[發明專利]一種無葉頂泄漏渦的軸流泵

在審

• 申請號: 201410385906.X
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104154043A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 張德勝;邢津;施衛東;郎濤;陳刻強;程成
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/52
• 分類號: F04D29/52
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種用于消除軸流泵葉頂泄漏流和泄漏渦的葉片，屬于流體機械產品技術領域。

背景技術

軸流泵因其流量大、揚程低、結構簡單、使用方便等特點，在農田排灌、防洪排澇、城市給排水、跨流域調水工程等方面得到了廣泛應用，因此提高軸流泵的效率和運行穩定性具有重要的現實意義。在傳統軸流泵葉輪中，由于軸流式葉輪的結構特征，葉片葉頂與轉輪室之間不可避免存在一定的間隙，葉片工作面與吸力面之間的壓差作用會致使一部分流體介質越過葉頂間隙,形成泄漏流動。泄漏流與主流發生卷吸而形成葉頂泄漏渦，泄漏渦在向下游發展的過程中漩渦強度和尺度逐漸增大，堵塞主流，尤其在小流量工況，易誘導軸流泵進入旋轉失速不穩定工況，因此，軸流泵葉頂泄漏渦對流場結構、能量傳輸、負荷能力及損失有著重要影響。泄漏流造成的損失與泄漏流量有關，泄漏流量越多，泄漏流造成的損失越大。因此要解決這一問題必須要改變葉片葉頂和轉輪室的配合關系，使得葉片葉頂和轉輪室之間不存在可供流體介質泄露的間隙。

經檢索，已授權的專利“一種用于粒子圖像測速的軸流泵及其粒子圖像測速的方法（申請號：201210103048.6）”，其設計出軸流泵葉片葉頂和轉輪室之間存在0.5mm的徑向間隙，并不能避免葉頂處的泄漏流動；已公開的專利“一種減弱軸流泵葉頂泄漏流和泄漏渦的葉片結構（申請號：201310412030.9）”，其通過將軸流泵葉頂加工成鋸齒形的結構來減少泄漏量，但是將葉片葉頂加工成鋸齒狀具有一定的難度，并且這并不能從根本上消除泄漏流，隨著葉片在水中長期運行，鋸齒狀的葉頂會逐漸被磨損從而失去減少泄漏流的作用。由此可見，目前軸流泵葉輪的結構并不能從根本上解決葉片葉頂泄漏流和泄漏渦。

發明內容

為了解決軸流泵葉頂泄漏流和泄漏渦發生的問題，本發明目的在于提供一種新型的軸流泵葉輪。

本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：一種無葉頂泄漏渦的軸流泵，包括轉輪室，葉輪輪轂，葉輪葉片，圓筒和軸，所述葉輪葉片固定在所述軸上，所述葉輪葉片位于所述轉輪室內，所述葉輪葉片的葉頂上設有鍵槽，所述圓筒通過鍵固定安裝在所述葉輪葉片的葉頂上，所述圓筒的內徑和所述葉輪葉片的外徑相同，所述轉輪室內壁面上設有凹腔，所述圓筒位于所述轉輪室內壁面的凹腔里，所述圓筒與所述轉輪室內壁面的凹腔壁構成間隙配合。

上述方案中，所述轉輪室包括前轉輪室和后轉輪室，所述前轉輪室和后轉輪室通過螺栓固定連接。

上述方案中，所述鍵通過緊定螺釘固定在所述葉輪葉片的葉頂上。

進一步地，所述圓筒的長度h和所述葉輪葉片葉頂在圓周展開圖上的高度h1相等，所述圓筒的厚度s為5mm。

進一步地，所述鍵槽的幾何中心位于所述葉輪葉片所在的輪轂圓弧中心上。

進一步地，所述鍵槽的傾斜角度ɑ與葉輪葉片的葉頂安放角β相等。

上述方案中，還包括導葉，所述導葉通過軸承安裝在所述軸上。

本發明的有益效果是，通過固定在葉片頂部的圓筒來消除葉頂間隙，從根本上避免了葉頂泄露流和泄露渦，提高泵的揚程和水力效率，并改善軸流泵的水力穩定性。

附圖說明

圖1是軸流泵葉輪和導葉的示意圖。

圖2是葉頂圓周展開圖。

圖3是軸流泵葉輪葉頂和圓筒在鍵槽區域的剖面圖。

圖4是圖1中葉輪的A-A的剖面圖。

圖中，1是前轉輪室，2是葉輪輪轂，3是葉輪葉片，4是圓筒，5是輪轂圓弧中心，6是葉頂，7是后轉輪室，8是導葉，9是軸承，10是軸，11是葉頂端面的鍵槽，12是圓筒上的鍵槽，13平鍵，14緊定螺釘。

圖中，d1表示葉輪葉片的外徑，d2表示圓筒的內徑，h表示圓筒的長度，s表示圓筒的厚度，b表示葉頂上鍵槽的寬度，L表示葉頂上鍵槽的長度，t1葉頂上鍵槽的深度，t2表示葉頂上螺釘孔的深度，d表示螺釘孔的直徑，ɑ表示鍵槽的傾斜角度，h表示圓筒的高度，h1表示葉頂圓周展開圖上葉頂的高度，h2表示鍵槽中心和葉頂出口邊在旋轉軸方向上的距離，h3表示輪轂圓弧中心和葉頂出口邊在旋轉軸方向上的距離，β為葉頂安防角。

具體實施方式