[發(fā)明專利]彎葉片旋渦泵葉輪

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610916545.6
• 申請(qǐng)日: 2016-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107975491A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李祥陽(yáng);陳萬(wàn)強(qiáng);陶佳欣;王瑋;卿綠軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安航空學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): F04D29/24
• 分類(lèi)號(hào): F04D29/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種葉輪，具體來(lái)說(shuō)涉及一種彎葉片旋渦泵葉輪，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

旋渦泵是一種適用于低比轉(zhuǎn)速小流量工況下的葉片式泵，葉輪是其關(guān)鍵部件。旋渦泵通過(guò)葉輪內(nèi)和流道內(nèi)流體的動(dòng)量交換來(lái)對(duì)流體增壓加速，在流動(dòng)區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生大量的縱向旋渦和徑向旋渦。

傳統(tǒng)的旋渦泵多采用直葉片葉輪，流體在葉輪內(nèi)的流動(dòng)損失較大，而二次流動(dòng)損失是造成旋渦泵效率低的重要原因之一。

旋渦泵葉片數(shù)相對(duì)于離心泵較多，采用傳統(tǒng)三維彎掠葉片造型的葉輪會(huì)對(duì)加工造成困難，設(shè)計(jì)周期和成本增加。因此，需要開(kāi)發(fā)一種新型的旋渦泵葉輪兼顧性能和成本問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于解決上述問(wèn)題。為此，本發(fā)明提供一種彎葉片旋渦泵葉輪，目的是在充分減小旋渦泵內(nèi)流體在葉片間的二次流動(dòng)損失，改善葉輪出口的“射流-尾跡”結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)葉片對(duì)流體的做功能力，從而提高效率和揚(yáng)程。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種彎葉片旋渦泵葉輪，包括輪盤(pán)1，葉片2，安裝于泵體3內(nèi)部的中空流道內(nèi)，電機(jī)帶動(dòng)葉輪順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，流體從進(jìn)口4流入，從出口5流出。

所述葉片2為一曲面沿周向回轉(zhuǎn)一定角度生成，該角度取1°~3°，該曲面基于一條B樣條曲線和與旋轉(zhuǎn)軸同向的直線生成。

所述葉片2中的B樣條曲線包含控制點(diǎn)p1、p2、p3、p4、p5，其中p1位于輪轂上，p5位于輪緣上，p1與p2的距離、p4與p5的距離為0.1~0.5mm，β1、β2取0~60°，根據(jù)旋渦泵葉間速度三角形具體確定，x，y取值根據(jù)旋渦泵葉間流量給定，并使得生成的B樣條曲線光滑過(guò)渡。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明安裝示意圖。

圖2是本發(fā)明葉片中弦線構(gòu)型示意圖。

圖3是本發(fā)明的前彎葉片實(shí)施例。

圖4是本發(fā)明的后彎葉片實(shí)施例。

圖5是本發(fā)明前彎葉片實(shí)施例不同葉片角與直葉片對(duì)比的流量系數(shù)-揚(yáng)程系數(shù)圖。

圖6是本發(fā)明后彎葉片實(shí)施例不同葉片角與直葉片對(duì)比的流量系數(shù)-揚(yáng)程系數(shù)圖。

圖7是本發(fā)明前彎葉片實(shí)施例不同葉片角與直葉片對(duì)比的流量系數(shù)-效率圖。

圖8是本發(fā)明后彎葉片實(shí)施例不同葉片角與直葉片對(duì)比的流量系數(shù)-效率圖。

圖中 1-輪盤(pán)；2-葉片；3-泵體；4-進(jìn)口；5-出口； p1-控制點(diǎn)1；p2-控制點(diǎn)2；p3-控制點(diǎn)3；p4-控制點(diǎn)4；p5-控制點(diǎn)5；β1-葉片進(jìn)口角；β2-葉片出口角；x-控制點(diǎn)3到控制點(diǎn)1、2連線距離；y-控制點(diǎn)3到過(guò)控制點(diǎn)5的輪緣切線距離。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實(shí)施。

如圖1所示的一種彎葉片旋渦泵葉輪，包括輪盤(pán)1，葉片2，安裝于泵體3內(nèi)部的中空流道內(nèi)，電機(jī)帶動(dòng)葉輪順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，流體從進(jìn)口4流入，從出口5流出。

圖3為本發(fā)明的前彎葉片實(shí)施例，其特征在于彎葉片的凹向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向一致。

圖4為本發(fā)明的后彎葉片實(shí)施例，其特征在于彎葉片的凹向與葉輪的旋轉(zhuǎn)方向相反。

保證旋渦泵轉(zhuǎn)速和進(jìn)口壓力不變，僅改變出口壓力，通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)方法來(lái)得到不同實(shí)施例方案下彎葉片旋渦泵葉輪和直葉片旋渦泵葉輪的流量系數(shù)-揚(yáng)程系數(shù)曲線以及流量系數(shù)-效率曲線。

如圖5所示，采用前彎葉片且β1=β2=10°、30°的彎葉片葉輪揚(yáng)程系數(shù)高于直葉片葉輪，尤其在低流量系數(shù)下?lián)P程提高更多，而采用前彎葉片且β1=β2=50°的彎葉片葉輪揚(yáng)程系數(shù)低于直葉片葉輪。

如圖6所示，采用后彎葉片且β1=β2=10°、30°、50°的彎葉片葉輪揚(yáng)程系數(shù)均低于直葉片葉輪。

如圖7所示，采用前彎葉片且β1=β2=10°、30°的彎葉片葉輪效率高于直葉片葉輪，在高流量系數(shù)下相對(duì)于直葉片葉輪能提高最多5%的效率。采用前彎葉片且β1=β2=50°的彎葉片葉輪效率低于直葉片葉輪。

如圖8所示，采用后彎葉片且β1=β2=30°、50°的彎葉片葉輪效率均低于直葉片葉輪，采用后彎葉片且β1=β2=10°的彎葉片葉輪效率在低流量系數(shù)下效率與直葉片葉輪持平，在高流量系數(shù)下效率能提高1%~2%。

以上實(shí)施例只是本發(fā)明具體實(shí)施方式中的一部分，在實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)旋渦泵的實(shí)際工作情況來(lái)選擇合適的β1和β2，從而獲得合適的揚(yáng)程特性和效率特性，本領(lǐng)域的技人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。