一種礦山排水離心泵導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方法，特別設(shè)及一種礦山排水離屯、累導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦山排水累是礦山排水、排出礦山涌水的重要設(shè)備。由于大氣降水、地表水、地下 水、和生產(chǎn)用水的存在，開發(fā)礦藏時(shí)會(huì)有大量的水流入礦井，行業(yè)內(nèi)稱為礦井涌水量，一般 情況下可W達(dá)到采掘礦量的數(shù)十倍之多。季節(jié)對(duì)涌入量有著直接的影響，在雨量充沛時(shí)期， 涌水量最高可W超過正常涌水量的Ξ倍之多。排水費(fèi)用幾乎占到了采掘總成本的兩成。
[0003] 為了防止發(fā)生水災(zāi)事故，礦場(chǎng)場(chǎng)面和井下均須要布置良好的排水設(shè)備。為了及時(shí) 有效地排出礦井積水，必須安裝多套排水累，而且對(duì)排水累的工作能力要求很高，須要能夠 在盡可能短的時(shí)間內(nèi)排出礦井一晝夜的最大涌水量。
[0004]目前，礦山主排水累和區(qū)域水累均采用多級(jí)離屯、累。離屯、累最主要的過流部件為 葉輪和導(dǎo)葉，葉輪主要是使液流擁有足夠的能量達(dá)到要求的揚(yáng)程，導(dǎo)葉則是將液體動(dòng)能轉(zhuǎn) 換成為壓能同時(shí)消除流動(dòng)環(huán)量，就保證性能、提高效率而言，導(dǎo)葉的作用是非常重要的。
[0005] 目前大量使用的礦山排水累就水力設(shè)計(jì)方面而言，仍有諸多可W改進(jìn)的地方。由 于工作環(huán)境的特殊性，礦井積水中往往含有較多泥沙和礦石顆粒，盡管會(huì)有設(shè)備在排水前 過濾掉運(yùn)些成分，但是難免會(huì)有過濾不掉的固液兩相混合物流入排水累，造成累內(nèi)流道磨 損，性能受到影響，效率降低，震動(dòng)變強(qiáng)，噪聲增大，運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)而影響使用壽命，威脅生 產(chǎn)安全。
[0006] 鑒于W上原因，本發(fā)明人在此提出一種全新的礦山排水離屯、累導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方 法，一方面完善了現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案，另一方面更加充分的考慮了礦山排水累的工作環(huán)境，針對(duì) 其工作的特殊性和實(shí)踐中容易出現(xiàn)的問題對(duì)設(shè)計(jì)公式做了大量的優(yōu)化和精確化。本發(fā)明能 夠確保導(dǎo)葉運(yùn)一重要的過流部件高效、穩(wěn)定地工作，增強(qiáng)其對(duì)惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力。
[0007] 發(fā)明目的
[0008] 由于工作環(huán)境的特殊性，礦井積水中往往含有較多泥沙和礦石顆粒，盡管會(huì)有設(shè) 備在排水前過濾掉運(yùn)些成分，但是難免會(huì)有過濾不掉的固液兩相混合物流入排水累，造成 累內(nèi)流道磨損，性能受到影響，效率降低，震動(dòng)變強(qiáng)，噪聲增大，運(yùn)行不穩(wěn)定，進(jìn)而影響使用 壽命，威脅生產(chǎn)安全。本發(fā)明的目的在于提出一種全新的礦山排水離屯、累導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方 法，有效降低上述實(shí)際問題的嚴(yán)重性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明充分考慮了惡劣工作環(huán)境對(duì)礦山排水離屯、累導(dǎo)葉的影響，改善了導(dǎo)葉設(shè)計(jì) 所需參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，W保證其優(yōu)良的工作性能。
[0010]目的所采用的技術(shù)方案是：
[0011] (1).首先確定導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度以然后依次確定其余重要的設(shè)計(jì)參數(shù)
[0012]
(巧
[001引 式中
[0014] L-導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度，m;
[001引 --導(dǎo)葉進(jìn)口角，弧度；
[0016]曰3--導(dǎo)葉喉部平面寬度，m ;
[0017] 化--導(dǎo)葉基圓直徑，m。
[0018] (2).導(dǎo)葉喉部平面寬度曰3
[0019]
^供）
[0020] 式中
[00川 Z-一導(dǎo)葉葉片數(shù)，個(gè)；
[002引 bs--導(dǎo)葉喉部軸面寬度，m。
[0023] (3).導(dǎo)葉葉片數(shù)Z
[0024]
(3)
[00巧]式中
[0026]ris--比轉(zhuǎn)速；
[0027] Q--流量，m3/h ;
[0028]g--重力加速度，m/s2;
[0029]Η--揚(yáng)程，m。
[0030] (4).導(dǎo)葉喉部軸面寬度bs
[0031]
抖）
[0032] 式中
[003引 bz--葉輪葉片出口寬度，m。
[0034] 巧).導(dǎo)葉基圓直徑化
[0035] 〇3=D2+8. 572sin(0.01015ns-0.0956) +1. 843sin(0. 02541^+1. 797) (5)
[0036] 式中
[0037] 〇2--葉輪出口直徑，m。
[0038] 化).導(dǎo)葉進(jìn)口角曰
[0039]
式中
[0040] 〇2' 一一葉輪出口絕對(duì)液流角，弧度。
[0041] (7).導(dǎo)葉擴(kuò)散段出口面積F4
[0042]
口)
[0043] 式中
[0044] F4-一導(dǎo)葉擴(kuò)散段出口面積，m2;
[0045] F3--導(dǎo)葉喉部面積，m2;
[004引 φ'--導(dǎo)葉擴(kuò)散角，弧度。
[0047] (8).導(dǎo)葉擴(kuò)散角φ通常選取7°到11。之間的某一個(gè)值。
[004引 巧).導(dǎo)葉出口直徑04
[0049]
巧3
[0050] 式中
[0051] 〇4--導(dǎo)葉出口直徑，m。
[0052] 根據(jù)上述步驟，可W得到一種完備、優(yōu)良的導(dǎo)葉主要參數(shù)設(shè)計(jì)方法。通過上述計(jì)算 方法可W確定導(dǎo)葉的主要幾何參數(shù)，包括導(dǎo)葉基圓直徑、導(dǎo)葉喉部軸面寬度、導(dǎo)葉進(jìn)口角、 導(dǎo)葉葉片數(shù)、導(dǎo)葉喉部平面寬度、導(dǎo)葉出口直徑、導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度、導(dǎo)葉進(jìn)口軸向?qū)挾取?dǎo)葉 擴(kuò)散角#等。通過上述步驟設(shè)計(jì)的礦山排水離屯、累導(dǎo)葉更加適合礦廠工作環(huán)境，可W保障 使用性能、獲得較高效率、延長(zhǎng)使用壽命。
【附圖說明】
[0053] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0054] 圖1是排水累導(dǎo)葉的平面圖。
[00巧]圖2是排水累導(dǎo)葉的軸面圖。
[005引圖1中：1. 03,3.中，4.04,5.03,4-8弧線為導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度1^。
[0057] 圖 2 中：6.bs。
【具體實(shí)施方式】
[0058] 本發(fā)明通過W下幾個(gè)公式來確定導(dǎo)葉基圓直徑〇3、導(dǎo)葉喉部軸面寬度bg、導(dǎo)葉進(jìn) 口角α3、導(dǎo)葉葉片數(shù)Z、導(dǎo)葉喉部平面寬度曰3、導(dǎo)葉出口直徑〇4、導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度^導(dǎo)葉進(jìn) 口軸向?qū)挾?3、導(dǎo)葉擴(kuò)散角取等導(dǎo)葉的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0059] 該實(shí)施例是在給定的流量Q、揚(yáng)程Η、比轉(zhuǎn)速η,下，計(jì)算導(dǎo)葉參數(shù)：
[0060]
[0063]
[0066] 導(dǎo)葉擴(kuò)散角恥i常選取7°到11。之間的某一個(gè)值。
[0067]
巧）
[0068] 本發(fā)明普遍適用于礦廠排水離屯、累導(dǎo)葉的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)公式完備，公式充分考慮了 實(shí)際的工作環(huán)境情況。
[0069] 經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，本發(fā)明確實(shí)提高了礦廠排水離屯、累的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，節(jié)省了開發(fā) 成本，縮短了研發(fā)周期，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0070] W上為本發(fā)明專利參照實(shí)施例作出的具體說明。本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，也 包含本發(fā)明構(gòu)思范圍內(nèi)的其它實(shí)施例或變形例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種礦山排水離屯、累導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方法，提供導(dǎo)葉設(shè)計(jì)的主要幾何參數(shù)，包括導(dǎo)葉 基圓直徑化、導(dǎo)葉喉部軸面寬度bs、導(dǎo)葉進(jìn)口角α3、導(dǎo)葉葉片數(shù)Z、導(dǎo)葉喉部平面寬度曰3、導(dǎo) 葉出口直徑〇4、導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度^導(dǎo)葉進(jìn)口軸向?qū)挾仍?、導(dǎo)葉擴(kuò)散角0等，其特征在于導(dǎo)葉 幾何參數(shù)與累設(shè)計(jì)工況點(diǎn)性能參數(shù)Q、Η、η,適合W下關(guān)系：扭 式中 L一一導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度，m; 〇3一一導(dǎo)葉進(jìn)口角，弧度； 曰3--導(dǎo)葉喉部平面寬度，m; 〇3--導(dǎo)葉基圓直徑，m。2. 如權(quán)利要求1所述，導(dǎo)葉喉部平面寬度a3設(shè)計(jì)公式如下：媒 式中 Z--導(dǎo)葉葉片數(shù)，個(gè)； b3--導(dǎo)葉喉部軸面寬度，m。3.如權(quán)利要求2所述，導(dǎo)葉葉片數(shù)Z設(shè)計(jì)公式如下：0} 式中 ris--比轉(zhuǎn)速； Q--流量，m3/h; 呂--重力加速度，m/s2; Η--揚(yáng)程，m。4. 如權(quán)利要求2所述，導(dǎo)葉喉部軸面寬度b3設(shè)計(jì)公式如下：(4) 式中 h,--葉輪葉片出口寬度，m。5. 如權(quán)利要求1所述，導(dǎo)葉基圓直徑D3設(shè)計(jì)公式如下： 〇3=D2+8. 572sin (0.01015ns-0.0956) +1. 843sin (0. 02541^+1. 797) (5) 式中 〇2--葉輪出口直徑，m。6. 如權(quán)利要求1所述，導(dǎo)葉進(jìn)口角α3設(shè)計(jì)公式如下：樹 式中 α2'--葉輪出口絕對(duì)液流角，弧度。7. 導(dǎo)葉擴(kuò)散段出口面積F4設(shè)計(jì)公式如下： 巧） 式中F4-一導(dǎo)葉擴(kuò)散段出口面積，m2; Fa--導(dǎo)葉喉部面積，m2; 帶一一導(dǎo)葉擴(kuò)散角，弧度。8. 如權(quán)利要求7所述，導(dǎo)葉擴(kuò)散角φ通常選取7°到1Γ之間的某一個(gè)值。9. 導(dǎo)葉出口直徑D4設(shè)計(jì)公式如下：式中 〇4--導(dǎo)葉出口直徑，m。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種礦山排水離心泵導(dǎo)葉水力設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明通過以下幾個(gè)公式來確定導(dǎo)葉基圓直徑D3、導(dǎo)葉喉部軸面寬度b3、導(dǎo)葉進(jìn)口角α3、導(dǎo)葉葉片數(shù)z、導(dǎo)葉喉部平面寬度a3、導(dǎo)葉出口直徑D4、導(dǎo)葉擴(kuò)散段長(zhǎng)度L、導(dǎo)葉進(jìn)口軸向?qū)挾萢3、導(dǎo)葉擴(kuò)散角等導(dǎo)葉的重要設(shè)計(jì)參數(shù)。本發(fā)明能夠確保導(dǎo)葉這一重要的過流部件高效、穩(wěn)定地工作，增強(qiáng)其對(duì)惡劣工作環(huán)境的適應(yīng)能力。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，本發(fā)明確實(shí)提高了礦廠排水離心泵的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，節(jié)省了開發(fā)成本，縮短了研發(fā)周期，帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】F04D29/44
【公開號(hào)】CN105240319
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510672531
【發(fā)明人】朱榮生, 楊愛玲, 劉永
【申請(qǐng)人】江蘇國(guó)泉泵業(yè)制造有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日