一種帶吸力面副葉片的混流葉輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混流泵，特指一種帶吸力面副葉片的混流葉輪。其特征在于：在混流葉輪流道內(nèi)相鄰兩葉片之間設(shè)有吸力面副葉片，吸力面副葉片與葉片工作面分離，安裝在葉片背面上，通過(guò)在葉輪流道內(nèi)布置吸力面副葉片結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行阻斷不良的軸向流動(dòng)，降低了流道內(nèi)的速度梯度，使葉輪流道的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)更加均勻，進(jìn)一步改善泵的性能。
【專利說(shuō)明】一種帶吸力面副葉片的混流葉輪

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混流泵，特指一種帶吸力面副葉片的混流葉輪。

【背景技術(shù)】
[0002]混流泵在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中扮演著重要的角色，其形狀介于離心泵和軸流泵之間，具有流量大、揚(yáng)程高等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也消耗了大量的電力，因此提高混流泵的性能對(duì)于新型節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)具有重要意義?；炝鞅玫娜~輪型線在空間呈現(xiàn)復(fù)雜扭曲形狀，幾何參數(shù)極為復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，同時(shí)各個(gè)參數(shù)之間的相互影響關(guān)系目前還未全部弄清，因此高效的混流葉輪設(shè)計(jì)成為混流泵設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)問(wèn)題，混流葉輪內(nèi)部流體受離心力和升力的共同作用，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相較離心泵和軸流泵更為復(fù)雜，如何使流體沿葉片型線平滑運(yùn)動(dòng)，降低葉輪內(nèi)部的水力損失成為提尚栗性能的關(guān)鍵冋題。
[0003]由附圖5常規(guī)混流葉輪出口的相對(duì)流速分布圖可知:靠近葉輪后蓋板的相對(duì)流速遠(yuǎn)大于靠近葉輪前蓋板的相對(duì)流速，較大的速度梯度易形成渦旋結(jié)構(gòu)，造成較大的水力損失，降低泵的性能。因此如何控制混流泵葉輪內(nèi)部不良的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，減小其內(nèi)部的速度梯度，對(duì)降低水力損失和提高泵的性能有極其顯著的影響。
[0004]目前針對(duì)混流葉輪的研宄主要集中于葉片型線、幾何參數(shù)、葉片數(shù)等因素的優(yōu)化，關(guān)醒凡、陸偉剛、施衛(wèi)東等人都對(duì)葉輪幾何參數(shù)對(duì)泵性能的影響進(jìn)行了研宄。目前大部分研宄都從優(yōu)化葉輪幾何參數(shù)出發(fā)，探索不同參數(shù)配比對(duì)泵性能的影響，未能從控制混流葉輪不良流動(dòng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，降低葉輪內(nèi)部的水力損失，從而可以進(jìn)一步提高泵的能量性能。因此混流葉輪內(nèi)部有害流動(dòng)結(jié)構(gòu)的控制對(duì)提高泵的性能具有實(shí)際意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了進(jìn)一步提高混流泵的性能，本發(fā)明從控制混流葉輪內(nèi)部不良的軸向流動(dòng)出發(fā)，提出一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，該葉輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，有效減小了葉輪內(nèi)部的速度梯度，均勻重構(gòu)了葉輪內(nèi)部的流場(chǎng)分布，降低了葉輪的水力損失，進(jìn)一步改善了混流泵的性能。
[0006]本發(fā)明提出一種帶吸力面副葉片的混流葉輪。
[0007]該吸力面副葉片位于混流葉輪流道內(nèi)相鄰兩葉片之間，與葉片工作面分離，安裝在葉片背面上，沿圓周均布，該吸力面副葉片的軸面形狀與葉輪后蓋板流線相同。
[0008]該吸力面副葉片出口和葉輪出口齊平，厚度均勻，且與葉片平均厚度相當(dāng)，其個(gè)數(shù)和葉輪葉片數(shù)相同。
[0009]該吸力面副葉片遠(yuǎn)離葉輪前蓋板，更加靠近葉輪后蓋板，其出口邊距葉輪后蓋板的距離為葉輪出口寬度的1/44/2。
[0010]該吸力面副葉片出口邊的圓周長(zhǎng)度3為相鄰葉片間圓弧長(zhǎng)度的1/4-3/4，其進(jìn)口邊圓周長(zhǎng)度6占進(jìn)口邊所在流道圓周長(zhǎng)度的比例和出口邊相同，其徑向長(zhǎng)度為葉片徑向長(zhǎng)度(1的1/^3/4。 該結(jié)構(gòu)通過(guò)控制混流葉輪流道內(nèi)液體有害的軸向流動(dòng)，減小速度梯度，以實(shí)現(xiàn)葉輪內(nèi)部流場(chǎng)均勻重構(gòu)，降低水力損失，達(dá)到提升泵性能的目的。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:從控制葉輪內(nèi)部不良軸向流動(dòng)出發(fā)，通過(guò)在葉輪流道內(nèi)布置吸力面副葉片結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行阻斷不良的軸向流動(dòng)，降低了流道內(nèi)的速度梯度，使葉輪流道的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)更加均勻，進(jìn)一步改善泵的性能。同時(shí)本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的帶吸力面副葉片的混流葉輪軸面投影圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的帶吸力面副葉片的混流葉輪平面投影圖。
[0014]圖3為本發(fā)明的帶吸力面副葉片的混流葉輪出口流道過(guò)流斷面的平面展開圖。
[0015]圖4為本發(fā)明的帶吸力面副葉片的混流葉輪出口相對(duì)流速分布結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖5為傳統(tǒng)的混流葉輪出口相對(duì)流速分布結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]圖1給出了混流葉輪的軸面投影圖，由圖可知:該吸力面副葉片3遠(yuǎn)離葉輪前蓋板1，更加靠近葉輪后蓋板2，其軸面形狀和后蓋板流線形狀相同，其出口邊距葉輪后蓋板的距離為葉輪出口寬度的1/2，其徑向長(zhǎng)度為葉片徑向長(zhǎng)度的1/2。
[0019]由圖2可知:該吸力面副葉片和葉片背面5相連，與葉片工作面4分離，其個(gè)數(shù)和葉輪葉片數(shù)相等，取為5片，吸力面副葉片均勻分布在葉輪各個(gè)流道之間，其厚度和葉片平均厚度相等，取為4111111，其出口邊和葉輪出口 6齊平。
[0020]圖3給出了葉輪出口流道過(guò)流斷面的平面展開圖，該吸力面副葉片出口邊的圓周長(zhǎng)度3為相鄰葉片間圓弧長(zhǎng)度的65.2%，其進(jìn)口邊圓周長(zhǎng)度6同樣為進(jìn)口邊所在流道圓周長(zhǎng)度的65.2%，其徑向長(zhǎng)度為葉片徑向長(zhǎng)度的50%。
[0021]圖5給出了傳統(tǒng)混流葉輪出口相對(duì)流速分布結(jié)構(gòu)知:靠近葉輪后蓋板的相對(duì)流速遠(yuǎn)大于靠近葉輪前蓋板的相對(duì)流速，較大的速度梯度易形成渦旋結(jié)構(gòu)，造成較大的水力損失，降低泵的性能。
[0022]由圖4可知:增加吸力面副葉片后，葉輪內(nèi)部的軸向流動(dòng)被強(qiáng)行阻隔，葉輪出口流場(chǎng)分布更加均勻，速度梯度小，因此可以有效地降低葉輪內(nèi)部的水力損失，提高整泵的性能。因此控制混流泵葉輪內(nèi)部的流動(dòng)結(jié)構(gòu)，減小其內(nèi)部的速度梯度，對(duì)降低水力損失和提高泵的性能有極其顯著的影響。
[0023]本例中采用(^0手段對(duì)泵的性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，在相同葉輪和蝸殼條件下，在混流泵設(shè)計(jì)點(diǎn)處，采用吸力面副葉片結(jié)構(gòu)后，混流泵的揚(yáng)程基本不變，效率提高了 2.5%。
[0024]本發(fā)明改善了葉輪內(nèi)部流動(dòng)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減小泵內(nèi)部流動(dòng)損失的目的，進(jìn)而提尚栗的性能。
【權(quán)利要求】
1.一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，其特征在于:在混流葉輪流道內(nèi)相鄰兩葉片之間設(shè)有吸力面副葉片，吸力面副葉片與葉片工作面分離，安裝在葉片背面上，通過(guò)在葉輪流道內(nèi)布置吸力面副葉片結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行阻斷不良的軸向流動(dòng)，降低了流道內(nèi)的速度梯度，使葉輪流道的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)更加均勻，進(jìn)一步改善泵的性能。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，其特征在于:所述吸力面副葉片沿圓周均布，其個(gè)數(shù)和葉輪葉片數(shù)相同，吸力面副葉片的軸面形狀與葉輪后蓋板流線相同。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，其特征在于:所述吸力面副葉片出口和葉輪出口齊平，厚度均勻，且與葉片平均厚度相當(dāng)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，其特征在于:所述吸力面副葉片遠(yuǎn)離葉輪前蓋板，更加靠近葉輪后蓋板，其出口邊距葉輪后蓋板的距離為葉輪出口寬度的 1/4~1/2。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶吸力面副葉片的混流葉輪，其特征在于:所述吸力面副葉片出口邊的圓周長(zhǎng)度a為相鄰葉片間圓弧長(zhǎng)度的1/4~3/4，其進(jìn)口邊圓周長(zhǎng)度b占進(jìn)口邊所在流道圓周長(zhǎng)度的比例和出口邊相同，其徑向長(zhǎng)度c為葉片徑向長(zhǎng)度d的1/4~3/4。
【文檔編號(hào)】F04D29/18GK104481918SQ201410636407
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】張寧, 高波, 王震, 楊敏官, 何光國(guó) 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué), 江蘇金麟化工機(jī)械有限公司