[發明專利]一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體

有效

• 申請號: 201610008953.1
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105545814B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 李家文;李欣;蔡國飆
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F04D29/52
• 分類號: F04D29/52;F04D29/54;F02K9/46
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

本發明公開了一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體，包括上游管路、泵殼體、套筒、螺旋槽、誘導輪。螺旋槽安裝在誘導輪入口處，其旋向與誘導輪相反，套筒用來固定螺旋槽的位置。誘導輪工作時，螺旋槽的存在增強了葉尖間隙的回流，同時螺旋槽會對流體做功，使誘導輪的揚程保持不變或者少量提升。

技術領域

本發明屬于液體火箭發動機推進技術領域，具體涉及一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體。

背景技術

誘導輪是安裝在離心泵前面用來提高其氣蝕性能的軸流泵。為了減小渦輪泵的尺寸，誘導輪也不斷向小型化、高速化發展，因此誘導輪內部不可避免會發生氣蝕現象。為了提高誘導輪的氣蝕性能，國內外開展了大量的研究，提出了一些改變誘導輪殼體形狀的方法，如開環形槽，采用階梯殼體，在殼體上按照螺旋靜葉等；或者改變葉片形狀，如葉片打孔等。這些方法雖然在一定程度上能提高誘導輪的氣蝕性能，但是有可能導致誘導輪的揚程或者效率下降，有些會顯著增大誘導輪的殼體直徑。因此在不增大誘導輪尺寸的前提下，需要一種既能提高誘導輪氣蝕性能，又不影響誘導輪揚程的新裝置。

發明內容

本發明針對現有改善誘導輪氣蝕性能方法存在的問題，提出了一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體。

一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體，包括上游管路、泵殼體、套筒、螺旋槽、誘導輪；

泵殼體內開槽，將螺旋槽放入槽內，位置在誘導輪入口處，然后用套筒將螺旋槽位置固定；泵殼體和上游管路通過螺栓連接，用密封圈密封。

本發明的優點和積極效果在于：

(1)螺旋槽安裝在誘導輪入口，能夠像其他開槽方法一樣改善誘導輪入口流動條件，提高誘導輪的氣蝕性能；

(2)螺旋槽的旋向與誘導輪旋向相反，由于螺旋槽內主要是回流，從而能夠對流體做功，使誘導輪揚程保持不變或者少量提升；

(3)螺旋槽的深度根據需要取1～5mm，對誘導輪殼體的尺寸影響不大；

(4)采用套筒定位螺旋槽，方便拆裝，同時可以根據需要選擇不同長度螺旋槽。

(5)螺旋槽方案可以直接在原誘導輪殼體上進行改進，不需要重新設計誘導輪。

附圖說明

圖1是本發明的螺旋槽殼體結構圖。

圖2是螺旋槽結構圖。

圖中：

1-上游管路 2-泵殼體 3-套筒

4-螺旋槽 5-誘導輪

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

本發明的一種用于改善誘導輪氣蝕性能的螺旋槽殼體，如圖1所示，包括上游管路1、泵殼體2、套筒3、螺旋槽4、誘導輪5。

泵殼體2內開槽，將螺旋槽4放入槽內，螺旋槽4位于誘導輪5入口處，通過套筒3將螺旋槽4位置固定，泵殼體2和上游管路1通過螺栓連接，用密封圈密封。

所述的，泵殼體2開槽位置根據誘導輪5在泵殼體2內的安裝位置而定；

所述的，螺旋槽4的深度、寬度、長度、螺旋角和槽的數目根據誘導輪的尺寸進行設計，深度一般不超過5mm，槽的數目不少于10個，螺旋槽4的旋向與誘導輪5的旋向相反，例如誘導輪5是左旋，螺旋槽4就設計成右旋，如圖2所示，螺旋槽4的安裝位置保證其一部分伸入誘導輪5葉片前緣下游，另一部分在誘導輪5葉片前緣上游；

所述的，套筒3的長度和螺旋槽4的長度之和等于泵殼體2開槽的長度，保證安裝后螺旋槽4位置固定。

誘導輪5正常工作時，由于誘導輪5葉片外緣存在葉尖間隙，并且誘導輪5葉片吸力面和壓力面存在壓力差，誘導輪5葉尖間隙內會存在回流，螺旋槽4的存在使得該處的葉尖間隙增大，導致回流作用增強，在回流的作用下改善誘導輪5入口處低壓區的流動，進而提高誘導輪5的氣蝕性能。在螺旋槽4內，由于螺旋槽4內主要是回流，并且螺旋槽4的旋向與誘導輪5相反，其內流動方向與誘導輪5流道內也相反，因此螺旋槽4會和誘導輪5葉片一樣對流體做功，從而保證揚程不會因為回流增強而下降，在合理的設計下，甚至能提高誘導輪的揚程。