一種半開式自切割無堵塞泵葉輪的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種半開式自切割無堵塞泵葉輪。發(fā)明提供了一種半開式自切割無堵塞泵葉輪，該葉輪的特征在于：采用半開式雙葉片結(jié)構(gòu)，進口處中心輪轂約為一般葉輪輪轂直徑的一半，葉片后蓋板流線(10)向進口邊方向延伸至進口圖示位置處，葉輪葉片(4)入口由其自身結(jié)構(gòu)自然形成切割刀(3)，刀口經(jīng)熱處理后堅硬，且具有自切割功能，長纖維、大顆粒等固體雜質(zhì)從泵進口隨流體流入時，在葉輪處受葉片前緣切割刀(3)的切割作用，將雜質(zhì)切斷割碎，從而減少流道的擁堵，提高纖維等固體纏繞物的通過能力。切割刀(3)以及大包角雙葉片(4)的組合結(jié)構(gòu)，使得泵整體運行效率高、通過性和抗纏繞性能好，運行平穩(wěn)且切割功能結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能效果顯著。
【專利說明】一種半開式自切割無堵塞泵葉輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可以輸送污水介質(zhì)的無堵塞泵葉輪，特別涉及輸送含有大直徑顆粒、長纖維介質(zhì)的泵葉輪設(shè)備，屬于污水輸送設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在泵抽送污水污物介質(zhì)時，因介質(zhì)中常常會夾雜各種大顆粒、長纖維如長塑料纖維、麻纖維等雜質(zhì)，在輸送時泵易出現(xiàn)堵塞問題，從而影響泵的通過性能和運行效率，降低泵的可靠性和使用壽命；葉輪纏繞時需停機處理，將使泵維修率提高，進而影響工作效率并耽誤工業(yè)生產(chǎn)。因此，泵葉輪實現(xiàn)無堵塞和高效率運行是目前急需解決的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]目前市場上的污水泵的結(jié)構(gòu)形式較多，常見的產(chǎn)品有雙流道泵、寬葉輪出口污水泵以及帶有切割裝置的污水泵。(I)雙流道泵。該泵從葉輪進口到葉輪出口為彎曲的流道，適合輸送含大顆粒和含纖維物質(zhì)的流體，這種葉輪十分厚重，且是一般葉輪的2?3倍重，浪費材料，泵運行的噪音和振動也相對較大，且不具有自切割功能。若介質(zhì)中含有大顆粒和長纖維雜質(zhì)，泵的流道也經(jīng)常被堵塞，導(dǎo)致泵不能正常工作，甚至?xí)龤щ姍C。(2)寬葉輪出口污水泵。該泵通常在清水泵葉輪流道上進行改進設(shè)計，僅通過加大葉輪葉片流道寬度使其成為污水泵，這種泵運行效率相對較低，寬葉片出口導(dǎo)致大流量區(qū)功率超載，易燒毀電機，其葉片進口為普通清水泵設(shè)計方法，進口極易堵塞和纏繞，且無切割粉碎功能。(3)帶有獨立切割刀的污水泵。為了實現(xiàn)切割功能，在葉輪進口前部，單獨安裝切割刀片，雖然可以實現(xiàn)切割，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加了零件，切割刀在旋轉(zhuǎn)過程中，也消耗較大功率，大幅增大軸功率，降低了泵運行效率；這種切割刀部件不易切割細長纖維，且易使纖維纏繞在刀口外緣處，堵塞泵葉輪進口流道，具有明顯的缺陷，因此，目前尚未在污水泵上推廣。
[0004]經(jīng)檢索，已公開的專利“一種半開式葉輪無堵塞切割泵”(申請?zhí)?201120437806.9)，其在半開式葉輪無堵塞泵進口處安裝用于切碎雜物的切刀盤，用以切割大顆粒和長纖維等雜質(zhì)，但安裝該切刀盤裝置，使泵結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、成本增加，而且切刀盤裝置需要消耗一部分功率，導(dǎo)致泵的效率、揚程以及流量下降，而且若是小口徑泵，該切割裝置本身亦阻塞了泵的通過能力，造成一定程度的堵塞；已公開專利“一種螺旋切割泵”(申請?zhí)?201120368996.3)，其在葉輪轉(zhuǎn)動軸上安裝螺旋切割刀，并在泵體進水口處固定導(dǎo)流切割筒，且導(dǎo)流切割筒上設(shè)有輸送介質(zhì)和雜物的通過孔，但如上所述安裝切割刀裝置使得泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加等，而且雖然該泵可在一定顆粒范圍內(nèi)輸送介質(zhì)，使泵運行不易堵塞、不易磨損，但若顆粒粒徑大于導(dǎo)流切割筒上的孔徑時就會引起導(dǎo)流切割筒的堵塞，影響泵的通過性能和運行效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本專利發(fā)明了一種高效具有自切割功能的無堵塞泵葉輪，切割刀和葉輪在結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)了一體化，不需要單獨安裝切割刀裝置，提高了污水污物的通過能力和運行效率。[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:無堵塞泵葉輪葉片為兩葉片結(jié)構(gòu)形式，葉片進口流道處中心輪轂直徑約為常規(guī)清水泵葉輪的50%;葉輪采用為半開式葉輪，SP無前蓋板；葉片前、后蓋板流線均向進口邊方向前伸，葉片進口的軸面投影圖中的投影線與軸線呈90度，葉片進口采用后掠形狀，葉片后蓋板流線比一般葉輪進口向前延伸的角度約90°?150°，且葉片包角在300°?340°范圍。葉片前伸結(jié)構(gòu)既可提高葉片的抗纖維纏繞能力，又為設(shè)計切割刀結(jié)構(gòu)提供了條件。該半開式葉輪葉片在生產(chǎn)制造時，葉輪進口邊由銑床加工，獨特的葉輪葉片結(jié)構(gòu)，使葉片進口加工后自然形成切割刀口，然后經(jīng)過熱處理等工藝提高葉片硬度，此時的葉片相當于圓周方向旋轉(zhuǎn)的金屬切割刀具。當污水泵高速運行時，葉片進口邊緣即為高速旋轉(zhuǎn)的切削刀口，當大顆粒和長纖維等物質(zhì)隨流體介質(zhì)進入葉輪進口邊緣時，葉片進口的切割刀口將長纖維切斷，若大的固體顆粒進入時，切割刀可將大顆粒切碎為小顆粒，使進入葉輪的固體顆粒大小滿足葉輪可以輸送的顆粒大小范圍，從而提高了該無堵塞泵葉輪輸送含有大顆粒和長纖維物質(zhì)的能力。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，新型葉片實現(xiàn)了葉片前伸結(jié)構(gòu)和切割的統(tǒng)一，使得泵整體運行效率高、通過性和抗纖維纏繞性能好，運行平穩(wěn)。且該無堵塞泵葉輪具有自切割功能，可將大顆粒和長纖維等物質(zhì)切割磨碎，以便于無堵塞泵的運輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為半開式自切割無堵塞泵葉輪三維線條圖
[0009]圖2為半開式自切割無堵塞泵葉輪俯視圖
[0010]圖3為半開式自切割無堵塞泵葉輪左視圖
[0011]圖4為葉片軸面投影圖和等高線截線圖
[0012]圖5為葉輪切割刀局部放大圖
[0013]圖1中，1.葉輪輪轂，2.葉輪進口，3.切割刀，4.葉片，5.后蓋板
[0014]圖2中，δ為葉片后掠角，Θ為葉片包角，圖4中，6.葉片出口，7.葉片前蓋板流線，8.葉片進口圓柱面，9.葉片進口邊，10.葉片后蓋板流線，D2為葉輪進口直徑，Dh為葉輪輪轂直徑，h為葉輪出口直徑，b2為葉輪出口寬度，Y為葉片進口邊軸面投影圖中的投影線與葉輪軸線夾角
[0015]圖5中，α為刀口出口角度【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述:
[0017]圖1所示為半開式自切割葉輪，其主要包括葉輪輪轂(I)、葉輪進口(2)、切割刀
(3)、葉片(4)、后蓋板(5)等部件。泵與驅(qū)動電機軸相連接，安裝于泵蝸殼中，當電機旋轉(zhuǎn)時，帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)污水介質(zhì)的輸送。
[0018]葉輪采用半開式結(jié)構(gòu)，其特征為僅有后蓋板(5)，無前蓋板。首先，根據(jù)泵的設(shè)計參數(shù)(流量、揚程和轉(zhuǎn)速)，確定葉輪的幾何參數(shù)，如圖4所示，計算葉輪輪轂(I)直徑Dh的計算值取一般清水離心泵計算值的一半，葉片出口(6)寬度b2取常規(guī)離心泵計算值的1.5?2倍，比轉(zhuǎn)速小者，取大值。葉片前流線(7)、后蓋板流線(10)均向進口邊方向前伸，延伸至葉輪進口圓柱面(8)處，葉片進口邊(9)的軸面投影圖中的投影線與葉輪軸線夾角Y為90°。葉片進口(2)采用后掠形狀，即葉片后蓋板流線(10)比葉片前蓋板流線(7)向前延伸角度，葉片后掠角S為90°?150°，葉片包角Θ為300°?340°如圖2所示。該葉輪葉片進口邊的軸面投影圖與葉輪軸心線呈90°夾角，因此，其在同一平面上，如圖3所示。葉輪采用高扭曲結(jié)構(gòu)，葉片進口安放角約為10?20°，為了兼顧泵的效率，該角度可根據(jù)葉片進口安放角計算值調(diào)整。通過銑刀把葉片進口邊(9)銑平，則自然形成了切割刀(3)，如圖2和圖5所示，然后將葉片(4)經(jīng)過熱處理工藝，提高硬度、耐磨和抗撞擊性能。當大顆粒和長纖維等污水污物介質(zhì)從葉輪進口(2)進入，并經(jīng)過葉輪葉片進口(2)切割刀(3)時，可將污水介質(zhì)中大直徑固體顆粒切碎，長纖維切斷，使污水介質(zhì)能夠順利通過進入葉輪流道。該污水泵葉輪、切割一體化以及葉片的前伸，使得泵整體運行效率高、通過性和抗纏繞性能好，運行平穩(wěn)。
[0019]切割刀的葉片⑷刀口出口角度a = 10?20°，該尺寸可實現(xiàn)葉片的切割功能。
【權(quán)利要求】
1.一種半開式自切割無堵塞泵葉輪，其中該葉輪為兩葉片半開式，其特征在于:所述的葉輪在其葉片進口處設(shè)置有切割刀(3)用以切碎長纖維、大顆粒等雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種半開式自切割無堵塞泵葉輪，其特征在于:葉片出口(6)寬度為常規(guī)離心泵計算值的1.5?2倍，葉片進口邊(9)在葉輪進口圓柱面(8)處，葉片進口邊軸面投影圖中的投影線與葉輪軸線夾角Y為90°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種半開式自切割無堵塞泵葉輪，其特征在于:葉片進口邊(9)采用后掠形狀，即葉片后蓋板流線(10)比前蓋板流線(7)向前延伸角度δ為90°?150°，葉片包角Θ為300°?340°，該葉輪葉片進口邊在同一平面上，同時葉片(4)的進口采用高扭曲結(jié)構(gòu)，葉片(4)進口安放角取10?20°。
【文檔編號】F04D29/22GK203570668SQ201320647476
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】張德勝, 程成, 施衛(wèi)東, 邢津, 陳刻強, 王洪亮 申請人:江蘇大學(xué)