专利名称：一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮的制作方法
技术领域：
本发明是一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮，叶轮设计比转数小于80，叶片数等于或大于3片，且叶片为圆柱叶片，叶片进出口的轴向宽度相同，可用于配套干式三相异步干式电动机或者潜水电机，属于通用机械产品制造技术领域。
背景技术：
低比转数离心泵具有小流量、高扬程的特点，广泛应用于农业、矿业、化工等行业。低比转数离心泵叶轮具有叶片出口宽度较小、叶轮外径较大、流道窄而长的几何形状特点。一般而言，泵内的损失主要有机械损失、容积损失和水力损失，对于低比转数离心泵而言，机械损失主要是圆盘摩擦损失，与叶轮外径和出口宽度有关；而容积损失主要是口环处的间隙泄漏损失及类似隔舌处的环流损失，一般不大；最后就是水力损失，分为沿程水力损失、撞击损失以及漩涡损失等，由于低比转数离心泵中的流体沿着叶轮进口到出口处的相对速度不断增加，有可能在泵内造成漩涡，为了提高低比数离心泵的效率，需要降低低比转数离心叶轮的水力损失。由于低比转数离心泵叶片的出口宽度，叶轮外径，轴面流道的形状，决定了叶轮内的水力损失较大，造成低比转数叶轮离心泵的效率较低，浪费能源。
发明内容
为了提高低比转数叶轮的效率，减小叶轮内的水力损失，本发明提供了一种表面有沟槽结构的低比转数叶轮，从而减小叶轮流道中产生的漩涡流动损失以及叶轮表面的湍流流动造成的摩擦阻力。叶轮表面的条纹沟槽与垂直沟槽方向流动的液流有反作用力，从而抑制了液流中不稳定流动的液流强度，减小叶轮表面的湍能摩擦阻力，从根本上讲是减少了湍流流动的能耗，从而达到提高叶轮的工作效率。同时，由于叶轮表面湍流流动的减弱，也起到了减震降噪的作用，节约了能源，提高了整泵的使用寿命。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:改变叶轮光滑平顺的表面，在叶轮的压力面和吸力面通过铸造或者加工的方法制造出一系列V型沟槽，沟槽深度为2-4mm，具体加工深度根据叶轮的整体尺寸决定。叶轮表面的V型沟槽可采用先按正常的工艺铸造出叶轮的前盖板，叶片和后盖板一起铸造成型，对叶片表面单独进行加工，保证沟槽的表面具有较小的粗糙度，再通过焊接方法把前盖板与叶片连在一起。对叶轮来说，必须是圆柱叶片，而且要保证叶片从进口到出口宽度要相等，否则很难加工。通过并不复杂的工艺，且没有增加过多的加工成本，即可以降低流道内的漩涡强度，减少叶片表面的湍动能损失，提高低比转数泵的效率，并实现降噪减震的效果，既考虑到了经济性，又保证了实用性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。附图1是未采用本发明的常用低比转数泵实例的主剖视图:图中1.泵座，2.第一级叶轮的进水口，3.第一级叶轮，4.第一级导叶体，5.第二级叶轮，6.出水蜗壳，7.角接触球轴承，8.转子，9.轴，10.深沟球轴承，11.泵的出水口。传统的低比转数泵的效率较低，且叶轮流道相对于高比转数泵的叶轮要狭长些，因此，同等流量流速更大，叶轮内损失更大，造成的噪声振动对泵的正常运行有一定的危害。附图2是未采用本发明的低比速叶轮零件三维模型。附图3是未采用本发明的低比速叶轮零件中叶片和后盖板三维模型。附图4是采用本发明的低比速叶轮的叶片截面图。附图5是采用本发明的低比速叶轮零件中叶片和后盖板三维模型。
具体实施例方式对于本发明的新型叶轮，先通过铸造得到叶片和后盖板的整体结构，再通过数控铣床在叶片的工作面和背面加工出如附图4所示的V型沟槽，沟槽的夹角为60 °，沟槽的高度为2-4mm。再把前盖板和叶片与后盖板的整体结构焊接在一起。最后对叶轮外表面作精加工，用车床加工保证口环精度，做如附图5所示的键槽。通过上述的方法，加工得到带有新型沟槽结构的低比转数叶轮，由于叶轮只是叶片表面和传统低比转数叶轮有所不同，而叶轮轮毂及前后盖板并没有相应的变化，因此在安装时还是按照和传统叶轮相同的方法安装。这种新型低比转数叶轮，并没有增加过多的加工成本，得到了效率更高的新型叶轮，同时对于振动噪声方面的影响和整泵的使用寿命具有积极的意义。
权利要求
1.一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮结构，其配套电动机是干式三相异步电动机或潜水电机。其创新在于通过加工或者铸造的方法在叶片压力面、吸力面上制造一系列的沟槽，沟槽角度60°，沟槽深度为2-4毫米。
全文摘要
本发明是一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮，配套干式三相异步电动机或者潜水电动机。其创新在于通过加工或者铸造的方法在叶片压力面、吸力面上制造一系列的沟槽，沟槽角度60度，沟槽深度为2-4毫米。本发明的有益效果是减弱叶轮流道内的漩涡强度，减少这种低比数叶轮的表面的湍能损失，从而对提高低比转数泵的效率，节约能源以及减震降噪有一定的积极的作用。
文档编号F04D29/22GK103195744SQ20131013523
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者曹卫东, 代珣 申请人:江苏大学
技术领域：
本发明是一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮，叶轮设计比转数小于80，叶片数等于或大于3片，且叶片为圆柱叶片，叶片进出口的轴向宽度相同，可用于配套干式三相异步干式电动机或者潜水电机，属于通用机械产品制造技术领域。
背景技术：
低比转数离心泵具有小流量、高扬程的特点，广泛应用于农业、矿业、化工等行业。低比转数离心泵叶轮具有叶片出口宽度较小、叶轮外径较大、流道窄而长的几何形状特点。一般而言，泵内的损失主要有机械损失、容积损失和水力损失，对于低比转数离心泵而言，机械损失主要是圆盘摩擦损失，与叶轮外径和出口宽度有关；而容积损失主要是口环处的间隙泄漏损失及类似隔舌处的环流损失，一般不大；最后就是水力损失，分为沿程水力损失、撞击损失以及漩涡损失等，由于低比转数离心泵中的流体沿着叶轮进口到出口处的相对速度不断增加，有可能在泵内造成漩涡，为了提高低比数离心泵的效率，需要降低低比转数离心叶轮的水力损失。由于低比转数离心泵叶片的出口宽度，叶轮外径，轴面流道的形状，决定了叶轮内的水力损失较大，造成低比转数叶轮离心泵的效率较低，浪费能源。
发明内容
为了提高低比转数叶轮的效率，减小叶轮内的水力损失，本发明提供了一种表面有沟槽结构的低比转数叶轮，从而减小叶轮流道中产生的漩涡流动损失以及叶轮表面的湍流流动造成的摩擦阻力。叶轮表面的条纹沟槽与垂直沟槽方向流动的液流有反作用力，从而抑制了液流中不稳定流动的液流强度，减小叶轮表面的湍能摩擦阻力，从根本上讲是减少了湍流流动的能耗，从而达到提高叶轮的工作效率。同时，由于叶轮表面湍流流动的减弱，也起到了减震降噪的作用，节约了能源，提高了整泵的使用寿命。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:改变叶轮光滑平顺的表面，在叶轮的压力面和吸力面通过铸造或者加工的方法制造出一系列V型沟槽，沟槽深度为2-4mm，具体加工深度根据叶轮的整体尺寸决定。叶轮表面的V型沟槽可采用先按正常的工艺铸造出叶轮的前盖板，叶片和后盖板一起铸造成型，对叶片表面单独进行加工，保证沟槽的表面具有较小的粗糙度，再通过焊接方法把前盖板与叶片连在一起。对叶轮来说，必须是圆柱叶片，而且要保证叶片从进口到出口宽度要相等，否则很难加工。通过并不复杂的工艺，且没有增加过多的加工成本，即可以降低流道内的漩涡强度，减少叶片表面的湍动能损失，提高低比转数泵的效率，并实现降噪减震的效果，既考虑到了经济性，又保证了实用性。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。附图1是未采用本发明的常用低比转数泵实例的主剖视图:图中1.泵座，2.第一级叶轮的进水口，3.第一级叶轮，4.第一级导叶体，5.第二级叶轮，6.出水蜗壳，7.角接触球轴承，8.转子，9.轴，10.深沟球轴承，11.泵的出水口。传统的低比转数泵的效率较低，且叶轮流道相对于高比转数泵的叶轮要狭长些，因此，同等流量流速更大，叶轮内损失更大，造成的噪声振动对泵的正常运行有一定的危害。附图2是未采用本发明的低比速叶轮零件三维模型。附图3是未采用本发明的低比速叶轮零件中叶片和后盖板三维模型。附图4是采用本发明的低比速叶轮的叶片截面图。附图5是采用本发明的低比速叶轮零件中叶片和后盖板三维模型。
具体实施例方式对于本发明的新型叶轮，先通过铸造得到叶片和后盖板的整体结构，再通过数控铣床在叶片的工作面和背面加工出如附图4所示的V型沟槽，沟槽的夹角为60 °，沟槽的高度为2-4mm。再把前盖板和叶片与后盖板的整体结构焊接在一起。最后对叶轮外表面作精加工，用车床加工保证口环精度，做如附图5所示的键槽。通过上述的方法，加工得到带有新型沟槽结构的低比转数叶轮，由于叶轮只是叶片表面和传统低比转数叶轮有所不同，而叶轮轮毂及前后盖板并没有相应的变化，因此在安装时还是按照和传统叶轮相同的方法安装。这种新型低比转数叶轮，并没有增加过多的加工成本，得到了效率更高的新型叶轮，同时对于振动噪声方面的影响和整泵的使用寿命具有积极的意义。
权利要求
1.一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮结构，其配套电动机是干式三相异步电动机或潜水电机。其创新在于通过加工或者铸造的方法在叶片压力面、吸力面上制造一系列的沟槽，沟槽角度60°，沟槽深度为2-4毫米。
全文摘要
本发明是一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮，配套干式三相异步电动机或者潜水电动机。其创新在于通过加工或者铸造的方法在叶片压力面、吸力面上制造一系列的沟槽，沟槽角度60度，沟槽深度为2-4毫米。本发明的有益效果是减弱叶轮流道内的漩涡强度，减少这种低比数叶轮的表面的湍能损失，从而对提高低比转数泵的效率，节约能源以及减震降噪有一定的积极的作用。
文档编号F04D29/22GK103195744SQ20131013523
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月9日 优先权日2013年4月9日
发明者曹卫东, 代珣 申请人:江苏大学
再多了解一些
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