一种离心泵单级塑料叶轮的制作方法

本实用新型涉及塑料离心泵叶轮的改进，通过改进提升泵的效率2~4%左右，属机械行业。

背景技术：

塑料离心料浆泵是一种广泛应用于化工、环保、冶炼、电力、非金属矿产加工等工业领域的输送浆体的输送泵，具有耐化学性好、防腐的优点，尤其是超高分子量聚乙烯材质的离心泵，还具有极好的耐磨性能，因此可以用于输送腐蚀性、磨蚀性很强的料浆、矿浆等。而且全国用量极大，保守估计在岗运行有200万台左右，每年市场的销量有近20万台左右。超高分子量聚乙烯材质的离心泵虽然防腐性、耐磨性极好，但还是有效率低、强度低、耐温性差的弱点，尤其是效率比金属泵要低8~12%左右。产生效率低的原因是多方面的，有叶轮成型工艺问题造成的叶轮叶片曲线达不到高效率的曲率要求，影响泵效率；也有过流材料因是塑料，热膨胀系数大、可塑性大，产生的热胀冷缩，进而产生泵容积效率的降低而影响泵效率的问题；还有因塑料叶轮叶片形态设计不合理引起的泵效率低下的问题。上述因素中塑料离心泵叶轮的叶片的形态因素影响泵效率值估计在2~6%左右。

塑料叶轮产生影响泵效率的主因，与金属叶轮比：金属叶轮的叶片因是金属，强度高，可以加工成厚度薄的叶片，叶片形态好，因此效率高；而塑料叶轮的叶片，因强度低、耐温性差，因此只能制作较厚的叶片，才能提升叶片的强度，同时也延长叶轮的抗磨耗寿命；否则塑料叶轮如果加工成金属叶轮同样的薄叶片，会因强度不够使叶轮的使用寿命缩短。如图1~3所示，塑料叶轮1的叶片1.1增厚，使得叶轮内弧面处的尾叶片增长，改变了叶轮叶片出口处导向角1.1.1的形态，进而使叶轮出液口的液体改变了流速与流向，与泵壳2泵腔内流体2.1的流向产生冲突，使泵蜗壳腔内的流体产生蜗流区2.1.1，甚至产生局部逆流区和缓流区，再进而使泵内的流体的流阻增加，使泵效率下降。因此在塑料泵的叶轮厚度（强度）与泵的效率之间难以找到两全其美的解决方案，即：叶片厚了会造成泵的效率低，叶片薄了会造成泵的使用寿命短。

业内也有人用在叶轮叶片中加设金属预埋件，通过增加叶片的钢性强度，进而达到减少塑料叶轮叶片厚度，提升泵效率的目的，但增加了叶轮成型制作的难度，会大幅度降低产品的成品率、提高生产成本，因此塑料泵面市数十年来，在叶轮叶片中加设增强钢件的塑料叶轮制作技术仍未得到广泛的推广应用。

在原有技术中，业内人员为了增加塑料或陶瓷叶轮的耐磨寿命和叶轮强度，用增厚叶轮叶片的方法来达到上述目的，而叶轮叶片加厚，叶片1.1的尾部尖角1.1.1（如图2）也会随之延长，进而导致叶片的内弧线的弧度缩小，使叶片内弧更弯曲，弯曲的叶片内弧又进而对流体产生阻流作用，这种阻流作用又进而使叶轮流道中的流体运行状况改变，即：使叶轮叶片的尾角部位的内侧产生蜗流区2.1.1，蜗流被流体冲入泵蜗壳后又进而产生局部的逆流区和缓流区，使局部流体的流向与泵的出液口方向相反，进而产生局部阻流作用，增加了泵的功耗。上述情况就造成了泵的效率降低，降低的幅度根据叶轮叶片叶型的不同而不同，一般会在2~4%之间。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种无需利用加设金属预埋件减少叶轮叶片厚度，叶片强度大，制作成本低，成本率高，并可提高离心泵2%~4%的效率的离心泵单级塑料叶轮。

为实现本实用新型目的，提供了以下技术方案：一种离心泵单级塑料叶轮，安装于离心泵蜗壳腔内，包括叶轮幅板、叶轮幅板上的叶轮叶片，其特征在于叶轮叶片尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口的流体流向角度变大，使流体从叶轮流道出液口朝泵蜗壳流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角。

作为优选，倾斜导流角最末端的端点沿弧面的切线与端点和叶轮中心连成的轴线的角度为10~40度。

作为优选，叶片外侧面最末端的端点与倾斜导流角最末端的端点的直线距离小于等于30mm。

作为优选，倾斜导流角为圆弧形。

作为优选，叶轮幅板内设置有金属预埋件。

作为优选，叶轮材质为塑料、陶瓷或碳化硅。

作为优选，叶轮为开式叶轮或带口环半开式叶轮或闭式叶轮。

作为优选，塑料为超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯或尼龙。

本实用新型有益效果：本实用新型不改变塑料叶轮叶片的厚度、强度，只改变叶轮叶片尾部的形态，进而改变流体的运动方向，减少泵腔内蜗流区、逆流区、缓流区的生成或和扩大，减少了流体的对流性冲击，提升泵的效率，完成本实用新型的目的。通过本实用新型对叶轮尾角的改进，能提升塑料离心泵的效率2~4%左右，从而节电4~8%左右。由于塑料离心泵在我国工业领域中用（存）量很大，因此此项改进能为国内的工业企业节约大量能源，对社会经济有极好的经济效益和节能作用。

附图说明

图1为现有技术叶轮的正视图。

图2为图1中C部的局部放大图。

图3为现有技术叶轮在泵壳腔体中的运转示意图。

图4为本实用新型叶轮的结构示意图。

图5为图4的右视图。

图6为图5中C部的局部放大图。

图7为图6中叶片倾斜角的另一种表现形式。

图8为图6中叶片倾斜角的另一种表现形式。

图9为本实用新型叶轮在泵壳腔体中的运转示意图。

图10为带口环的半开式叶轮的结构示意图。

图11为闭式叶轮的结构示意图。

图12为图1的轴测示意图。

图13为图4的轴测示意图。

图14为现有技术的带口环的半开式叶轮的结构示意图。

图15为图10的轴测示意图。

具体实施方式

实施例1：如图4~6，一种离心泵塑料叶轮，安装于离心泵蜗壳腔内，包括叶轮叶片1.1、叶轮幅板1.2、金属预埋件1.3，叶轮叶片1.1尾部的内弯侧切设有让甩出叶轮流道出液口2的流体流向角度变大，使流体从叶轮流道出液口2朝泵蜗壳流道出液口方向顺向流动的倾斜导流角1.1.1。叶片外侧面最末端的端点A与倾斜导流角最末端的端点B的直线距离小于等于30mm。倾斜导流角1.1.1最末端的端点B沿弧面的切线与端点B和叶轮中心O连成的轴线形成的夹角D为10~40度。

设置的倾斜导流角的作用：是让被输送的流体，在旋转叶轮的离心作用下，通过叶轮叶片的离心推力甩出叶轮流道出液口2，进入泵蜗壳腔流道2.1时的流向改变（如图9），让甩出叶轮流道出液口的流体的流向角度变大，尽量朝泵出液口方向顺向流动，减少叶轮出液口流体对泵蜗壳内流体的逆向冲击，进而减少因流体逆向冲击或和产生的缓流、蜗流区所消耗泵的功率，再进而提升离心泵的效率。

本技术方案中所述的叶轮材质可以为塑料或陶瓷。

本技术方案中所述的塑料，可以为超高分子量聚乙烯、聚乙烯、聚氨脂、聚丙烯、尼龙等材料，优选超高分子量聚乙烯材料。

本实用新型中所述叶轮尾部位置的倾斜导流角1.1.1，也可以设置为斜坡形（如图6、7）、圆弧形（如图8）等形态。

本实用新型中所述叶轮包括开式塑料叶轮（如图4），带口环的半开式塑料叶轮（如图10）及闭式叶轮（如图11）。

为了增加叶轮强度，本实用新型中所述的塑料叶轮中设有金属预埋件。

本实用新型中所述塑料叶轮的叶片数量不作限定。

本实用新型中所述叶轮尾部位置的倾斜导流角，也可以设置应用于陶瓷类非金属离心泵，例如氧化铝陶瓷、碳化硅陶瓷等离心泵的陶瓷叶轮上，也有同样提升泵效率的作用。

本实施例中所述在塑料叶轮的幅板1.2中加设金属预埋件1.3，目的在于增加塑料叶轮的机械强度，增加叶轮的抗扭曲能力。金属预埋件上设有与主轴组合安装的通孔或和螺纹。

为了增强金属预埋件1.3与叶轮幅板1.2的偶合强度，较好的方法是在金属预埋件上设置孔、槽等偶合结构。

为了增加泵的容积效率，本实施例中所述的叶轮可以设计为带口环1.4的开式叶轮（如图10）。

为了进一步提升大型塑料泵的效率，本实施例中所述的叶轮可以为带前幅板1.5的闭式塑料叶轮（如图11）。

本实施例中所述的叶轮上的倾斜导流角的形态可以是过渡式斜坡形（如图6）或喇叭状扩散形（如图7），也可以是圆弧形（如图8）等多种形态，都能起到导流作用，都有提升泵效率的功效，均在本实用新型的涵盖范围之内。

本实施例中所述的塑料叶轮叶片尾部设置倾斜导流角，不仅适用于各种塑料泵的塑料叶轮，也适用于陶瓷、碳化硅、橡胶等机械强度较低、抗冲击性能差、叶轮叶片厚的非金属离心泵的叶轮叶片上，同样也能提高这类离心泵的效率，也应属于本实用新型的保护范围之内。