[發(fā)明專利]一種錯列式離心泵空間導(dǎo)葉體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310255271.7
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103452910A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高波;邵騰;李忠;楊敏官
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及離心泵空間導(dǎo)葉體，屬于水力機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空間導(dǎo)葉體也叫導(dǎo)流殼，其主要特點是軸向長徑向短，用于各種井用泵（深井泵、潛水泵）和導(dǎo)葉式混流泵，其內(nèi)部流動復(fù)雜，葉片扭曲程度較大，有一定的設(shè)計難度。空間導(dǎo)葉起到整個壓水室的作用，把葉輪出口液體收集起來送到下級葉輪進口或出口管路、轉(zhuǎn)換速度能為壓力能、消除速度環(huán)量。設(shè)計傳統(tǒng)的空間導(dǎo)葉時，應(yīng)確定導(dǎo)葉進、出口角，內(nèi)、外流線，軸向長度和中間流線。導(dǎo)葉進口角取大于液流角，出口角一般取90°，內(nèi)流線為輪轂體與導(dǎo)葉葉片的交線，外流線為殼體與導(dǎo)葉葉片的交線，導(dǎo)葉的軸向長度L=（0.5～0.7）D₂（D₂為葉輪外徑）,中間流線為使其所分的兩個小流道通過的流量相等。在空間導(dǎo)葉體中，液體從葉輪出口處流入空間導(dǎo)葉體途經(jīng)環(huán)形空間時流向改變，在空間導(dǎo)葉葉片進口存在大量的回流和旋渦，并且在空間導(dǎo)葉吸力面存在大量的二次流，產(chǎn)生較大的水力損失，影響泵的效率，資料表明空間導(dǎo)葉體中的水力損失占泵內(nèi)水力損失的?40%~50%。與此同時，這些二次流、旋渦等現(xiàn)象更會加劇流體誘發(fā)的泵體振動、噪聲，降低泵運行穩(wěn)定性。因此，空間導(dǎo)葉對離心泵的綜合性能有較大的影響。

目前，國內(nèi)對離心泵空間導(dǎo)葉的研究，主要為結(jié)構(gòu)、外特性，對內(nèi)部流場特別是空間導(dǎo)葉體中壓力脈動的研究甚少。文章《導(dǎo)流殼幾何參數(shù)選取及其對泵性能的影響》（太原理工大學學報,2002,33(4)）研究了空間導(dǎo)葉的幾何參數(shù)對泵性能的影響。文章《離心泵內(nèi)流場計算及空間導(dǎo)葉內(nèi)流動分析》（流體機械，2008,36(07)）對帶空間導(dǎo)葉的離心泵進行數(shù)值計算，獲得了空間導(dǎo)葉內(nèi)部速度和壓力分布。國外文章（Hydrodynamic?Design?of?Pump?Diffuser?Using?Inverse?Design?Method?and?CFD.?Journal?of?Fluids?Engineering,?Vol.?124?/319）采用“三維反設(shè)計法”設(shè)計空間導(dǎo)葉，并通過計算流體動力學（CFD）和油膜法試驗對空間導(dǎo)葉內(nèi)部流動進行研究,但這些研究都未涉及降低空間導(dǎo)葉出口壓力脈動的措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠降低空間導(dǎo)葉出口壓力脈動的錯列式離心泵空間導(dǎo)葉體。

一種錯列式離心泵空間導(dǎo)葉體，由上導(dǎo)葉、下導(dǎo)葉、固定葉、輪轂體和殼體構(gòu)成，所述上導(dǎo)葉和所述下導(dǎo)葉錯列均勻分布，?所述上導(dǎo)葉與固定在所述殼體上，所述下導(dǎo)葉固定在所述輪轂體上，所述輪轂體與所述殼體之間通過所述固定葉固定連接。

上述方案中，所述上導(dǎo)葉在圓周方向上位于其相鄰兩個下導(dǎo)葉的中間部位。

上述方案中，所述上導(dǎo)葉的葉片數(shù)與所述下導(dǎo)葉的葉片數(shù)相同。

上述方案中，所述上導(dǎo)葉和所述下導(dǎo)葉是由傳統(tǒng)的空間導(dǎo)葉葉片沿其中間流線所截后對應(yīng)得到的上下兩部分，所述上導(dǎo)葉和所述下導(dǎo)葉保持傳統(tǒng)的空間導(dǎo)葉葉片的三維扭曲型式。

上述方案中，所述上導(dǎo)葉和下導(dǎo)葉的軸向位置與傳統(tǒng)的空間導(dǎo)葉葉片的軸向位置相同。

上述方案中，所述固定葉的數(shù)量為4～8片，沿所述輪轂體環(huán)列均勻布置。

采用本發(fā)明優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，本發(fā)明通過上、下導(dǎo)葉錯列均勻布置來改善空間導(dǎo)葉流道中流體的流動狀態(tài)，可以減輕葉輪與空間導(dǎo)葉的動靜干涉效應(yīng)，可使空間導(dǎo)葉體出口速度、壓力分布更加均勻，導(dǎo)葉流道中的二次流和軸向旋渦范圍及強度明顯減少，降低了流體誘發(fā)的振動噪聲，提高了泵運行平穩(wěn)性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明

圖1為空間導(dǎo)葉體軸面投影圖；圖中葉片中間實線部分是上導(dǎo)葉和下導(dǎo)葉的分界線，其中上導(dǎo)葉與殼體固定，下導(dǎo)葉和輪轂體固定。

圖2為空間導(dǎo)葉體B-B截面圖。

圖3為空間導(dǎo)葉體俯視圖（從A向看）。

圖4為錯列式空間導(dǎo)葉體出口速度云圖4（1）和傳統(tǒng)空間導(dǎo)葉體出口速度云圖4（2）。

圖5為錯列式空間導(dǎo)葉體出口壓力云圖5（1）和傳統(tǒng)空間導(dǎo)葉體出口壓力云圖5（2）。

圖6為錯列式空間導(dǎo)葉體和傳統(tǒng)空間導(dǎo)葉體出口平均壓力脈動對比圖。縱軸表示壓力系數(shù)ψ=P/(0.5*ρU????????????????????????????????????????????????),其中P為壓力，ρ為流體的密度，U₂為葉輪出口圓周速度，橫軸表示時間。

圖1中1.殼體，2.上導(dǎo)葉，3.下導(dǎo)葉，4.輪轂體，5.葉輪，6.固定葉。

具體實施方式