[發明專利]一種高效對旋軸流泵有效

申請號：	201810473638.5	申請日：	2018-05-17
公開（公告）號：	CN108678960B	公開（公告）日：	2020-02-21
發明（設計）人：	王秀禮;方杰;朱榮生;付強	申請（專利權）人：	江蘇大學
主分類號：	F04D3/00	分類號：	F04D3/00;F04D13/06;F04D29/18;G06F30/17
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	212013 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高效軸流泵
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【說明書】：

本發明提供一種高效對旋軸流泵，包括前置葉輪、后置葉輪和雙轉子對轉電機；所述前置葉輪與雙轉子對轉電機的外轉子軸連接；所述后置葉輪與雙轉子對轉電機的內轉子軸連接；所述前置葉輪和后置葉輪旋轉方向相反，且所述前置葉輪和后置葉輪的輪緣直徑D和輪轂直徑d_h相等。本發明在原有軸流泵葉輪設計方法的基礎上結合對旋軸流泵結構特點及流動狀況進行了合理的優化設計，尤其是對旋軸流泵前后置葉輪耦合流動處的翼型安放角進行了合理流動設定，提高了對旋軸流泵的水力效率。

技術領域

本發明屬于軸流泵研究領域，特別針對于一種高效對旋軸流泵。

背景技術

軸流泵是一種葉片泵，它靠旋轉葉輪的葉片對液體產生的作用力使液體沿軸線方向進行輸送。軸流泵是動力式泵中比轉速最高的一種，主要適用于超大流量的場合，如灌溉、排澇、船塢排水、運河船閘的水位調節，或用作電廠大型循環水泵。

與傳統單級軸流泵相比，對旋軸流泵是將傳統軸流泵的后置靜葉用后置動葉代替，前后置葉輪反向旋轉而得到的軸流泵。后置葉輪不僅可以回收前置葉輪出口的動能，同時給液流二次加功，因而對旋軸流泵具有體積小、揚程高、空化性能好等特點，且在同樣的設計參數下，對旋軸流泵可以有效縮小泵體尺寸，降低大型軸流泵因制造加工帶來的困難等。另外近年來，由于對旋式水力機組具有雙向運行的特性，近年來，開始應用于海洋水下發電、潮汐發電等領域。

從2002開始，國內清華大學的王德軍等開始了對旋軸流泵的系列研究，建立模型設計的基本理論和基本方法，提出“上翹形”的葉片設計和聯合優化方法，但此后就鮮有對對旋軸流泵的相關研究和專利報道，2014年華中科技大學王凱對可逆式對旋軸流泵進行了模型設計及相關的數值分析研究，但是他們僅限于對負荷分配系數作單一的研究，沒有對轉速分配上進行以及前后置葉輪耦合流動作進一步分析，本發明在前人的基礎上，對轉速和負荷分配做了細致的定義和研究，進一步改進前后置葉輪耦合流動特性，通過對對旋軸流泵前后置葉輪系列進行建模分析，并通過ANSYS CFX進行模擬，提出一種高效對旋軸流泵葉輪結構及水力設計技術，可供做設計參考。

發明內容

通過研究，本發明提供了一種高效對旋軸流泵葉輪。本發明的目的在于，通過對前后置葉輪的設計參數重新定義以及重要的葉輪幾何參數優化設計，改善前后置葉輪對旋流動中耦合流動情況，提高對旋軸流泵的效率。

本發明需要確定前置葉輪1和后置葉輪2的設計參數和幾何參數，設計參數包括前置葉輪的設計轉速n_F和后置葉輪的設計轉速n_R，前置葉輪的名義比轉速n_qF和后置葉輪的名義比轉速n_qR，幾何參數包括前置葉輪和后置葉輪的輪緣直徑D，輪轂直徑d_h，前置葉輪的葉輪葉片數Z_F和后置葉輪的葉輪葉片數Z_R，前置葉輪分流面處的葉片稠密度λ_iF和后置葉輪分流面處的葉片稠密度λ_iR，前置葉輪分流面的葉片前緣安放角β_iF1和后緣安放角β_iF2，后置葉輪分流面的β_iR1葉片前緣安放角和后緣安放角β_iR2。