專利名稱：一種整體鑄造式葉輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及離心泵技術領域，特別涉及一種整體鑄造式葉輪。
背景技術：
傳統的離心泵運行時，葉輪內液體流動產生的漩渦是引起水力損失的最主 要因素之一。如圖1所示，粘性摩擦滯止流體的向前運動，而且壓力也阻擋流
體前進，流體質點不斷減速，并終于在s點停了下來。停下來的流體在s點發
生堆積，同時由于K點壓力高于S點壓力，在逆壓梯度作用下流體發生倒流， 由K點流向S點并在來流沖擊下又回過頭來順流而去，這樣在S點附近形成 一個明顯可見的大漩渦。這個漩渦把邊界層和葉片背面自S點分離開來，這就 叫邊界層的分離。邊界層離開葉片背面后在外流的攜帶下漂向下游，和后面的 流體混合在一起形成一個漩渦區，稱為尾渦區。由于尾渦區的出現，將引起運 動葉片很大的尾渦阻力，它等于作用在葉片表面上的壓力在來流方向上投影的 總和。在運葉片的粘性阻力中，當邊界層未分離時是以磨擦阻力為主，但是 一旦發生了邊界層的分離尾渦阻力就變得突出起來，其大小可高達磨擦阻力的 幾十倍。由此可見，設計出一種能消除尾渦阻力的整體鑄造式葉輪顯得尤為重 要。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種整體鑄造式葉輪，該整體鑄造
式葉輪具有非常好的消除尾渦阻力效果。
本實用新型所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現-一種整體鑄造式葉輪，包括與泵軸鍵連接的葉輪轂和均布于葉輪轂正壓面
上的若干葉片，其特征在于，還包括數量與葉片數量相等的導流葉片，所述每
一導流葉片的壓力面與所述對應葉片的吸力面之間具有狹縫；所述導流葉片與
葉輪轂一體式鑄造。所述導流葉片的壓力面與所述對應的葉片的吸力面之間的狹縫寬度為
3-8mm。該狹縫長為5~10mm。
本實用新型導流葉片的入流端的厚度大于出流端的厚度，優選方案是出流 端的厚度接近于0。
在實踐過程中發現，所述導流葉片3的進口安放角取為與傳統水力設計一 致，將主要提高泵的效率約5 10%;導流葉片的進口安放角設計比傳統水力 設計大6 12。時，則泵運行最佳工況點偏于大流量點，效率相比較傳統水力最 佳工況提高約5 10%。因此本實用新型導流葉片的進口安放角為20-35°。
本實用新型將傳統葉片水力設計分為葉片和導流葉片，利用主流本身的能 量經過狹縫將壓力面的高壓流體引到吸力面的阻滯區，對邊界層中阻滯了的流 體供給附加的能量，從而防止邊界層流動的分離現象。在導流葉片上形成的邊 界層在還未分離時就被帶到主流中去了，而從葉片的入流端開始，形成一新的 邊界層，在較有利的條件下，此種新邊界層將一直持續到葉片的出流端尾緣而 不分離，從而有效地提高了同一工況下葉輪的效率。
圖1是現有離心泵葉輪的葉片吸力面形成尾渦區的示意圖。
圖2是本實用新型整體鑄造式葉輪的工作原理示意圖。
圖3是本實用新型整體鑄造式葉輪一個優選例的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白 了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
參看圖2， 一種整體鑄造式葉輪，包括與泵軸鍵連接的葉輪轂1和均布于 葉輪轂1正壓面上的四塊葉片2。當然葉片2的數量也不局限于四塊，可以為 其它數量，這主要是根據離心泵的設計要求來設置的。葉片2在葉輪轂1的位 置以及葉片2的形狀與大小與現有的整體鑄造式葉輪沒有什么區別，這一點不 是本實用新型的重點，對于本領域技術人員來說是非常熟知的，因此在此不作 詳細描述。作為整體鑄造式葉輪還包括一前蓋板3，該前蓋板3是通過從葉輪轂1背壓面旋入的四顆螺釘固定在葉輪轂1上。
本實用新型的整體鑄造式葉輪可以做成全開式或半開式的，為翻砂鑄造葉
輪，其包括與四塊葉片2相對應的四個導流葉片4。
四個導流葉片4均布在葉輪轂1上，每一個導流葉片4位于對應的葉片2 入流端21的內側，參見圖2，導流葉片4的壓力面413與對應的葉片2的吸力 面23之間具有一定的狹縫5，狹縫5寬度為3-8mm，該狹縫長為5 10mm。設 置該狹縫5后，利用主流本身的能量經過狹縫5將壓力面的高壓流體引到葉片 2吸力面23的阻滯區，對邊界層中阻滯了的流體供給附加的能量，從而防止邊 界層流動的分離現象。在導流葉片4上形成的邊界層在還未分離時就被帶到主 流中去了，而從葉片2的入流端21開始，形成一新的邊界層，在較有利的條 件下，此種新邊界層將一直持續到葉片2的出流端22尾緣而不分離，從而有 效地提高了同一工況下葉輪的效率。
導流葉片4的形狀為類似流線型的機翼形狀，壓力面413為流線型，吸力 面414接近一平面，導流葉片4的入流端411的厚度大于出流端412的厚度， 優選方案是出流端412的厚度接近于0。
在實踐過程中發現，導流葉片4的進口安放角取為與傳統水力設計一致， 將主要提高泵的效率約5 10%;導流葉片4的進口安放角設計比傳統水力設 計大6 12°時，則泵運行最佳工況點偏于大流量點，效率相比較傳統水力最佳 工況提高約5 10%。因此本實用新型導流葉片4的進口安放角為20-35°。
參考圖2，本實用新型將傳統葉片水力設計分為葉片2和導流葉片4，利 用主流本身的能量經過狹縫5將壓力面的高壓流體引到吸力面的阻滯區，對邊 界層中阻滯了的流體供給附加的能量，從而防止邊界層流動的分離現象。在導 流葉片4的A—B段上形成的邊界層在還未分離時就被帶到主流中去了，而從 C點開始，形成一新的邊界層，在較有利的條件下，此種新邊界層將一直持續 到尾緣(D點后)而不分離。
從表1可以了解應用于本實用新型的整體鑄造式葉輪的XA40 / 32型泵產 品在2900r/min轉速下的效率在不同工礦點的效率都明顯提高。
表1泵產品技術改進前后性能數據對比XA40 / 32型泵改進前 XA40 / 32型泵改進后
工 況 點流量 m3/h揚程 m轉速 r / min效率 %工 況 點流量 m3/h揚程 m轉速 r / min效率
10145.298010143.5480
27.872143.15514.4213.475141.16425.8
13.964142.0323.1321.27614U5435.8
42U76141.4531.3423.992140.93738.4
25.306140.80335.127.328140.28541.2
627.879139.81638.3630.605139.05543.5
731.767137.5022卯039.5733.358137.42645.1
834.566135.65841.1835.191136.729290046.1
936.133134.35841.8936.946135.25646.8
1037.617132.426421038.378134.07147.3
1139.401129.1241.71142,083131.84648.9
1242.323115.6437.81245.741129.62750
1345.5194.13933.21348.977126.88250.5
1446.94486.05231.81452.479123.23850.8
151555.23119.64151.3
161660.636112.70350.5
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優 點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實 施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神 和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要 求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及 其等同物界定。
權利要求1. 一種整體鑄造式葉輪，包括與泵軸鍵連接的葉輪轂和均布于葉輪轂正壓面上的若干葉片，其特征在于，還包括數量與葉片數量相等的導流葉片，所述每一導流葉片的壓力面與所述對應葉片的吸力面之間具有狹縫；所述導流葉片與葉輪轂一體式鑄造。
2. 根據權利要求1所述的一種整體鑄造式葉輪，其特征在于，所述導流葉 片設置于葉輪轂上且位于所述葉片入流端的內側。
3. 根據權利要求1所述的一種整體鑄造式葉輪，其特征在于，所述導流葉 片的壓力面與所述對應的葉片的吸力面之間的狹縫寬度為3-8mm,該狹縫長 為5 10mm。
4.根據權利要求1所述的一種整體鑄造式葉輪，其特征在于，所述導流 葉片的入流端的厚度大于出流端的厚度。
5. 根據權利要求4所述的一種整體鑄造式葉輪，其特征在于，所述導流葉 片的出流端的厚度接近于O。
6. 根據權利要求1所述的一種整體鑄造式葉輪，其特征在于，所述導流葉 片的進口安放角為20-35°。
專利摘要本實用新型公開一種整體鑄造式葉輪，包括與泵軸健連接的葉輪轂和均布于葉輪轂正壓面上的若干葉片，其特征在于，還包括數量與葉片數量相等的導流葉片，所述每一導流葉片的壓力面與所述對應葉片的吸力面之間具有狹縫；該狹縫寬度為3-8mm，長為5～10mm。所述導流葉片與葉輪轂一體式鑄造。采用以上技術方案后，有效地防止了邊界層流動的分離。在導流葉片上形成的邊界層在還未分離時就被帶到主流中去了，然后形成一新的邊界層。所以該離心泵消除尾渦阻力效果較好。
文檔編號F04D29/18GK201250795SQ200820153169
公開日2009年6月3日 申請日期2008年9月18日 優先權日2008年9月18日
發明者劉衛偉, 吳永旭, 文 見, 陳紅勛 申請人:上海東方泵業(集團)有限公司