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摘 要：常规产品的更新致使工业泵的产品更新成为一种可能，为适应市场发展的需要，抽芯导叶式混流泵及潜水导叶式混流泵是导叶式混流泵发展的新型产品，广泛地被热电厂、城市给排水等使用，大有取代普通导叶式混流泵的趋势。然而，由于产品的更新导致了零件的不匹配，为了在市场竞争中夺得先机，利用现有的水力模型找到一种比较简单的设计方法尤为重要。由于叶轮或叶片的结构型式不变，仅仅只需要进行相似放大即可，关键是导叶的设计。
关键词：导叶结构；变形；运用
随着市场经济的需要，一些常规的产品必须更新，以适应市场的变化，开发工业泵是大势所趋，抽芯导叶式混流泵及潜水导叶式混流泵是导叶式混流泵发展的新型产品，广泛地被热电厂、城市给排水等使用，大有取代普通导叶式混流泵的趋势（国外已是如此），产品市场前景好，经济效益和社会效益相当可观。由于这类新产品其结构的改变导致与原来普通结构的水力模型不匹配，最理想的方法是根据新的结构重新研制水力模型。但是，它需要大量的时间和费用，这对工厂而言在短时间内难以实现的。在这种情况下，为了在激烈的市场竞争中抢到宝贵的时间，利用现有的水力模型找到一种比较简单的设计方法尤为重要。由于叶轮或叶片的结构型式不变，仅仅只需要进行相似放大即可，关键是导叶的设计。
1 几种导叶式混流泵泵段结构介绍
从图1中可以看到，四种泵段结构中，叶轮完全相同，而导叶有较大差异。
图1 泵段结构图
2 抽芯导叶式混流泵导叶设计
2.1 结构特点
抽芯导叶式混流泵一般用于热电厂作循环泵、自来水厂作取水泵等场合，其特点是转子可以抽出，便于检修，适用于连续运行而且检修时间短的泵站。以前采用抽芯导叶式混流泵旧结构，这种结构导叶可以通过普通模型泵进行相似换算来设计，但该结构导叶体上面需联接扩散管减少突然脱流而产生的损失，所以结构的缺点是流体经过导叶体扩散管时改变了方向，水力损失较大，现已不采用。抽芯导叶式混流泵新结构弥补了以上缺点，而且减少了一个零件（扩散管），既降低了制造成本，又提高了水力性能。因此，新结构是抽芯导叶式混流泵泵段部分的理想结构。关键是导叶的设计。
2.2 导叶设计步骤
（1）根据产品性能，选择合适的水力模型。
（2）根据泵的相似理论，进行相似核算，确定实泵导叶水力尺寸，并画出图2导叶木模图的虚线部分。
图2 导叶木模图
（3）由于工厂木模师傅根据导叶木模图（轴面投影数据和导叶裁剪数据）即可制作导叶木模，所以，工厂的木模图一般没有展开流线。为了得到展开流线，可以根据导叶木模图轴面投影数据和导叶裁剪数据利用扭曲三角形法反求，分别求得ad、be、cf的展开流线。
（4）根据抽芯导叶式混流泵新结构确定实泵导叶轴面投影：进口边abc位置不变，假设展开流线不变，则流线ad、be、cf，轴向尺寸不变（一般情况下f与f"重合）。
（5）根据实泵导叶轴面投影和展开流线，利用扭曲三角形法求得实泵裁剪数据，并画出图2导叶木模图的实线部分。
（6）实泵导叶水力性能理论分析：a.由于导叶进口边位置没变，展开流线没有变，所以，其进口安放角和出口安放角不变，导叶水力性能不会降低。b.由于各流线包角变小，减小了导叶的扭曲度，有利于造型。c.因导叶体过流面积增加（与普通导叶式混流泵相比）流速降低，减少了水力损失。
根据以上分析，通过该方法设计的导叶是比较合理的，并且可以提高水泵效率。
3 潜水导叶式混流泵导叶地设计
3.1 结构特点
从潜水导叶式混流泵泵段结构上看，潜水电机座在导叶体上，由于该型泵扬程较高，电机配套功率大，并且潜水电机不可能做得很细长（尽管潜水电机外径比普通电机外径小），这就导致潜水导叶式混流泵的导叶与普通导叶式混流泵导叶形状区别较大。
3.2 导叶设计步骤
设计方法基本同上，求得展开流线，确定潜水泵导叶轴向投影数据，然后画出导叶木模图即可。但应注意以下两点：
图3 潜水泵导叶轴向投影图
（1）内流线cf"的确定：根据电机外圆D来定，取Rf"=D/2，保证水流稳定出水。
（2）潜水泵大部分选择井筒结构（类似于抽芯导叶式混流泵），所以Rd"应根据泵出口流速来确定。由于Rd"过大，出口流速降低，水力损失减少，泵效提高，但井筒直径较大，成本高；Rd"过小，出口流速增加，泵效降低，井筒直径较小，成本低。为了解决它们之间的矛盾，一般使出口流速控制在v=3m/s左右，然后再确定Rd"。
3.3 试验结果
已生产的潜水导叶式混流泵型号为：400QHD-8、500QHD-9、600QHD-10.5、600QHD-14、700QHD-9等，试验结果显示基本与同型号的普通导叶式混流泵一致，流量与扬程稍偏小，泵效率不变。
根据以上分析，用这种方法设计的导叶相对合理，而且可以提高泵的效率。
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