[發(fā)明專利]一種旋渦泵

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010955821.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN112081749A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張惟斌;江啟峰;劉小兵;何坤健;張慧宇;韓宇明;詹月靈;衡亞光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D5/00
• 分類號(hào): F04D5/00;F04D29/18;F04D29/42;F04D29/66
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 張堰黎

本發(fā)明公開了一種旋渦泵，包括泵殼、蓋板和葉輪，泵殼與蓋板結(jié)合形成用于置納葉輪的容腔和流道，葉輪包括圓盤狀輪轂和若干葉片，葉片均勻間隔呈發(fā)射狀沿輪轂徑向排布，形成繞輪轂外周交錯(cuò)、成曲線繞行的流體流動(dòng)方向；流道成環(huán)形蝸殼狀，其橫截面面積由入口至出口逐漸增大。本發(fā)明葉片能使流體在流動(dòng)過程中受力均勻，形成穩(wěn)定的旋渦，提高葉輪和泵殼流道內(nèi)流體之間能量傳遞效率，有效降低泵內(nèi)壓力脈動(dòng)的振幅，防止共振，降低旋渦泵噪聲，提高旋渦泵性能表現(xiàn)；蝸殼狀環(huán)形流道避免了普通流道較大的能量損失，同時(shí)減小了對(duì)葉輪的沖擊作用，進(jìn)口和出口流道與流體流動(dòng)方向一致的設(shè)計(jì)，均進(jìn)一步提高了旋渦泵的抗氣蝕能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械泵設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于旋渦泵設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具 體涉及一種旋渦泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

燃油泵作為燃油系統(tǒng)的重要?jiǎng)恿υ唬涔δ苁菍⒃瓌?dòng)機(jī)的機(jī)械 能傳遞和轉(zhuǎn)換給輸送燃油，使其具有一定壓力和流量，從而為后續(xù)工作部 件提供高壓燃油。燃油泵如采用齒輪泵，在實(shí)際運(yùn)行中，由于運(yùn)行條件的 復(fù)雜性，會(huì)存在短時(shí)干轉(zhuǎn)的情況。為了提高燃油泵的運(yùn)行可靠性，迫切需 要解決小流量、高揚(yáng)程、小體積的燃油泵干轉(zhuǎn)的問題。

旋渦泵屬于葉片式泵，工作時(shí)液體從吸入口流入葉輪，經(jīng)葉輪加速后 又流回流道，并把能量傳遞給流道內(nèi)的液體，如此多次重復(fù)加速后由壓水 室出口流出，使泵具有很高的揚(yáng)程，且結(jié)構(gòu)緊湊，并且可以短時(shí)干轉(zhuǎn)，因 此旋渦泵具有作為燃油泵的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的旋渦泵分為閉式葉輪旋渦泵和開式葉輪旋渦泵，如圖1至圖5 所示，葉輪是由圓盤及其外緣圓周上呈放射狀均勻排列的葉片組成。閉式 葉輪是指葉片部分設(shè)有中間隔板，反之，開式葉輪則沒有中間隔板。葉輪 是使流體產(chǎn)生離心力差，從而形成縱向旋渦和橫向旋渦。

傳統(tǒng)旋渦泵工作時(shí)，流體流入旋渦泵葉輪葉片間時(shí)沖角較大，導(dǎo)致旋 渦泵抗氣蝕性能較差。流體在流道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡是呈螺旋線狀向前運(yùn)動(dòng)的， 即旋渦運(yùn)動(dòng)，在流動(dòng)過程中會(huì)與固定壁面發(fā)生多次撞擊，且會(huì)發(fā)生二次流、 回流等現(xiàn)象，使流體的流動(dòng)損失較大，導(dǎo)致旋渦泵的工作效率較低，僅為 20％～40％，無法滿足工程實(shí)際需要。除此之外，傳統(tǒng)旋渦泵泵體流道的進(jìn) 出口處與流體的流動(dòng)方向呈一較大的角度。在進(jìn)口處，流體帶有一定的初速度進(jìn)入泵體，會(huì)直接沖擊葉輪，使葉輪額外承受液流沖擊力，會(huì)對(duì)旋渦 泵的正常工作產(chǎn)生一定的影響。而且，部分流體以這樣的方式進(jìn)入葉輪后， 由于撞擊到了葉片壁面，流速降為0，然后又在旋轉(zhuǎn)葉片的帶動(dòng)下，流速瞬 間增大，此時(shí)壓力急劇減小，若低于流體的飽和蒸汽壓，會(huì)發(fā)生氣蝕，這 是導(dǎo)致普通流道旋渦泵抗氣蝕性能較差的原因。在出口處，由于流道出口 與流體流動(dòng)方向不一致，會(huì)使流體的流向發(fā)生急劇地變化，且部分流體會(huì) 直接撞擊流道的固體壁面，從而產(chǎn)生較大的能量損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有旋渦泵存在的問題，提供一種交錯(cuò)葉片的矩形蝸 殼旋渦泵，其目的在于減少流體在泵內(nèi)流動(dòng)過程中的損失，提高葉片對(duì)流 體的做功能力，進(jìn)而改善旋渦泵的工作性能，并便于加工。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

旋渦泵，包括泵殼、蓋板和葉輪，所述的泵殼與蓋板結(jié)合形成用于置 納葉輪的容腔和流道，其特征在于：所述葉輪包括圓盤狀輪轂和若干葉片， 葉片均勻間隔呈發(fā)射狀沿輪轂徑向排布，形成繞輪轂外周交錯(cuò)、成曲線繞 行的流體流動(dòng)方向；所述流道成環(huán)形蝸殼狀，其橫截面面積由入口至出口 逐漸增大。

本發(fā)明所述流道入口方向與流道流體流動(dòng)方向一致，流道出口方向與 流道流體流動(dòng)方向一致。

本發(fā)明所述葉片一種結(jié)構(gòu)是葉片沿輪轂外周兩側(cè)左右等距交錯(cuò)、單排 排布形成曲線繞行流動(dòng)的流道；各葉片橫截面為矩形。

本發(fā)明所述葉片一種結(jié)構(gòu)是葉片沿輪轂外周等距交錯(cuò)、單雙片排布， 單葉片位于輪轂外周兩側(cè)中心、雙葉片位于輪轂外周兩側(cè)邊緣，形成曲線 繞行流動(dòng)的流道；各葉片橫截面為矩形。