CN112855607A - 一种带多个短叶片的离心泵叶轮 - Google Patents

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张宁
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Abstract

本发明涉及离心泵领域，具体涉及一种带多个短叶片的离心泵叶轮。该离心泵叶轮由前盖板、后盖板、长叶片和多个短叶片组成。长叶片个数为3～8片，在叶轮相邻长叶片之间增设2～4个短叶片，各叶片之间存在间隔角度，长叶片吸力面向压力面方向的第一个短叶片与长叶片的间隔角度为8°～12°，后面每个短叶片之间角度间隔增加2°～6°。短叶片长度均相等，在长叶片0.8～0.95R2处截断，其中R2为叶轮半径，即短叶片进口R0＝0.8～0.95R2。长叶片和短叶片皆为翼型叶片。本发明能够提高叶轮出口流动的均匀度，优化离心泵叶片尾迹，抑制叶轮‑隔舌的动静干涉作用，提高水力效率，提升能量性能，并达到低噪声设计的目的。

Description

一种带多个短叶片的离心泵叶轮
技术领域
本发明涉及离心泵领域，具体涉及一种带多个短叶片的离心泵叶轮。
背景技术
目前离心泵的工作过程实际上就是一个能量传递和转换过程，它把电动机高速旋转的机械能转化为水的动能和势能。离心泵广泛应用于国民经济各个部门和航天航空等尖端领域。目前离心泵叶轮普遍采用有限个数的长叶片结构，受到叶轮-隔舌的动静干涉作用，离心泵叶轮出口呈现显著的流动不均匀现象，这将造成较大的水力损失，影响泵的能量性能，此外，这些非稳态流动结构诱发的高幅压力脉动也是造成泵运行不稳定的因素之一。
叶轮-隔舌的动静干涉作用是由叶轮的尾迹撞击隔舌造成的，因此通过优化、抑制离心泵叶轮出口的尾迹结构可以有效地改善叶轮-隔舌的动静干涉作用，从而提高泵的能量性能，达到低噪声压力脉动设计的目的。目前学者们多通过优化叶轮、蜗壳几何参数来提高泵的性能，相关研究在叶片出口非均匀流动结构改善方面较为匮乏。
发明内容
针对上述问题，本发明专利的目的是提出一种能够提高离心泵能量性能，并抑制叶轮-隔舌动静干涉作用的离心泵叶轮。
为实现上述目的，提出一种带多个短叶片的离心泵叶轮，包括前盖板、后盖板、长叶片、多个短叶片。
所述长叶片沿旋转轴周向均匀分布，长叶片个数为3～8片，在相邻两个长叶片之间增设2～4个短叶片，各叶片之间存在间隔角度，长叶片吸力面向压力面方向的第一个短叶片与长叶片的间隔角度为8°～12°，后面每个短叶片之间间隔增加2°～6°。多个短叶片长度均相等，在叶轮旋转中心至叶轮外径方向上在长叶片0.8R2～0.95R2处截断，其中R2为叶轮半径，即短叶片进口R0＝0.8～0.95R2，长叶片和短叶片皆为翼型叶片。
本发明优点：一种带多个翼型短叶片的离心泵叶轮，与传统离心泵叶轮的叶片相比：在叶轮外缘两相邻长叶片之间增设多个短叶片，能有效提高叶轮出口流动的均匀度，优化离心泵叶轮尾迹结构，抑制叶轮-隔舌的动静干涉作用，改善离心泵内部流动，提高能量性能，同时提高泵运行平稳性，达到低噪声设计目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明专利的整体结构示意图。
图2为常规叶片和多个翼型短叶片结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，本发明的目的和效果将更加明显，所描述的实施例为本发明的部分实施例，不代表全部实施例，对此发明内容作的非本质的改进均属于本发明保护的范围。
为使本发明目的、特征、优点能更直观的展现出来，下面将结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明提出一种带多个短叶片的离心泵叶轮，该叶轮包括前盖板1、后盖板2、长叶片3、多个短叶片4。其中长叶片3叶片数与原常规离心泵模型叶片数相等均为6片，相邻两长叶片之间的多个短叶片4叶片数为3片。
如图2所示，为常规叶片和多个短叶片的结构示意图，其中多个短叶片为具体实施例，常规叶片为对比例。在上述实施例中，长叶片和短叶片均为翼型叶片，本实施例采用成熟的NACA4418翼型，其中翼型采用的成熟的NACA4418翼型，翼型长叶片沿旋转轴周向均匀分布，在相邻两个长叶片之间增设3个短叶片，各长叶片尾缘与叶轮中心的连线和各短叶片尾缘与叶轮中心的连线相邻之间构成间隔角度，间隔角度从相邻两长叶片的吸力面向压力面依次增加，本实施例每个间隔角度依次取为
Figure BDA0002902422020000021
使各短叶片起到提高叶轮出口流动的均匀度、改善蜗壳流道内流动状态的目的。3个短叶片长度均相等，在叶轮旋转中心至叶轮外径方向上在长叶片0.88R2处截断。
多个短叶片布置在叶轮出口部分，叶轮进口不会造成堵塞，同时可使叶轮各流道内通过的流量趋于相等，在叶轮出口处起到冲刷尾流的作用，使得叶轮出口流动更均匀，添置多个短叶片能有效抑制长叶片吸力面上流体的脱流和分离，更好的控制流体运动，从而达到优化离心泵叶轮尾迹结构，抑制叶轮-隔舌的动静干涉作用，改善离心泵内部流动，提高能量性能，同时提高泵运行平稳性，达到低噪声的设计目的。
在本发明中，所提到的实施例仅为针对此优化方案的一种方案，并非对本发明的范围进行限定，并不指示所述元件等必须有特定的位置及构造，不能理解为对本发明的限制，对于本发明的修改亦或是替换，不脱离本发明的宗旨及范畴，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种带多个短叶片的离心泵叶轮，包括前盖板、后盖板、长叶片，所述长叶片沿旋转轴周向均匀分布，其特征在于，在相邻两个长叶片之间增设2～4个短叶片，各叶片之间存在间隔角度，长叶片吸力面向压力面方向的第一个短叶片与长叶片的间隔角度为8°～12°，后面每个短叶片之间间隔增加2°～6°。
2.如权利要求1所述的一种带多个短叶片的离心泵叶轮，其特征在于，长叶片个数为3-8片。
3.如权利要求1所述的一种带多个短叶片的离心泵叶轮，其特征在于，多个短叶片长度均相等，在叶轮旋转中心至叶轮外径方向上在长叶片0.8R2～0.95R2处截断，其中R2为叶轮半径，即短叶片进口R0＝0.8～0.95R2。
4.如权利要求1所述的一种带多个短叶片的离心泵叶轮，其特征在于，所述长叶片和短叶片皆为翼型叶片。
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