螺旋离心泵的设计

1、螺旋离心泵的特点

螺旋离心泵于20世纪60年代由秘鲁研究成功，当时是用来输送鱼类，后来用来输送固液两相流体，还可以用来排水和输送高乳度液体。为防止固态物质堵塞，使之顺利地流出，开(闭)式叶轮中带有扭曲的螺旋叶片，叶片的半径逐渐增大，形成螺旋形流道口壳体由吸入盖和涡壳两部分组成。吸人盖部分的叶轮，像螺杆泵一样，产生螺旋推进作用，涡壳部分的叶轮像一般离心泵产生离心作用。叶轮进口的锐角部分将杂物导向叶轮内，再利用螺旋作用使之沿轴线推进。这种泵像容积泵和离心泵的组合，故称为螺旋离心泵。图11一17是螺旋离心泵的叶轮形状。

图11一17 螺旋离心泵的叶轮形状

由于这种泵具有容积泵和离心泵两方面的作用，一与一般离心泵相比其有以下特点:

(1)无堵塞性能好

单(双)叶片形成的大通道，加仁进日导向和螺旋推进作用，使得这种泵的通过性能很好，可以输送含大颗粒及纤维物质的液体，输送的浓度比其他形式无堵塞泵高。

(2)无损性能好

固液两相流物质在这种泵中逐渐向前推进，流动方向无突然变化，因而流动平稳，对输送物料的破坏性比其他形式的无堵塞泵小，可以输送鱼虾、水果、番茄酱等。

（3)效率高

螺旋离心泵的效率比旋流泵高10%--20%;比普通杂质泵高5%一10%;和一般离心泵的效率差不多。

（4〕功率曲线比较平坦

(5)具有陡降的扬程曲线

(6)泵的吸入性能好 这种泵叶片前伸到吸人口，类似于轴流泵，即使产生局部汽蚀，泵仍能正常上作。

（7)可以抽送含气体的液体

当吸人微量气体时，泵的性能、振动、噪声不会发生变化，当含气量达到40%时，虽然会反复产生连续剧烈振动，但泵仍能运行。

（8)泵在小流量区运行会产生噪声和振动

当泵在从最高效率点流量到关死点区域附近运行时，会产生很大的噪声和振动。

（9)泵叶轮制造较困难

螺旋离心泵的应用正在扩大，除用来输送固液两相流体外，还可以输送私性流体.试验表明，雷诺数在3X 10³＜Re＜3X 10⁴范围内，螺旋离心泵和离心泵具有同样的效率，随着雷诺数减小，螺旋离心泵和离心泵相比较效率具有增高的趋势。

2、设计方法

叶轮轴面投影形状除转弯处曲率半径稍大外和一般离心泵相同。

3、叶片绘型

几何参数的选择和计算

螺旋离心泵过流部分的几何形状如图11-18所示。

图11一18 方格网保角变换法绘制螺旋离心泵叶片

1)叶轮毅锥角θ选择范围:θ=30°~70°,高比转速泵取小值。

2) 叶轮入口直径D_j

对吸入性能要求高的泵K₀取大值

3)叶轮外径。

由于杂质泵的叶轮出口宽度大，外径按一般清水泵计算或稍许增大即可。

4)叶轮出口宽度。为了提高泵的无堵塞性能，宽度应取较大值，一般取b2=0.3Dj左右。

5)叶轮轴向长度。I.的取值一般为

6)叶轮包角一般取ψ=150°~400°，双叶一片应取小值。

7)叶轮出口边倾斜角一般取a2=0°~20°

87叶片出口角一般取β=10°~20°

(2)绘型步骤

1)画轴面投影图。

2)分中间流线，为简单起见，可直接采用前后盖板两条流线设计。

3)对轴面流线分点。

4)在方格网展开图上画流线。

5)作轴面截线和木模截线，其方法和离心泵一样。

fi)作剪裁图、为清楚起见，图中只绘制工作面的平面投影图。

7)给出坐标尺寸。

t3)设计图例

图11一19是螺旋离心泵叶片模型图，流量Q=800 rn3/h，扬程H=26 m，转速n=960 r/min