[發明專利]用于高速離心泵的流動矢量控制

有效

• 申請號: 201110361015.7
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102465912B
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: S.R.維特;J.E.塞德爾科
• 申請（專利權）人: 勝達因公司
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D29/66
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;楊炯

技術領域

本申請涉及一種具有葉片的葉輪，該葉輪垂直于旋轉軸線運行，具有從葉片延伸至輪轂的特征。

背景技術

高速離心泵包括多種結構。一種結構具有從葉輪的外周邊徑向向內并且垂直于葉輪的旋轉軸線延伸的多個直葉片。在這些泵中，葉片通常在徑向與輪轂或內罩間隔開的某個位置處終止。

在葉片徑向內端和輪轂外周邊之間的位置可能會發生氣蝕。高速離心泵中的氣蝕是難以避免的，但是已經通過修改入口外殼的幾何形狀或殼體來加以解決。另外，導流輪可以被設置在葉輪上游并用于引導泵流體流向葉輪葉片。可以改變導流輪的設計以解決氣蝕問題。另外，葉片的角部有時被倒圓處理。

即使進行了所有上述嘗試，但是直葉輪葉片與在指定工作點流入葉輪的流動之間的相互作用仍然可以形成氣蝕。氣蝕是不希望有的，并且可能會導致蒸氣的形成和流動塌縮，還可能會對葉輪造成損壞。

發明內容

一種用于離心泵的葉輪包括徑向內輪轂以及直線延伸并且沿垂直于葉輪旋轉軸線的方向延伸的多個葉片。葉片從徑向外端延伸至徑向內端，并且界定出大致為截圓錐形的包絡線。流動控制特征被成形在葉片的徑向內端和輪轂之間。流動控制特征具有弧形的上表面。

附圖說明

圖1示出了第一葉輪實施例。

圖2示出了第一實施例的特征的正視圖。

圖3是穿過圖2中實施例的一部分的截面圖。

圖4示出了第二實施例。

圖5示出了第二實施例中的細節。

具體實施方式

圖1示出的泵20具有通往導流輪24的流動入口22。導流輪引導流體流向泵的葉輪26。出口23延伸在葉輪26的下游。軸桿28驅動葉輪26旋轉。

葉片36具有向上斜伸至徑向內端31的徑向外端33。正如在該截面中能夠看到的那樣，葉片36的軸向外表面界定出大致為截圓錐形的包絡線。防氣蝕或流動控制特征32由葉片36的內端31徑向向內成形并且一直延伸至內輪轂37。正如能夠看到的那樣，導流輪24上的葉片的外徑通常可以小于特征32的外徑。

如圖2中所示，葉片外表面30大致為圓錐形。另外，葉片直接向著葉片26和軸桿28的中心旋轉軸線X垂直延伸。特征32從其徑向最外緣18伸出以在19處匯合到內輪轂37中。特征32在擴大部分40內具有附加材料，擴大部分沿周向比葉片36的厚度t更厚。因此，在特征32的一側(后緣)有附加材料，這就為整體的葉輪26提供了附加剛性。

特征32之間形成了間隔17。

正如圖2中能夠看到的那樣，特征32的徑向外端44可以徑向延伸超出葉片36的徑向內端31。

圖1和圖2中的特征32可以徑向漸縮，其以使其在擴大部分40的徑向外部44比其在徑向內部更薄。

圖3示出了距離從匯合到曲線51內的側面或者前緣50的曲率半徑r。在特征32的頂部成形出曲線50/51有助于沿著該特征引導流動并形成了流動不太可能與葉輪表面脫離。如圖所示，曲線51的半徑為R。圖3中示出的半徑R比示出的截面圖更深入平面內。正如能夠看到的那樣，半徑R可以由于錐度而改變。在一個實施例中，半徑r相對于半徑R而言非常小，目的是最大化半徑R并因此最大化對指定葉片厚度t的特征效力。在實施例中，半徑r與葉片厚度t的比值小于5。而且，t與R的比值通常小于1。

正如從圖1中可以清楚看出的那樣，特征32具有大致直接直線伸入輪轂37內的最上側面，并且使得多個特征32的多個最上側面可以界定出垂直于葉輪26的旋轉軸線X的平面。也就是說，盡管特征32如圖所示沿切向是弧形的，但是在別處它們并非弧形，而是改為大致沿徑向尺寸直線延伸。

特征32用作障礙物以阻止從下游流動中的回流，并且進一步用于避免氣蝕。擴大部分40中附加材料的錐度在最接近旋轉軸線的位置最大，并且在旋轉軸線附近提供更大的厚度。

圖4示出了另一個實施例中的泵120，具有由軸桿128驅動的葉輪126，并且從入口122接收流體。導流輪124在本實施例中也可以使用。同樣地，葉片130向上斜伸至徑向內端，并且隨后就是特征132的開始。正如能夠看到的那樣，特征132延伸至內輪轂136。

圖5示出了葉輪126。正如能夠看到的那樣，在本實施例中，附加材料140并不具有徑向錐度，并且通常沿其整個長度都是相同的厚度。另外，葉片130匯合到特征132內，特征132匯合到輪轂136內。