本實用新型涉及塑料離心泵的改進,通過改進提升泵的效率2~4%左右,屬機械行業(yè)。
背景技術(shù):
塑料離心料漿泵是一種廣泛應用于化工、環(huán)保、冶煉、電力、非金屬礦產(chǎn)加工等工業(yè)領(lǐng)域的輸送漿體的輸送泵,具有耐化學性好、防腐的優(yōu)點,尤其是超高分子量聚乙烯材質(zhì)的離心泵,還具有極好的耐磨性能,因此可以用于輸送腐蝕性、磨蝕性很強的料漿、礦漿等。而且全國用量極大,保守估計在崗運行有200萬臺左右,每年市場的銷量有近20萬臺左右。超高分子量聚乙烯材質(zhì)的離心泵雖然防腐性、耐磨性極好,但還是有效率低、強度低、耐溫性差的弱點,尤其是效率比金屬泵要低8~12%左右。產(chǎn)生效率低的原因是多方面的,有葉輪成型工藝問題造成的葉輪葉片曲線達不到高效率的要求,影響泵效率;也有過流材料因是塑料,塑性大,產(chǎn)生的熱脹冷縮,進而產(chǎn)生泵容積效率的降低而影響泵效率的問題;還有因塑料葉輪葉片形態(tài)設(shè)計不合理引起的泵效率低下的問題。上述因素中塑料離心泵葉輪的葉片的因素影響泵效率在2~6%左右。
塑料葉輪影響泵效率的主因:金屬葉輪的葉片因是金屬,強度高,可以加工成厚度薄的葉片,葉型好,因此效率高;而塑料葉輪的葉片,因強度低、耐溫性差,因此只能制作較厚的葉片,才能提升葉片的強度,同時也延長葉輪的抗磨壽命;否則塑料葉輪如果加工成金屬葉輪同樣的薄葉片,會因強度不夠使葉輪的使用壽命縮短。如圖1~3所示,塑料葉輪1的葉片1.1增厚,使得葉輪內(nèi)弧面處的尾葉片1.1.1增長,改變了葉輪葉片出液口處的導向角的角度,使葉輪出液口的液體改變了流速與流向,與泵殼2泵腔內(nèi)流體2.1的流向產(chǎn)生沖突,使泵蝸殼腔內(nèi)的流體產(chǎn)生蝸流區(qū)2.1.1,進而產(chǎn)生逆流區(qū)、緩流區(qū),進而使泵內(nèi)的流體的流阻增加,使泵效率下降。因此在塑料泵的葉輪厚度(強度)與泵的效率之間難以找到兩全其美的解決方案,即:葉片厚了會造成泵的效率低,葉片薄了會造成泵的使用壽命短。
業(yè)內(nèi)也有人用在葉輪葉片中加設(shè)金屬預埋件,通過增加葉片的鋼性強度,進而達到減少塑料葉輪葉片的厚度、提升泵效率的目的,但增加了葉輪成型制作的難度,會大幅度降低產(chǎn)品的成品率、提高生產(chǎn)成本,因此塑料泵面市數(shù)十年來,該技術(shù)也未得到廣泛的推廣應用。
綜上所述,在塑料離心泵的效率提升方面,還有改良提升的空間。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種無需利用加設(shè)金屬預埋件減少葉輪葉片厚度,葉片強度大,制作成本低,成本率高,并可提高離心泵2%~4%的效率。為實現(xiàn)本實用新型目的,提供了以下技術(shù)方案:一種塑料離心泵,包括泵殼、主軸、主軸上的軸密封、軸承座以及安裝于主軸端部位于泵殼蝸殼腔內(nèi)的葉輪,葉輪包括葉輪幅板、葉輪幅板上的葉輪葉片,其特征在于葉輪葉片尾部的內(nèi)彎側(cè)切設(shè)有讓甩出葉輪流道出液口的流體流向角度變大,使流體從葉輪流道出液口朝泵蝸殼流道出液口方向順向流動的傾斜導流角。
作為優(yōu)選,傾斜導流角最末端的端點沿弧面的切線與端點和葉輪中心連成的軸線的角度為10~40度。
作為優(yōu)選,葉片外側(cè)面最末端的端點與傾斜導流角最末端的端點的直線距離小于等于30mm。
作為優(yōu)選,傾斜導流角為圓弧形。
作為優(yōu)選,葉輪幅板內(nèi)設(shè)置有金屬預埋件。
作為優(yōu)選,葉輪材質(zhì)為塑料、陶瓷或碳化硅。
作為優(yōu)選,葉輪為開式葉輪或帶口環(huán)半開式葉輪或閉式葉輪。
作為優(yōu)選,塑料為超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯或尼龍。
作為優(yōu)選,塑料離心泵為全塑型或襯塑型。
本實用新型有益效果:本實用新型不改變塑料葉輪葉片的厚度、強度,只改變?nèi)~輪葉片尾部的形態(tài),進而改變流體的方向,再進而減少泵腔內(nèi)蝸流區(qū)、逆流區(qū)、緩流區(qū)的生成或和擴大,減少流體的對流性沖擊,提升泵的效率。通過本實用新型對葉輪尾角的改進,能提升塑料離心泵的效率2~4%左右,從而節(jié)能4~8%左右。由于塑料離心泵在我國工業(yè)領(lǐng)域中用(存)量很大,因此此項改進能為國內(nèi)的工業(yè)企業(yè)節(jié)約大量能源,對社會經(jīng)濟有極好的經(jīng)濟效益和節(jié)能作用。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)葉輪的正視圖。
圖2為圖1中A部的局部放大圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)葉輪在泵殼腔體中運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生渦流的示意圖。
圖4為本實用新型塑料離心泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的A-A向剖視圖。
圖6為本實用新型塑料葉輪葉片上帶傾斜導流角的示意圖。
圖7為圖6中A部的局部放大圖。
圖8為圖7中葉片傾斜角的另一種表現(xiàn)形式。
圖9為圖7中葉片傾斜角的另一種表現(xiàn)形式。
圖10為開式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11為帶口環(huán)的開式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為閉式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13為圖1的軸測圖。
圖14為圖6的軸測圖。
圖15為現(xiàn)有技術(shù)的帶口環(huán)的開式葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為圖11的軸測圖。
具體實施方式
實施例1:如圖4~7,一種塑料離心泵,包括泵殼2、主軸5、主軸5上的軸密封6、軸承座4以及安裝于主軸5端部位于泵殼5蝸殼腔內(nèi)的葉輪1,葉輪1包括葉輪幅板1.2、葉輪幅板1.2上的葉輪葉片1.1,葉輪葉片1.1尾部的內(nèi)彎側(cè)切設(shè)有讓甩出葉輪流道出液口1.2的流體流向角度變大,使流體從葉輪流道出液口1.2朝泵蝸殼流道出液口方向順向流動的傾斜導流角1.1.1。傾斜導流角1.1.1最末端的端點B沿弧面的切線與端點B和葉輪1中心O連成的軸線的角度E為10~40度。葉片1.1外側(cè)面最末端的端點C與傾斜導流角1.1.1最末端的端點B的直線距離D小于等于30mm。
在本實施例中,設(shè)置傾斜導流角的作用:是讓被輸送的液體,在旋轉(zhuǎn)葉輪的離心作用下,通過葉輪葉片的離心推力甩出葉輪出口,進入泵蝸殼流道2.1時的流向改變,讓甩出葉輪出液口的流體盡量朝泵出液口方向順向流動,減少葉輪出液口流體對泵蝸殼內(nèi)流體的逆向沖擊,進而減少因流體逆向沖擊或存在的緩流、蝸流區(qū)所消耗泵的功率,再進而提升泵的效率。
在現(xiàn)有技術(shù)中,業(yè)內(nèi)人員為了增加塑料葉輪的耐磨壽命和葉輪強度,用增厚葉輪葉片的方法來達到上述目的,而葉輪葉片加厚,葉片1.1的尾部尖角1.1.1也會隨之延長,進而導致葉片的內(nèi)弧線的弧度縮小,使葉片內(nèi)弧更彎曲,彎曲的葉片內(nèi)弧又進而對流體產(chǎn)生阻流作用,這種阻流作用又進而使葉輪流道中的流體運行狀況改變,即:使葉輪葉片的尾角部位的內(nèi)側(cè),會因壓力相對低于泵殼流道內(nèi)的流體壓力而產(chǎn)生蝸流區(qū)2.1.1,蝸流進入泵蝸殼后又進而產(chǎn)生局部的逆流區(qū)和緩流區(qū),即局部流體的流向與泵的出液口方向相反。上述情況就造成了泵的效率降低,降低的幅度根據(jù)葉輪葉片葉型的不同而不同,一般會在2~4%之間。
本實施例1中所述的塑料泵殼、泵蓋,可以是全塑或襯塑的任何一種或兩種的復合。
葉輪葉片為塑料,塑料可以為超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯、尼龍等材料,優(yōu)選超高分子量聚乙烯材料。
本實用新型中所述葉輪尾部位置的傾斜導流角1.1.1,也可以設(shè)置為斜坡形(如圖7、8)、圓弧形(如圖9)等形態(tài)。
本實用新型中所述葉輪包括開式塑料葉輪(如圖10),帶口環(huán)的半開式塑料葉輪(如圖11)及閉式葉輪(如圖12)。
本實用新型中所述葉輪尾部位置的傾斜導流角1.1.1,也可以設(shè)置應用于陶瓷類非金屬離心泵,例如氧化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷等離心泵,也有同樣提升泵效率的作用。
實施例2:參照實施例1,如圖4~12所示,離心泵的揚程、流量、通徑等性能參數(shù),根據(jù)需要任意選擇。再選取500萬分子量的超高分子聚乙烯作原料,用模壓成型的方法制作成鋼襯塑的泵殼2、泵蓋3、葉輪1,再在葉輪1的葉片1.1尾部切削加工導流斜角1.1.1,各部件修去毛邊,再與已加工好的主軸、軸密封、軸承座等泵組件,用常規(guī)的方法裝配,再與電機、底座組裝成塑料離心泵整機,通過調(diào)試、油漆、包裝等工序,即可得到效率比常規(guī)塑料離心泵高2~4%左右的改良型塑料離心泵。
在本實施例中所選取的葉輪可以為開式塑料葉輪(如圖10),帶口環(huán)的半開式塑料葉輪(如圖11)及閉式葉輪(如圖12)。
本實施例中所述的葉輪葉片上的傾斜導流角可以用機加工的方法成型,也可以開制金屬模具用模壓一次成型的方法成型。
實施例3:參照實施例2,葉輪與泵殼、泵蓋過流材質(zhì)可選用陶瓷、碳化硅。