磁力驱动离心泵叶轮设计与数字化建模

leakage in the hydraulic transmission. This paper introduces the impeller design and three-dimensional modeling process of a
magnetic driven centrifugal pump, calculates the impeller inlet diameter and other parameters, draws the impeller section line and
模，可为同类产品的设计开发提供参考。
上。其主要步骤包括：绘制叶片轴面投影图；校核过水断面是否
1 叶轮基本参数的确定
平滑；绘制分流线；流线分段；在方格网上绘制流线；从 0 度到
磁力驱动离心泵的基本设计要求为：扬程 H 为 77m 流 130 度每隔 10 度绘制一条轴面截线；绘制间隔为 5 的纵线与截
力驱动离心泵的研究主要集中在水力设计、磁性材料、磁力联轴 坐标系可以解决这一问题，圆柱坐标系也便于后续叶轮的 NX
器、冷却回路等方面[5-8]。本文开展了一款大流量磁力驱动离心 数字化建模中表述各个参考点坐标。
泵的叶轮设计，并基于 NX 12.0 进行了叶轮的数字化三维建
叶片木模图的作用是将在空间中扭曲的叶片投影在平面图
0.05 2900
252mm
（8）
究所、太仓磁力泵有限公司等单位。近年来，江苏大学流体机械
2 叶片木模图绘制
研究中心研制了系列化的磁力驱动离心泵产品，曾先后荣获省
磁力驱动离心泵叶轮采用扭曲叶片造型以获取较好水力性
部级科技进步二等奖和国家科技进步二等奖等奖励。目前对磁 能。扭曲叶片是一个曲面，不易用笛卡尔坐标系表述，选用圆柱
b2
Kb2
3
Q n
0.693
180 36002900
17mm
K D2
9.351n0s0 12
9.35
91.05 100
1 2
9.79
（6） （7）
品被广泛应用于世界各地。我国较早研究磁力驱动离心泵的单 位有航天部 510 研究所、合肥通用机械研究所、甘肃磁性器件研
D3
KD2
3
Q n
9.79 3
关键词：磁力驱动；离心泵；叶轮；设计；数字化建模
Abstract: Magnetic driven centrifugal pump is used to transport toxic, harmful, flammable and explosive special media in the
fields of petrochemical industry and food industry because of its unique magnetic synchronous transmission structure and no
the wood model diagram, and then carries out the three-dimensional modeling and assembly of the impeller based on nx12.0. This
paper can provide a reference for the design of the same type of magnetic drive centrifugal pump impeller.
5
Kb 1 叶片轴面截线图
- 42 - 科学技术创新 2019.36
背面的叶面曲面就绘制完成了。 绘制完成叶轮工作面和叶轮背面后，单击菜单中的曲面按
钮，选择通过曲线组命令，选择叶片工作面上的上边缘线，单击 确认，单击添加新集，选择背面的上边缘线，单击确认，这样就绘 制完成了叶片的上表面，使用同样方法将叶片其余几个面绘制 完成，使其成为一个封闭结构。对单个叶片建模完成后，单击阵 列特征，选择绘制完成的第一个叶片，选择圆形布局，指定矢量 为 Z 轴，阵列数量选择 6，阵列区域为一个圆周，完成阵列的叶 片如图 4 所示。
磁力驱动离心泵叶轮进口当量直径 D0、叶轮出口直径 D2、
叶轮进口直径 Dj、叶片出口宽度 b2、叶轮外径 D3 分别由以下公 式求出[9]。
D0
K0
3
Q n
4.6 3
180 36002900
120mm
（2）
D2 K2 3
Q n
9.5(ns
100)1 2 3
Q n
80mm
（3）
Dj D02 Dh2 120mm
2019.36 科学技术创新 - 41 -
磁力驱动离心泵叶轮设计与数字化建模
赵 飞 1,2 刘云鹏 2 毛宇航 2 （1、无锡职业技术学院机械技术学院，江苏 无锡 214121 2、江苏大学无锡机电学院，江苏 无锡 214121）
摘 要：磁力驱动离心泵（Magnetic driven centrifugal pump）由于其特有磁力同步传动结构，在流体输送中具有无泄漏的特 点，在石油化工和食品工业等领域中被用于输送有毒有害和易燃易爆的特殊介质。本文介绍了某型磁力驱动离心泵的叶轮设计 和数字化建模实施过程，首先完成了叶轮进口直径等参数的计算，随后进行了叶片截线和木模图的绘制，最后基于 NX12.0 进行 了叶轮的数字化建模与装配。本文可供同类型的磁力驱动离心泵叶轮设计提供参考。
量 Q 为 180m3/h，转速 n 为 2900r/min。
轴面截线相交，各个交点就是后续叶片三维建模时的圆柱坐标。
根据泵的基本设计参数可以求得其比转速为[9]：
磁力驱动离心泵叶轮叶片轴面截线图如图 1 所示，木模图如图
ns=
3.65n Q
3
H4
3.652900 773 4
0.05 91.05
2 所示。 （1）
Key words: Magnetic drive; Centrifugal pump;Impeller; Design; Digital modeling
中图分类号院TP23,TH311
文献标识码院A
文章编号院2096-4390渊2019冤35-0041-03
1946 年英国霍华德机械发展有限公司公司设计制造了世 界上第一台磁力驱动离心泵，其独有的有无轴封、无泄漏特点， 被用于输送易燃易爆和有毒有害的特殊介质，被广泛的应用于 石油化工和食品工业等领域[1-4]。美国胜达因公司是目前世界最 大的研发和生产磁力驱动离心泵的公司，其磁力驱动离心泵产