(jīng)驗值) ②揚鉛管(即出口)的直徑D＝√(4Q/(πV)).................(公式7) 式中Q——泵的流量，m3/s V——出口流速，m/s(出鉛速度與進鉛速度相等) 考慮到出鉛時溫度降低，管壁固結(jié)有凝固的金屬殘留物而使管子截面減少，引入富裕系數(shù)K＝1.4。
D單＝K*d........................................................................(公式8) ③泵體總高度H由工藝熔池的液面和揚程就確定。
(二)、葉輪主要規(guī)格設(shè)計 1.鉛液進口的流速 V＝K*3√(Q*n2/η)......................................................(公式9) 式中K——系數(shù)，K＝0.06～0.08，(經(jīng)驗值，推薦用平均值) Q——流量能力，m3/min n——葉輪轉(zhuǎn)速，r/min η——流量容積效率，η＝0.94(經(jīng)驗值) 2.確定葉輪直徑 葉輪和渦殼分別是兩個關(guān)鍵過流部件，泵出口直徑是渦殼結(jié)構(gòu)上的尺寸，而葉輪的大小由葉片和輪轂共同組成，葉片尺寸與動力有關(guān)，輪轂大小和葉片的空隙構(gòu)成泵的入口，直接影響液體的流入狀況。
①按結(jié)構(gòu)計算葉輪直徑Dj1 葉輪直徑計算，引入葉輪當(dāng)量直徑Do，以Do為直徑的圓面積等于葉輪進口去掉輪轂的有效面積，即 Do2π/4＝＝(Dj22-dh2)π/4推導(dǎo)出 Dj1＝√(Do2+dh2)...................................................(公式10) 式中Dj1——葉輪直徑，m Do——當(dāng)量直徑，m Do＝Ko*3√(Q/n)...................................................(公式11) Ko——以汽蝕為主要考慮因素系數(shù)，Ko＝5.5 dh——輪轂中經(jīng)直徑， Q——泵的流量，m3/s n——葉輪轉(zhuǎn)速，r/min ②按流量計算葉輪直徑 Dj2＝√[(4*Q/πV)+dh2].............................................(公式12) 式中dh——葉輪輪轂直徑，m Q——泵的流量，m3/s V——液體流速，m/s 設(shè)計原則以同時滿足Dj1和Dj2的計算值，幷圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。
3.由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定葉輪形狀和輪轂中徑 考慮傳動軸直徑和蓋形螺母所需扳手空間等結(jié)構(gòu)要求，輪轂的中徑取值通常為 Dh＝(2～2.5)d..........................................................(公式13) 式中Dh——輪轂直徑，m d——傳動軸徑，m 由于重金屬高溫融液的大比重特性，葉輪葉片形狀要求為曲線勺狀，因此輪轂形狀需要采用倒圓錐臺結(jié)構(gòu)，Dh即為圓錐臺的中徑，即 Dh＝dh.......................................................................(公式14) dh＝(Dd+Dx)/2............................................................(公式15) 式中dh——圓錐臺的中徑，m Dd——輪轂大頭直徑，m Dx——輪轂小頭直徑，m 4.確定輪轂的高度(即葉片與輪轂焊接高度) 圓臺中經(jīng)與圓臺高度比D∶h＝2.3∶1 5.確定有效進液高度(即葉片與輪轂的高度差) 進液高度∶圓臺高度＝1∶1 (三)渦殼的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、基園直徑D3D3＝(1.03～1.08)D2................................(公式16) 式中D3——渦殼基園直徑，m D2——葉輪直徑，m 大尺寸泵取小值，反之取大值。
2、隔舌安放角ψo(簡稱隔舌角) 隔舌位于渦室螺旋部分的始端，將螺旋部分與擴散管隔開。隔舌角ψo取值是為了保證流道螺旋線部分與發(fā)散管光滑地聯(lián)接，并且盡量的減少徑向尺寸為原則，高轉(zhuǎn)速的泵，其流體線速度大，受制于流體流動方向和圓周切線方向的夾角帶來結(jié)構(gòu)形狀的協(xié)調(diào)，隔舌角ψo不宜太小。
按常規(guī)工業(yè)水泵的計算和取值 分析上述參考選值，當(dāng)用于低揚程泵時，H取值很小，比轉(zhuǎn)速遠遠大于上表中的最大數(shù)值，隔舌角將為45°以上，由此螺旋線的流道長度勢必減少，對于用于高溫金屬液體的泵來說，輸送線路的長度和流道中心距有著直接的關(guān)聯(lián)，在螺旋線流道的設(shè)計，隨著流道的延伸其截面面積在不斷的增大，按流體力學(xué)公式可得出Q＝A*V，當(dāng)液體流速為定值時，泵的流量Q隨著面積A的增大而增大，在流道中動能不斷得到增強，達到泵送過程的前期目的——動能增加。由此本設(shè)備為盡量選取長距離流道，保證螺旋線與擴散管隔開并使結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)，隔舌角按不干涉原則取最優(yōu)小值。本申請人提出經(jīng)驗值為30--40°。
按照本發(fā)明實施例，金屬液泵體的隔舌角優(yōu)選取ψo＝30°。
3、最大流道截面面積的確定 Fmax＝Q/V3.......................................................(公式17) 式中Fmax——流道出口到發(fā)散管之間的斷面面積，m2 V3——流體任意截面上的平均速度，m/s 4.任意流道截面上流量的確定 根據(jù)工業(yè)泵常規(guī)關(guān)系式有 Qn＝(ψn-ψo)*Q/360..........................................(公式18) 式中Qn——過流的任意角度的斷面上的流量，m3/小時 ψn——過流的任意角度，度 ψo——隔舌角，度 Q——總流量，m3/小時 5、渦殼任意斷面上流體的平均速度 V3＝K3√(2*g*H)................................................(公式19) 式中K3——速度系數(shù)，當(dāng)ns＞250r/min時，取K3＝0.35(經(jīng)驗值) g——常數(shù)，g＝9.8m/s2 H——揚程，m 6、任意流道截面面積的確定 由關(guān)系式Fn∶Fmax＝ψn∶(360-ψo)..............................(公式20) 由公式4、5、6統(tǒng)一得出流道任意截面的面積Fn Fn＝[(ψn-ψo)*Fmax/360.................................................(公式21) 修正后Fn’＝Ko*Fn......................................................(公式22) 式中Ko——修正值，Ko＝360/(360-3/2ψo).....................(公式23) 7、任意截面流道半徑的確定 Rn√(Fn’/π)...............................................................(公式24) 8、流道中心距的確定 an＝R3+Rn................................................................(公式25) 式中R3——基園半徑，m 按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案設(shè)計的低揚程大比重液體輸送泵在變頻調(diào)速范圍中的最小轉(zhuǎn)速時最小生產(chǎn)能力能夠達到5100噸/小時的輸送能力，實現(xiàn)了大比重液體的大輸出量，能滿足提高工藝產(chǎn)能的要求。



圖1渦殼截面圖； 圖2渦殼的俯視圖； 圖3葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例 工藝配置設(shè)計要求雙管輸送，輸送能力5100t/h，揚程2,2m，(鉛液比重10.5t/m3)。
(一)總體方案設(shè)計(主要參數(shù)的確定) 1.按泵能力的計算電機功率N No＝Q*γ*H/(102*η)(KW) 式中Q——單管流量， γ＝10500(kg/m3) Q＝5100/(2*10.5*3600)＝0.0675(m3/s) H＝2.2m η＝0.2(綜合效率) No＝0.0675*10500*2.2/(102*0.2)＝76.43(KW) N電(＝K*N＝1.2*76.43＝91.76(KW) N電(為選擇電機的參數(shù)依據(jù)，圓整后就近選擇電動機標(biāo)準(zhǔn)值系列。由經(jīng)驗得知，鉛泵處理能力的理論計算往往大于實際要求，為提高電機的功率利用率，達到節(jié)能的目的，不宜過大選擇電機。
設(shè)計結(jié)論綜合分析比較選擇電動機YSP315 L-6(立式)，90KW，常用工作轉(zhuǎn)速750r/min，調(diào)速范圍500～980rpm，IP44。
2.泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns 在相似工況下，相似兩泵的比轉(zhuǎn)數(shù)必然相等。
ns＝3.65*n*√Q/H0.75 式中n＝750r/min G＝0.0675m3/s H(3/4)＝2.2(3/4)＝1.81 ns＝3.65*n*√Q/H(3/4)＝3.65*750*√0.0675/1.81＝392.94(r/min) 3.按扭矩計算泵軸直徑 d＝3√(M/(0.2[τ])) 式中M——傳動扭矩，N.m M＝9550*Nc/n＝9550*1.2*90/(500～980)＝2063～1052(N.m) [τ]——泵軸需用切應(yīng)力，35SiMn，[τ]＝40～52*106(Pa) d＝3√(2063/(0.2*(400～520)*105))＝0.064～0.058(m)，圓整后取d＝70mm。
4.泵進出口直徑的確定 ①進口鉛液的流速V V＝K*3√(Q*n2/η) 式中K＝0.06～0.08(經(jīng)驗值)，取中間值K＝0.079 Q＝0.0675m3/s n＝750r/min η＝0.94(流量容積效率經(jīng)驗值) V＝K*3√(Q*n12/η)＝0.07*3√(0.0675*7502/0.94)＝2.4(m/s) ②揚鉛管(即出口)的直徑d＝√(4Q/(πV)) 式中Q——泵的流量，Q＝0.0675m3/s V——出口流速，V＝2.4(m/s)m/s(出鉛速度與進鉛速度相等) d＝√(4Q/(πV))＝√(4*0.0675/(π*2.4))＝0.189≈0.190(mm) 考慮到出鉛時溫度降低，管壁固結(jié)有凝固的金屬殘留物而使管子截面減少，引入富裕系數(shù)K＝1.4。
D單＝K*d＝1.4*190＝266(mm)，管壁厚10mm， 揚鉛管圓整到鋼管標(biāo)準(zhǔn)直徑系列D＝299×10。
③泵體總高度。
H＝670mm (二)葉輪設(shè)計 1.確定葉輪直徑 ①按結(jié)構(gòu)計算葉輪直徑Dj2 Dj1＝√(Do2+dh2) 式中Dj1——葉輪直徑，m Do——當(dāng)量直徑，m Do＝Ko*3√(Q/n) Ko——以汽蝕為主要考慮因素系數(shù)，Ko＝5.5 dh——輪轂中經(jīng)直徑，m 考慮傳動軸直徑和蓋形螺母所需扳手空間等結(jié)構(gòu)要求，輪轂的中徑取值通常為Dh＝(2～2.5)d 式中d——傳動軸徑，d＝70mm dh＝(2～2.5)d＝(2～2.5)*70＝140～175(mm)取中值圓整后dh＝160mm Q——泵的流量，0.067m3/s n——葉輪轉(zhuǎn)速，n＝980～500r/min Dj1＝Ko*3√(Q/n)＝5.5*3√(0.067/)980～500))＝0.282～0.225(m) ②按流量計算確定葉輪直徑 Dj2＝√[(4*Q/πV)+dh2] 式中dh——葉輪輪轂中經(jīng)直徑，dh＝0.160m Ko——以汽蝕為主要考慮因素系數(shù)，Ko＝5.5 Q——泵的流量，Q＝0.067m3/s n——葉輪轉(zhuǎn)速，n＝980～500r/min V——液體流速，V＝2.4m/s Dj2＝√[(4*Q/πV)+dh2]＝√[(4*0.067/(π*2.4))+0.162]＝0.248(m) 設(shè)計原則以取Dj1＝282mm和Dj2＝248mm中較大值，并圓整到標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列，葉輪直徑Dj＝290mm。
2.由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定葉輪形狀和主要結(jié)構(gòu)尺寸 由于重金屬高溫融液的大比重特性，葉輪葉片形狀要求為曲線勺狀，因此輪轂形狀需要采用倒圓錐臺結(jié)構(gòu)，Dh即為圓錐臺的中徑，即 圓錐臺的中徑Dh＝170mm 輪轂大頭直徑Dd＝190mm 輪轂小頭直徑Dx＝150mm 圓臺中經(jīng)與圓臺高度比D∶h＝170∶70 輪轂的高度h＝70mm， (三)渦殼的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 1、基園直徑D3D3＝(1.03～1.08)Dj 式中D3——渦殼基園直徑，m Dj——葉輪直徑，Dj＝0.290m D3＝(1.03～1.08)*0.290＝0.2987～0.3132(m) 結(jié)論圓整后渦殼基園取300mm。
設(shè)計結(jié)論考慮渦殼與葉輪間距4mm，渦殼直徑300mm，葉輪直徑292mm。
2.隔舌安放角ψo(簡稱隔舌角)的確定 ψo＝30度 3.最大流道截面面積Fmax的確定 Fmax＝Q/V3 式中Q＝0.0675m3/s V3＝K3√(2*g*H)＝0.35√(2*9.8*2.2)＝2.3(m/s) K3＝0.35(經(jīng)驗值) g＝9.8m/s2 H＝2.2m Fmax＝0.0675/2.3＝0.02935(m2) 4、任意流道截面面積Fn的確定 Fn＝[(ψn-ψo)*Fmax/(360-ψo) Fn’＝K*Fn 其中修正值K＝360/(360-3/2ψo)＝1.143 表中所取Fman’＝0.0335m2＞根據(jù)流量的計算值Fmax＝0.02935m2，能在保證流量滿足能力要求的前提下，按設(shè)備設(shè)計原則，留有能力提升裕量。
5.任意截面流道半徑Rn的確定 Rn＝√(Fn’/π) 6.流道中心距a的確定 a＝R3+Rn 式中R3＝D/2＝300/2＝150mm 7.流道總高度H的確定 由流道最大直徑與流道高度比D∶H＝1∶1 8.任意截面流道高度Hn的確定 由流道任意截面直徑與其流道高度比Dn∶Hn＝1∶1 9、擴散管的角度α和高度Hk確定 一般取擴散管的角度α＝8～12度，主要是以對渦殼流道不產(chǎn)生干涉為前提，由渦殼中心線和出口管中心的距離依照擴散管的角度確定。
當(dāng)工藝配置水平向長度L＝468mm，垂直向高度Hk＝247mm， 擴散角α＝arctg(H-Rmax)/L＝arctg(247-150)/468＝11.71度， 一般α值在8～12度范圍內(nèi)，滿足要求。
(四)、其他結(jié)構(gòu)尺寸 有效進液(距熔池底部)高度h2＝75 流道高度363mm 泵體總高H＝670mm 泵進出口水平距離468mm 泵進出口中心距528mm。
權(quán)利要求
1、低揚程大比重液體輸送泵，包括葉輪和渦殼，其特征在于
(一)總體方案
(1).按泵能力計算電機功率N
No＝Q*γ*H/(102*η)(KW).................................(公式1)
式中No——有效功率，KW
Q——泵的流量(即單管鉛泵的流量，下同)，m3/s
γ——比重，kg/m3
H——揚程，m
η——綜合效率，η＝0.2(經(jīng)驗值)
N電＝K*No.............................................................(公式2)
式中N電——電機功率，KW
K——容量富裕系數(shù)，K＝1.3
(2).泵的轉(zhuǎn)速(即葉輪轉(zhuǎn)速)的確定
泵的比轉(zhuǎn)數(shù)ns＝3.65*n*√Q/H0.75......................................(公式3)
式中ns——比轉(zhuǎn)速，r/min
n——電機轉(zhuǎn)速，r/min
G——泵的流量，m3/s
H——揚程，m
(3).按扭矩計算泵軸直徑
d＝3√(M/(0.2[τ]))...........................................................(公式4)
式中d——泵傳動軸直徑，m
M——傳動扭矩，N.m
M＝9550*Nc/n..................................................................(公式5)
Nc——電機功率，KW
n——電機轉(zhuǎn)速，r/min
[τ]——泵軸許用切應(yīng)力，Pa
(4).泵進、出口直徑的確定
①進口鉛液的流速V＝K*3√(Q*n2/η)...............................(公式6)
式中V——進口流速，m/s
K——系數(shù)，K＝0.06～0.089(經(jīng)驗值)
Q——泵的流量，m3/s
n——電機(即葉輪)轉(zhuǎn)速，r/min
η——流量容積效率，η＝0.94(經(jīng)驗值)
②揚鉛管(即出口)的直徑D＝√(4Q/(πV)).................(公式7)
式中Q——泵的流量，m3/s
V——出口流速，m/s
富裕系數(shù)K＝1.4；
D單＝K*d........................................................................(公式8)
③泵體總高度H由工藝熔池的液面和揚程就確定；
(二)、葉輪主要規(guī)格設(shè)計
(1)鉛液進口的流速
V＝K*3√(Q*n2/η).......................................................(公式9)
式中K——系數(shù)，K＝0.06～0.08，(經(jīng)驗值，推薦用平均值)
Q——流量能力，m3/min
n——葉輪轉(zhuǎn)速，r/min
η——流量容積效率，η＝0.94(經(jīng)驗值)
(2)確定葉輪直徑
①按結(jié)構(gòu)計算葉輪直徑Dj1
Dj1＝√(Do2+dh2)...................................................(公式10)
式中Dj1——葉輪直徑，m
Do——當(dāng)量直徑，m
Do＝Ko*3√(Q/n)...................................................(公式11)
Ko——以汽蝕為主要考慮因素系數(shù)，Ko＝5.5
dh——輪轂中經(jīng)直徑，
Q——泵的流量，m3/s
n——葉輪轉(zhuǎn)速，r/min
②按流量計算葉輪直徑
Dj2＝√[(4*Q/πV)+dh2].............................................(公式12)
式中dh——葉輪輪轂直徑，m
Q——泵的流量，m3/s
V——液體流速，m/s
(3)由結(jié)構(gòu)設(shè)計確定葉輪形狀和輪轂中徑
輪轂的中徑取值通常為
Dh＝(2～2.5)d..........................................................(公式13)
式中Dh——輪轂直徑，m
d——傳動軸徑，m
Dh即為圓錐臺的中徑，即
Dh＝dh.......................................................................(公式14)
dh＝(Dd+Dx)/2............................................................(公式15)
式中dh——圓錐臺的中徑，m
Dd——輪轂大頭直徑，m
Dx——輪轂小頭直徑，m
(4)確定輪轂的高度(即葉片與輪轂焊接高度)
圓臺中經(jīng)與圓臺高度比D∶h＝2.3∶1
(5)確定有效進液高度(即葉片與輪轂的高度差)
進液高度∶圓臺高度＝1∶1
(三)渦殼的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)基園直徑D3D3＝(1.03～1.08)D2................................(公式16)
式中D3——渦殼基園直徑，m
D2——葉輪直徑，m
大尺寸泵取小值，反之取大值。
(2)隔舌安放角ψo(簡稱隔舌角)
30--40°。
(3)最大流道截面面積的確定
Fmax＝Q/V3.......................................................(公式17)
式中Fmax——流道出口到發(fā)散管之間的斷面面積，m2
V3——流體任意截面上的平均速度，m/s
(4)任意流道截面上流量的確定
根據(jù)工業(yè)泵常規(guī)關(guān)系式有
Qn(ψn-ψo)*Q/360..........................................(公式18)
式中Qn——過流的任意角度的斷面上的流量，m3/小時
ψn——過流的任意角度，度
ψo——隔舌角，度
Q——總流量，m3/小時
(5)渦殼任意斷面上流體的平均速度
V3＝K3√(2*g*H)................................................(公式19)
式中K3——速度系數(shù)，當(dāng)ns＞250r/min時，取K3＝0.35(經(jīng)驗值)
g——常數(shù)，g＝9.8m/s2
H——揚程，m
(6)任意流道截面面積的確定
由關(guān)系式Fn∶Fmax＝ψn∶(360-ψo)................................(公式20)
由公式4、5、6統(tǒng)一得出流道任意截面的面積Fn
Fn＝[(ψn-ψo)*Fmax/360.................................................(公式21)
修正后Fn’＝Ko*Fn......................................................(公式22)
式中Ko——修正值，Ko＝360/(360-3/2ψo)...................(公式23)
(7)任意截面流道半徑的確定
Rn＝√(Fn’/π)...............................................................(公式24)
(8)流道中心距的確定
an＝R3+Rn...............................................................(公式25)
式中R3——基園半徑，m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種泵，特別是輸送液態(tài)金屬的泵。本發(fā)明通過改變泵的相關(guān)尺寸，達到了設(shè)計目的。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案設(shè)計的低揚程大比重液體輸送泵在變頻調(diào)速范圍中的最小轉(zhuǎn)速時最小生產(chǎn)能力能夠達到5100噸/小時的輸送能力，實現(xiàn)了大比重液體的大輸出量，能滿足提高工藝產(chǎn)能的要求。
文檔編號F04D7/00GK101285473SQ20081003137
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者袁學(xué)敏, 劉金庭, 劉燦宇, 陳雨田, 黃文虎, 嵐 高 申請人:長沙有色冶金設(shè)計研究院