[發明專利]一種新型的非對稱式低噪聲離心泵

在審

• 申請號: 202011153393.1
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112360805A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 高波;顧嘉嶸;張寧;王非凡;倪丹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種新型的非對稱式低噪聲離心泵，屬于流體機械領域。本發明打破傳統的葉片沿圓周方向均勻布置方式，從減小流動誘導噪聲出發，通過將葉輪葉片和導葉葉片進行非對稱布置，重構葉輪、導葉內流動模式，使得葉輪旋轉時，抑制流體經過葉輪、導葉和蝸殼時所產生的動靜干涉能量，避免因葉片對稱均勻布置產生的激勵疊加效應，降低流激噪聲能量，從而達到低噪聲泵設計的目的。

技術領域

本發明涉及一種新型的非對稱式低噪聲離心泵，屬于流體機械領域。

背景技術

泵作為重要的能量轉換裝置和流體輸送設備，廣泛應用于國民經濟的各個部門以及艦船、航空航天等尖端技術領域，其中離心泵約占70％。泵產生的噪聲目前已成為工廠、泵站和住宅小區等的主要噪聲源之一，尤其在工業、核電、軍事裝備領域，泵的噪聲水平已經成為重要性能指標。泵產生的噪聲主要分為機械噪聲和流動誘導噪聲兩種。機械噪聲是指泵運行時受撞擊力、摩擦力等作用下，產生強烈振動而向空間輻射的噪聲；流動誘導噪聲是指由于泵內非定常流動而存在壓力脈動，其部分能量向外輻射形成噪聲。

目前離心泵降噪手段主要集中于加設降噪裝置減小機械噪聲。例如“新型高效降噪旋轉離心泵”(專利號：201711201556.7)公開了一種在轉軸上增設降噪三角帶的離心泵。“一種具有降噪功能的離心泵”(專利號：201720373697.0)通過設置減震墊、緩沖墊、隔音箱以及箱內的消音孔來減小離心泵噪聲，而未見改變泵布置方式以來減小的噪聲的相關專利報導。

發明內容

本發明打破傳統的葉片沿圓周方向均勻布置方式，提出了一種新型具有降噪功能的非對稱布置離心泵。本發明所述的特殊結構離心泵從減小流動誘導噪聲出發，通過將葉輪葉片和導葉葉片進行非對稱布置，重構葉輪、導葉內流動模式，使得葉輪旋轉時，抑制流體經過葉輪、導葉和蝸殼時所產生的動靜干涉能量，避免因葉片對稱均勻布置產生的激勵疊加效應，降低流激噪聲能量，從而達到低噪聲泵設計的目的。

本發明采用的技術方案如下：

一種新型的非對稱式低噪聲離心泵，該離心泵包括葉輪、導葉和蝸殼。其特征在于：葉輪葉片和導葉葉片沿圓周方向以一定規律進行非對稱布置。在葉輪中定義以第一片葉輪葉片為起點，沿葉輪旋轉方向，相鄰葉片出口邊與前一葉片出口邊的夾角為葉輪葉片布置角θ；在導葉中以第一片導葉葉片為起點，沿葉輪旋轉相反方向，定義相鄰葉片出口邊與前一葉片出口邊的夾角為導葉葉片布置角φ。葉輪葉片布置角和導葉葉片布置角均滿足以下周期函數：

(θ,φ)_i＝(θ,φ)′+Δ(θ,φ)·sin(i·(θ,φ)′)或(θ,φ)_i＝(θ,φ)′+Δ(θ,φ)·cos(i·(θ,φ)′)。

其中i指的是從起點開始的第i個葉片，(θ,φ)_i指的是第i個葉片的葉片非對稱布置角，(θ,φ)′指的是葉片常規對稱布置角，其大小為其中Z為葉片數，Δ(θ,φ)指的是最大非對稱布置變化角度，其范圍可取0＜Δ(θ,φ)＜180/Z，Z為葉片數。該低噪聲泵的葉輪葉片數為4～12片，導葉葉片數為6～20片，葉輪、導葉所有葉片的形狀及幾何參數一致。本發明通過將葉輪葉片和導葉葉片沿圓周方向進行非線性對稱布置，重構葉輪、導葉內流動模式，使得葉輪旋轉時，抑制流體經過葉輪、導葉和蝸殼時所產生的動靜干涉能量，避免因葉片對稱均勻布置產生的激勵疊加效應，降低流激噪聲能量，從而達到低噪聲泵設計的目的。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的非對稱式離心泵軸截面示意圖。

圖2是本發明的非對稱式離心泵葉輪葉片布置角分布示例圖。

圖3是本發明的非對稱式離心泵導葉葉片布置角分布示例圖。

具體實施方式