[發(fā)明專利]一種具有錯(cuò)列非均勻?qū)ΨQ葉輪/導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的低噪聲離心泵

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110535097.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113187760A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寧;蔣俊賢;高波;倪丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D29/22
• 分類號(hào): F04D29/22;F04D29/44;F04D29/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種具有錯(cuò)列非均勻?qū)ΨQ葉輪/導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的低噪聲離心泵。本發(fā)明打破常規(guī)的葉輪葉片均勻?qū)ΨQ的布置模式，將葉輪與導(dǎo)葉相鄰葉片之間的布置角大小按照周期性的三角函數(shù)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，使葉片間的布置角度符合周期性分布規(guī)律，抑制葉輪出口流體與導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜干涉作用產(chǎn)生的壓力波的疊加效應(yīng)，降低了壓力脈動(dòng)幅值。同時(shí)在葉輪與導(dǎo)葉中間設(shè)置了肋板，將葉輪與導(dǎo)葉通過肋板進(jìn)行錯(cuò)列布置，使同一時(shí)刻流出葉輪流道和導(dǎo)葉流道的液體流量減小，離心泵動(dòng)葉與靜葉之間的動(dòng)靜干涉作用進(jìn)一步減弱，從而達(dá)到降低振動(dòng)噪聲的目的，在不影響下效率的前提下，提高了離心泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開一種新型的具有低噪聲特性的葉輪、導(dǎo)葉設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，特指一種具有錯(cuò)列非均勻?qū)ΨQ葉輪/導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的低噪聲離心泵，該設(shè)計(jì)理念、方法可以應(yīng)用在葉片泵葉輪設(shè)計(jì)，空間導(dǎo)葉設(shè)計(jì)，徑向?qū)~設(shè)計(jì)，離心、混流風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，軸流風(fēng)扇設(shè)計(jì)領(lǐng)域，以及其他相似領(lǐng)域。

背景技術(shù)

離心泵廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，是重要的流體輸送裝備。導(dǎo)葉式離心泵具有良好的運(yùn)行特性，是艦船用泵的主力泵型，離心泵的低噪聲特性會(huì)直接影響裝備系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性以及低噪聲特性。導(dǎo)葉與葉輪之間會(huì)產(chǎn)生典型的動(dòng)靜干涉現(xiàn)象，導(dǎo)葉和葉輪的匹配會(huì)對(duì)泵的低噪聲性能造成很大影響，不良的匹配特性不僅會(huì)在葉輪與導(dǎo)葉流道中產(chǎn)生較大的水力損失，造成泵效率較低，還會(huì)使泵在運(yùn)行過程中產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，影響泵運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的葉輪葉片均采用沿圓周方向均勻布置的結(jié)構(gòu)形式，每個(gè)流道流出的液體流量相同，從葉輪流出的液體會(huì)與導(dǎo)葉葉片發(fā)生動(dòng)靜干涉作用。此外，對(duì)于常規(guī)的均勻分布葉片結(jié)構(gòu)，由于各葉片通過導(dǎo)葉葉片的頻率一致，壓力波容易在葉輪出口處出現(xiàn)相位疊加效應(yīng)，從而導(dǎo)致高幅壓力脈動(dòng)，使泵體產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)，甚至對(duì)泵運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，高效、低噪聲離心泵設(shè)計(jì)是目前研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)問題。

目前針對(duì)離心泵過流部件結(jié)構(gòu)形式的研究主要集中在葉輪葉片出口形狀、幾何參數(shù)、葉片數(shù)等方面。例如，楊敏官等研究了葉片出口段形狀對(duì)混流式核主泵葉輪能量性能的影響。邴浩等研究了混流泵葉片數(shù)對(duì)泵性能的影響。萬倫等對(duì)高比轉(zhuǎn)速離心泵進(jìn)行研究，探討葉片包角對(duì)高比轉(zhuǎn)速離心泵性能的影響。目前在離心泵設(shè)計(jì)過程中，極少關(guān)注葉片的布置形式、葉輪/導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)形式對(duì)泵性能及低噪聲特性的影響。因此打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)葉輪進(jìn)行結(jié)構(gòu)重構(gòu)，對(duì)提高水力性能、降低葉輪與導(dǎo)葉的動(dòng)靜干涉能量以及優(yōu)化泵的振動(dòng)噪聲水平具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了抑制離心泵的動(dòng)靜干涉能量，降低離心泵運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)噪聲水平，本發(fā)明打破傳統(tǒng)的葉片沿圓周方向均勻布置方式以及葉輪導(dǎo)葉的結(jié)構(gòu)形式，提出了一種具有錯(cuò)列非均勻?qū)ΨQ葉輪/導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)的低噪聲離心泵，從而實(shí)現(xiàn)降低噪聲設(shè)計(jì)的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明打破常規(guī)的葉輪葉片均勻?qū)ΨQ的布置模式，將葉輪與導(dǎo)葉相鄰葉片之間的布置角大小按照周期性的三角函數(shù)關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)，使葉片間的布置角度符合周期性分布規(guī)律，抑制葉輪出口流體與導(dǎo)葉之間的動(dòng)靜干涉作用產(chǎn)生的壓力波的疊加效應(yīng)，降低了壓力脈動(dòng)幅值。同時(shí)在葉輪與導(dǎo)葉中間設(shè)置了肋板，將葉輪與導(dǎo)葉通過肋板進(jìn)行錯(cuò)列布置，使同一時(shí)刻流出葉輪流道和導(dǎo)葉流道的液體流量減小，離心泵動(dòng)葉與靜葉之間的動(dòng)靜干涉作用進(jìn)一步減弱，從而達(dá)到降低振動(dòng)噪聲的目的，在不影響下效率的前提下，提高了離心泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。