CN203570668U - 一种半开式自切割无堵塞泵叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半开式自切割无堵塞泵叶轮。发明提供了一种半开式自切割无堵塞泵叶轮，该叶轮的特征在于：采用半开式双叶片结构，进口处中心轮毂约为一般叶轮轮毂直径的一半，叶片后盖板流线(10)向进口边方向延伸至进口图示位置处，叶轮叶片(4)入口由其自身结构自然形成切割刀(3)，刀口经热处理后坚硬，且具有自切割功能，长纤维、大颗粒等固体杂质从泵进口随流体流入时，在叶轮处受叶片前缘切割刀(3)的切割作用，将杂质切断割碎，从而减少流道的拥堵，提高纤维等固体缠绕物的通过能力。切割刀(3)以及大包角双叶片(4)的组合结构，使得泵整体运行效率高、通过性和抗缠绕性能好，运行平稳且切割功能结构简单、节能效果显著。

Description

一种半开式自切割无堵塞泵叶轮

技术领域

本发明涉及一种可以输送污水介质的无堵塞泵叶轮，特别涉及输送含有大直径颗粒、长纤维介质的泵叶轮设备，属于污水输送设备技术领域。

背景技术

目前，在泵抽送污水污物介质时，因介质中常常会夹杂各种大颗粒、长纤维如长塑料纤维、麻纤维等杂质，在输送时泵易出现堵塞问题，从而影响泵的通过性能和运行效率，降低泵的可靠性和使用寿命；叶轮缠绕时需停机处理，将使泵维修率提高，进而影响工作效率并耽误工业生产。因此，泵叶轮实现无堵塞和高效率运行是目前急需解决的关键技术。

目前市场上的污水泵的结构形式较多，常见的产品有双流道泵、宽叶轮出口污水泵以及带有切割装置的污水泵。(1)双流道泵。该泵从叶轮进口到叶轮出口为弯曲的流道，适合输送含大颗粒和含纤维物质的流体，这种叶轮十分厚重，且是一般叶轮的2～3倍重，浪费材料，泵运行的噪音和振动也相对较大，且不具有自切割功能。若介质中含有大颗粒和长纤维杂质，泵的流道也经常被堵塞，导致泵不能正常工作，甚至会烧毁电机。(2)宽叶轮出口污水泵。该泵通常在清水泵叶轮流道上进行改进设计，仅通过加大叶轮叶片流道宽度使其成为污水泵，这种泵运行效率相对较低，宽叶片出口导致大流量区功率超载，易烧毁电机，其叶片进口为普通清水泵设计方法，进口极易堵塞和缠绕，且无切割粉碎功能。(3)带有独立切割刀的污水泵。为了实现切割功能，在叶轮进口前部，单独安装切割刀片，虽然可以实现切割，但是结构复杂，增加了零件，切割刀在旋转过程中，也消耗较大功率，大幅增大轴功率，降低了泵运行效率；这种切割刀部件不易切割细长纤维，且易使纤维缠绕在刀口外缘处，堵塞泵叶轮进口流道，具有明显的缺陷，因此，目前尚未在污水泵上推广。

经检索，已公开的专利“一种半开式叶轮无堵塞切割泵”(申请号：201120437806.9)，其在半开式叶轮无堵塞泵进口处安装用于切碎杂物的切刀盘，用以切割大颗粒和长纤维等杂质，但安装该切刀盘装置，使泵结构变得复杂、成本增加，而且切刀盘装置需要消耗一部分功率，导致泵的效率、扬程以及流量下降，而且若是小口径泵，该切割装置本身亦阻塞了泵的通过能力，造成一定程度的堵塞；已公开专利“一种螺旋切割泵”(申请号：201120368996.3)，其在叶轮转动轴上安装螺旋切割刀，并在泵体进水口处固定导流切割筒，且导流切割筒上设有输送介质和杂物的通过孔，但如上所述安装切割刀装置使得泵结构复杂、成本增加等，而且虽然该泵可在一定颗粒范围内输送介质，使泵运行不易堵塞、不易磨损，但若颗粒粒径大于导流切割筒上的孔径时就会引起导流切割筒的堵塞，影响泵的通过性能和运行效率。

发明内容

为解决上述问题，本专利发明了一种高效具有自切割功能的无堵塞泵叶轮，切割刀和叶轮在结构上实现了一体化，不需要单独安装切割刀装置，提高了污水污物的通过能力和运行效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：无堵塞泵叶轮叶片为两叶片结构形式，叶片进口流道处中心轮毂直径约为常规清水泵叶轮的50％；叶轮采用为半开式叶轮，即无前盖板；叶片前、后盖板流线均向进口边方向前伸，叶片进口的轴面投影图中的投影线与轴线呈90度，叶片进口采用后掠形状，叶片后盖板流线比一般叶轮进口向前延伸的角度约90°～150°，且叶片包角在300°～340°范围。叶片前伸结构既可提高叶片的抗纤维缠绕能力，又为设计切割刀结构提供了条件。该半开式叶轮叶片在生产制造时，叶轮进口边由铣床加工，独特的叶轮叶片结构，使叶片进口加工后自然形成切割刀口，然后经过热处理等工艺提高叶片硬度，此时的叶片相当于圆周方向旋转的金属切割刀具。当污水泵高速运行时，叶片进口边缘即为高速旋转的切削刀口，当大颗粒和长纤维等物质随流体介质进入叶轮进口边缘时，叶片进口的切割刀口将长纤维切断，若大的固体颗粒进入时，切割刀可将大颗粒切碎为小颗粒，使进入叶轮的固体颗粒大小满足叶轮可以输送的颗粒大小范围，从而提高了该无堵塞泵叶轮输送含有大颗粒和长纤维物质的能力。

本发明的有益效果是，新型叶片实现了叶片前伸结构和切割的统一，使得泵整体运行效率高、通过性和抗纤维缠绕性能好，运行平稳。且该无堵塞泵叶轮具有自切割功能，可将大颗粒和长纤维等物质切割磨碎，以便于无堵塞泵的运输。

附图说明

图1为半开式自切割无堵塞泵叶轮三维线条图

图2为半开式自切割无堵塞泵叶轮俯视图

图3为半开式自切割无堵塞泵叶轮左视图

图4为叶片轴面投影图和等高线截线图

图5为叶轮切割刀局部放大图

图1中，1.叶轮轮毂，2.叶轮进口，3.切割刀，4.叶片，5.后盖板

图2中，δ为叶片后掠角，θ为叶片包角，图4中，6.叶片出口，7.叶片前盖板流线，8.叶片进口圆柱面，9.叶片进口边，10.叶片后盖板流线，D₂为叶轮进口直径，D_h为叶轮轮毂直径，D_j为叶轮出口直径，b₂为叶轮出口宽度，γ为叶片进口边轴面投影图中的投影线与叶轮轴线夹角

图5中，α为刀口出口角度

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

图1所示为半开式自切割叶轮，其主要包括叶轮轮毂(1)、叶轮进口(2)、切割刀(3)、叶片(4)、后盖板(5)等部件。泵与驱动电机轴相连接，安装于泵蜗壳中，当电机旋转时，带动叶轮旋转，可实现污水介质的输送。

叶轮采用半开式结构，其特征为仅有后盖板(5)，无前盖板。首先，根据泵的设计参数(流量、扬程和转速)，确定叶轮的几何参数，如图4所示，计算叶轮轮毂(1)直径D_h的计算值取一般清水离心泵计算值的一半，叶片出口(6)宽度b₂取常规离心泵计算值的1.5～2倍，比转速小者，取大值。叶片前流线(7)、后盖板流线(10)均向进口边方向前伸，延伸至叶轮进口圆柱面(8)处，叶片进口边(9)的轴面投影图中的投影线与叶轮轴线夹角γ为90°。叶片进口(2)采用后掠形状，即叶片后盖板流线(10)比叶片前盖板流线(7)向前延伸角度，叶片后掠角δ为90°～150°，叶片包角θ为300°～340°如图2所示。该叶轮叶片进口边的轴面投影图与叶轮轴心线呈90°夹角，因此，其在同一平面上，如图3所示。叶轮采用高扭曲结构，叶片进口安放角约为10～20°，为了兼顾泵的效率，该角度可根据叶片进口安放角计算值调整。通过铣刀把叶片进口边(9)铣平，则自然形成了切割刀(3)，如图2和图5所示，然后将叶片(4)经过热处理工艺，提高硬度、耐磨和抗撞击性能。当大颗粒和长纤维等污水污物介质从叶轮进口(2)进入，并经过叶轮叶片进口(2)切割刀(3)时，可将污水介质中大直径固体颗粒切碎，长纤维切断，使污水介质能够顺利通过进入叶轮流道。该污水泵叶轮、切割一体化以及叶片的前伸，使得泵整体运行效率高、通过性和抗缠绕性能好，运行平稳。

切割刀的叶片(4)刀口出口角度α＝10～20°，该尺寸可实现叶片的切割功能。

Claims (3)

1.一种半开式自切割无堵塞泵叶轮，其中该叶轮为两叶片半开式，其特征在于：所述的叶轮在其叶片进口处设置有切割刀(3)用以切碎长纤维、大颗粒等杂质。 

2.如权利要求1所述的一种半开式自切割无堵塞泵叶轮，其特征在于：叶片出口(6)宽度为常规离心泵计算值的1.5～2倍，叶片进口边(9)在叶轮进口圆柱面(8)处，叶片进口边轴面投影图中的投影线与叶轮轴线夹角γ为90°。 

3.如权利要求1所述的一种半开式自切割无堵塞泵叶轮，其特征在于：叶片进口边(9)采用后掠形状，即叶片后盖板流线(10)比前盖板流线(7)向前延伸角度δ为90°～150°，叶片包角θ为300°～340°，该叶轮叶片进口边在同一平面上，同时叶片(4)的进口采用高扭曲结构，叶片(4)进口安放角取10～20°。 

Images