[發明專利]一種用于噴水推進的雙級不等速對旋軸流泵過流部件

無效

• 申請號: 201310227009.1
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103291651A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 倪永燕;潘希偉;潘中永;劉為民
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: F04D29/18
• 分類號: F04D29/18;B63H11/08
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

????本發明屬于一種噴水推進裝置，具體涉及泵的過流部件。

背景技術

通常軸流式噴水推進泵是應用最廣泛的噴水推進形式。目前其設計理論和設計方法主要借鑒葉片泵的設計理論，但是軸流式噴水推進泵的運行環境與軸流泵完全不同。受高性能船舶運行的需求，其軸流式噴水推進泵要求抗空化性能好，穩定性高，運行范圍寬。

到目前為止，我國軸流泵的設計方法依然在沿用前蘇聯的設計理論，即基于單個翼型空氣動力學特性的升力法或者基于0厚度翼型葉柵的圓弧法。所謂升力法就是將單個翼型的空氣動力學特性修正到直列葉柵中，而圓弧法則是將0厚度翼型葉柵修正為有厚度翼型葉柵。不過這兩種以空氣動力學風洞試驗數據為基礎的方法并不適用于介質為水的軸流泵，近年來在軸流泵設計領域又提出了在原始的離心泵一元理論基礎上拓展而成的流線法。同離心泵設計一樣，這種方法只關注葉柵進口前和出口后的流動，而不過度關注葉柵內部流動特征。以上所述三種方法，設計理論經驗性都非常強，在實際設計和加工過程中存在較多不確定因素。

由于軸流式噴水推進泵所需推力大，相對流量揚程較高，而軸流泵屬于低揚程泵，采用傳統的軸流泵設計，抗空化性能差，從而產生較大噪聲和振動，且葉輪會遭到腐蝕破壞，導致泵性能下降。此外，軸流泵的高效區范圍很窄，在小流量工況下會發生嚴重振動。顯然采用傳統的設計方法設計出的單級或多級軸流泵無法滿足現代高性能船舶的抗空化性能好，穩定性高，運行范圍寬要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于噴水推進的雙級不等速對旋軸流泵過流部件,提高抗空化性能，從而增加其穩定性，并滿足其高效區較寬運行要求。

為了解決以上技術問題，本發明根據軸流泵的運行特點，首先根據傳統方法對設計要求進行分析，然后根據分析結果在此設計方法的基礎上進行調整，設計出一種用于噴水推進的雙級不等速對旋軸流泵過流部件方案：它的一個葉輪單元由兩個葉輪組成，即首級葉輪與次級葉輪，兩級葉輪不等速且首級葉輪轉速高于次級葉輪，首級葉輪采用誘導輪設計思路進行設計，進口邊后掠，而次級葉輪采用速度流線法進行設計，由于首級葉輪的作用，次級葉輪進口壓力較高，不需考慮其空化影響，此外兩個葉輪互為反向旋轉，共同將能量傳遞被抽送液體，且圓周方向速度分量小，次級葉輪后再連接導葉進行整流。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種用于噴水推進的雙級不等速對旋軸流泵過流部件，從進水口到出水口，依次安裝有首級葉輪(1)、次級葉輪(2)和導葉(3)，首級葉輪、次級葉輪和導葉中心線位于同一條直線且分別安裝在不同的軸上；首級葉輪與次級葉輪、次級葉輪與導葉之間軸向間隙均為葉輪外徑D的10%~15%；首級葉輪的輪轂為錐形，輪轂小的一端為進水口；首級葉輪葉片數與次級葉輪葉片數互為質數，取值范圍為2~6；首級葉輪的葉柵稠密度s＝1.5~3；其特征在于：首級葉輪為誘導輪形式；首級葉輪與次級葉輪旋轉方向相反，兩級葉輪的轉速不同以分別滿足空化性能和揚程效率需求。

所述首級葉輪的轉速n₁與次級葉輪轉速n₂比為n₁：n₂=1~2。

所述首級葉輪的轂徑比d_h：D?=0.25~0.6。

本發明具有有益效果。本發明的一個葉輪單元由兩個葉輪組成，即首級葉輪與次級葉輪，兩級葉輪不等速且首級葉輪轉速高于次級葉輪，首級葉輪采用誘導輪設計思路進行設計，進口邊后掠，本身抗空化性能好，在相同流量要求下由于轉速較高其流量系數小，因此吸入性能好，而次級葉輪采用速度流線法進行設計，由于首級葉輪的作用，次級葉輪進口壓力較高，不需要考慮其空化影響，此外兩個葉輪互為反向旋轉，共同將能量傳遞被抽送液體，且圓周方向速度分量小，次級葉輪后再連接導葉進行整流，其特點是抗空化性能好、揚程效率高、結構緊湊，拓寬了傳統軸流泵使用范圍。該軸流式泵噴水推進器可以滿足現代高性能船舶的抗空化性能好，穩定性高，運行范圍寬要求。本發明的總的特點是抗空化性能好、揚程效率高、結構緊湊，拓寬了傳統軸流泵使用范圍。

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附圖說明

????圖1是本發明的結構圖。

????圖中：1首級葉輪，?2次級葉輪，3導葉。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步詳細說明。

實施例一