[發明專利]一種液力透平的葉輪

無效

• 申請號: 201110317836.0
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102434221A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 楊孫圣;孔繁余;陳斌;許榮軍;黃學軍
• 申請（專利權）人: 南京藍深制泵集團股份有限公司;江蘇大學
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

技術領域

本發明涉及一種液力透平的葉輪，該液力透平的葉輪適用于高壓液體能量回收用離心式或混流式的液力透平。

背景技術

泵是完全可逆式機械。高壓能量回收用液力透平的原理是通過高壓泵的反運轉，將高壓液體具有的壓力能轉化為泵轉子的旋轉機械能，從而實現對高壓液體能量的回收，因此又稱為可逆式泵。該裝置常用于功率小于2000KW的能量回收裝置中。

目前，液力透平是通過選擇合適的泵，使其運行于透平工況，實現對高壓液體能量的回收利用。這種形式的液力透平葉片形狀為后彎形，形狀如圖2所示。該后彎形的葉片，其包角通常大于100°，葉片的出口安放角在10°至40°之間，葉片的數量通常不多于9片。葉片呈后彎形，即葉片的彎曲方向與葉輪旋轉方向相同。具有該后彎形葉片的液力透平的效率通常不高于泵的效率。液力透平的效率較低問題，客觀上制約了其在更廣范圍內的推廣應用。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種液力透平的葉輪，可以有效提高液力透平的效率和運行穩定性。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種液力透平的葉輪，包括前蓋板、后蓋板和葉片，葉片固定連接在前蓋板和后蓋板之間，所述的葉片呈前彎形，葉片的包角在20°-130°之間；葉片的進口安放角其中，β₂表示葉片的進口安放角，u₂為葉輪進口處的圓周速度，為葉輪進口處的軸面速度，α₂為葉輪的絕對液流角；葉片的出口安放角其中，β₁表示葉片的出口安放角，為葉輪出口處的軸面速度，u₁為葉輪出口處的圓周速度。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：

1.效率高。現有的液力透平的葉輪，葉片的包角通常大于100°，葉片的出口安放角通常在10°至40°之間，葉片呈后彎形，葉片的數量一般不多于9片。而本發明提供的液力透平的葉輪，葉片呈前彎形。其中的葉片包角在20°-130°之間，葉片的進口安放角由公式確定，葉片的出口安放角由公式確定。這種結構的葉片可有效減小液力透平葉輪內部的水力損失。與現有的后彎形葉輪的液力透平相比，本發明提供的液力透平的效率可提高2-5％。

2.體積小。與后彎形葉片的液力透平的葉輪相比，本發明提供的前彎形葉片可使液力透平的葉輪外徑減小10-15％。這有利于減小液力透平的體積和重量，節約材料。

3.運行穩定，可靠性高。與后彎形葉片的液力透平的葉輪相比，具有本發明提供的前彎形葉片的多級液力透平，在葉輪外徑相同的情況下，級數少，因此運行穩定，可靠性高。

附圖說明

圖1是液力透平的葉輪結構示意圖。

圖2背景技術中提及的液力透平的葉片結構示意圖。

圖3是本發明中的液力透平的葉片結構示意圖。

圖4是開式液力透平試驗臺的結構連接框圖。

圖5是兩種形狀液力透平通過開式液力透平試驗臺測試的外特性曲線。

圖中有：1、前蓋板，2、后蓋板，3、葉片，4、電機，5、高壓泵，6、調節閥，7、流量計，8、電腦，9、測功機，10、液力透平，11、壓力變送器。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細的說明。將液力透平的葉輪內部的流動近似分成無數個(一般為1個至5個)流面。以某一個流面上的葉片骨線為例說明葉片的結構。

如圖1和圖3所示，本發明的一種液力透平的葉輪，包括前蓋板1、后蓋板2和葉片3，葉片3固定連接在前蓋板1和后蓋板2之間。葉片3呈前彎形。前彎形的葉片3是指葉片3的彎曲方向與葉輪旋轉方向相反。葉片3的包角在20°-130°之間。

葉片3的進口安放角該公式中，β₂表示葉片3的進口安放角；u₂為葉輪進口處的圓周速度，其中，D₂為葉輪的直徑，n為葉輪的轉速；為葉輪進口處的軸面速度，其中，F₂為進口處計算點的過水斷面面積，ψ₂為進口邊葉片厚度的排擠系數，η_v為液力透平的容積效率，Q表示液力透平的流量；α₂為絕對液流角，由液流來流方向確定。對于蝸殼式液力透平而言，α₂與蝸殼形狀有關；對于多級液力透平而言，α₂與導葉出口安放角有關。