一種帶增壓孔的加力離心泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種帶增壓孔的加力離心泵，屬于航空發(fā)動機加力燃油系統(tǒng)領(lǐng)域。該加力離心泵由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴散管，葉輪安裝在蝸室中；擴散管與蝸室連通；在擴散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管；在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌；殼體還包括增壓孔，增壓孔為從擴散管到隔舌下游的一圓形通孔。本實用新型的帶增壓孔的加力離心泵能有效解決加力離心泵因空化導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【專利說明】
一種帶増壓孔的加力離心泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于航空發(fā)動機加力燃油系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能有效解決加力離心栗因空化導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【背景技術(shù)】
[0002]加力離心栗是航空發(fā)動機加力燃油系統(tǒng)的重要部件，其功能是向加力燃油系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的燃油。已有的加力離心栗結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常由葉輪I和殼體2組成。殼體2包括蝸室3和擴散管4。葉輪I采用徑向直葉輪，蝸室3采用斷面形狀為半圓形的同心蝸殼，葉輪I安裝在蝸室3中。擴散管4為圓錐形擴散管，擴散管4與蝸室3連通。在擴散管4的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管5。在蝸室3和錐形套管5的交界處形成隔舌6，隔舌6的安裝角為43°。在蝸室3中心處設(shè)有與葉輪同心的栗入口 7，擴散管4的出口為栗出口 8，葉輪的葉片外緣旋轉(zhuǎn)形成的輪廓線為葉輪出口 9。殼體2、葉輪出口 9和栗出口 8形成了腔室10。
[0003]加力離心栗的工作過程為:燃油從栗入口7進入加力離心栗，經(jīng)過葉輪I的高速旋轉(zhuǎn)獲得動能和壓能，從葉輪出口9甩出進入腔室10，由擴散管4導(dǎo)出進入輸油管路。加力離心栗在使用過程中，在隔舌6下游附近蝸室內(nèi)壁面出現(xiàn)了麻點、凹坑狀的空蝕損傷，其破壞區(qū)域為空蝕損傷區(qū)11 ο空蝕損傷區(qū)11范圍為以隔舌安裝角為起點，逆時針旋轉(zhuǎn)9°到逆時針旋轉(zhuǎn)27°的區(qū)域壁面?？瘴g損傷是由于空化導(dǎo)致殼體壁面金屬材料發(fā)生剝蝕。空化是指燃油在流動過程中，當局部靜壓降低到燃油的飽和蒸汽壓時，燃油液體內(nèi)氣核爆發(fā)性長大成空泡。當空泡潰滅時，產(chǎn)生沖擊波和微射流作用于殼體壁面，對殼體壁面造成空蝕損傷。
[0004]空蝕嚴重時會在空蝕損傷區(qū)11處的殼體壁面形成穿透性孔洞，導(dǎo)致燃油泄漏，嚴重威脅航空發(fā)動機的運行安全。因此解決加力離心栗的空蝕損傷問題顯得尤為重要。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是解決加力離心栗的空蝕損傷問題，提出一種帶增壓孔的加力離心栗，可抑制加力離心栗空化的發(fā)生，從而避免因空化導(dǎo)致加力離心栗的空蝕損傷，延長加力離心栗的使用壽命，保證航空發(fā)動機的運行安全。
[0006]本實用新型提出的一種帶增壓孔的加力離心栗。該加力離心栗由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴散管，葉輪安裝在蝸室中；擴散管與蝸室連通;在擴散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管;在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌;其特征在于，殼體還包括增壓孔。增壓孔是在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的通孔。
[0007]本實用新型的特點及有益效果:
[0008]本實用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗是針對加力離心栗存在的空蝕損傷問題，采用在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的增壓孔，從擴散管內(nèi)引入一小股高壓燃油，從隔舌下游流動分離區(qū)的渦核中心處附近蝸室內(nèi)壁面噴出，可提高流動分離區(qū)的靜壓強，將流動分離區(qū)的流動分離渦破碎成小渦，并將小渦推離殼體壁面，小渦會隨高速燃油而流出加力離心栗，從而有效抑制隔舌下游流動分離區(qū)空化的發(fā)生。從而避免因空化導(dǎo)致加力離心栗的空蝕損傷，且延長加力離心栗的使用壽命，保證航空發(fā)動機的運行安全。
【附圖說明】
[0009]圖1為原加力離心栗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖3為原加力離心栗腔室燃油流態(tài)示意圖。
[0012]圖4為本實用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗腔室燃油流態(tài)示意圖。
[0013]圖中:1.葉輪;2.殼體;3.蝸室;4.擴散管;5.錐形套管;6.隔舌;7.栗入口；8.栗出口； 9.葉輪出口； 10.腔室；11.空蝕損傷區(qū)；12.增壓孔;13.流動分離區(qū)。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型提出了一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)，如圖2所示。該加力離心栗是對已有的加力離心栗的改進，與已有的加力離心栗同樣，由葉輪I和殼體2組成，殼體2包括蝸室3和擴散管4。葉輪I采用徑向直葉輪，蝸室3采用斷面形狀為半圓形的同心蝸殼，葉輪I安裝在蝸室3中。擴散管4為圓錐形擴散管，擴散管4與蝸室3連通。在擴散管4的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管5。在蝸室3和錐形套管5的交界處形成隔舌6，隔舌6的安裝角為43°。在蝸室3中心處設(shè)有與葉輪同心的栗入口 7，擴散管4的出口為栗出口 8，葉輪的葉片外緣旋轉(zhuǎn)形成的輪廓線為葉輪出口 9。殼體2、葉輪出口 9和栗出口 8形成了腔室10。
[0015]本實用新型改進之處是:在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌6的增壓孔12。通過增壓孔12，使蝸室3與擴散管4和錐形套管5相連通。
[0016]本實施例的增壓孔12的孔徑為2mm，其軸線位于殼體2的中截面上，與水平對稱線的夾角為55°。增壓孔12入口端位于錐形套管5的內(nèi)壁面，出口端位于隔舌6下游蝸室內(nèi)壁面。因為增壓孔12入口端的燃油靜壓強高于出口端的燃油靜壓強，因此，增壓孔12內(nèi)的燃油流動方向為從錐形套管5流向隔舌6下游蝸室。
[0017]本結(jié)構(gòu)的原理為:原有的加力離心栗腔室10內(nèi)燃油流態(tài)，如圖如3所示。因為加力離心栗的流量控制是采取出口節(jié)流，進入擴散管4的燃油，一部分通過栗出口8進入輸油管路。另一部分燃油受到出口節(jié)流活門的阻擋，又繞過隔舌6回流進入蝸室3。當栗出口 8流量較小時，回流更為嚴重?；亓髟诶@過隔舌6時，受到隔舌6的影響，會在隔舌6下游形成流動分離區(qū)13。流動分離區(qū)13是由一系列的流動分離渦構(gòu)成，流動分離渦的渦核中心與水平參考線的夾角約為55°。因為流動分離渦的渦核中心為低壓區(qū)，且壓力低于燃油的飽和蒸汽壓，導(dǎo)致加力離心栗發(fā)生了空化。流動分離渦的形成是加力離心栗發(fā)生空化的根本原因。
[0018]本實用新型的帶增壓孔的加力離心栗腔室10內(nèi)燃油流態(tài)，如圖4所示。通過增壓孔12，從擴散管4內(nèi)(高壓區(qū))引入一小股高壓燃油，從隔舌6下游流動分離區(qū)13的渦核中心(低壓區(qū))處蝸室內(nèi)壁面噴出，可提高流動分離區(qū)13的靜壓強，將流動分離區(qū)13的流動分離渦破碎成小渦，并將小渦推離殼體壁面，小渦會隨高速燃油而流出加力離心栗，從而有效抑制了隔舌6下游流動分離區(qū)13處空化的發(fā)生。
[0019]采用增壓孔設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，利用自身的高壓燃油，不需從外部引入高壓流體，能有效解決加力離心栗空化而導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【主權(quán)項】
1.一種帶增壓孔的加力離心栗，該加力離心栗由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴散管，葉輪安裝在蝸室中；擴散管與蝸室連通;在擴散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管;在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌;其特征在于，殼體還包括增壓孔，增壓孔是在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的通孔。2.如權(quán)利要求1所述的帶增壓孔的加力離心栗，其特征在于:該增壓孔為從擴散管到隔舌下游的圓形通孔;增壓孔入口端位于錐形套管的內(nèi)壁面，出口端位于隔舌下游流動分離區(qū)的渦核中心處附近蝸室內(nèi)壁面。
【文檔編號】F04D29/42GK205478553SQ201620133106
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月22日
【發(fā)明人】范紅雨, 樸英
【申請人】清華大學(xué)