CN102966590A - 一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，包括外壳、叶轮以及两个导叶体，该叶轮包括轮毂以及若干等距离分布在该轮毂四周的叶片，其中每一叶片都具有上端面、下端面、压力面、后端面以及前端面，其中，该前端面上的任一个点与另一个点与该轮毂的轴心位移相等。当该前端面与该轮毂轴心的位移为R时，该压力面与该前端面的相交线为第一相交线，而该前端面与该上端面的相交线为第二相交线，该第一相交线上的每一个点与该第二相交线之间的夹角相同。本发明通过改良叶轮及其导叶体的结构，减少叶轮中的流体圆周速度分量的产生，使得叶轮中的流体圆周速度分量较难接近叶轮片圆周速度，达到提升负载压力的效果。

Description

一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良
技术领域
本发明涉及一种轴流泵，更具体而言是指一种叶轮动能与流体动能高效传递轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良。
背景技术
过往所有的轴流泵叶轮片的剖面(图示1)是弧形，导边气流角小随边气流角大，叶轮的后方有数个导叶，导叶近叶轮处与轴线有一定夹角，顺接着叶轮的旋转方向，导叶另一端是平行轴方向，导叶中间是上下两端的一个转接过度。这种设计特点是：流体通过叶轮的旋转自然产生轴方向和圆周方向的两个分量运动。然后通过导叶回收圆周方向的动能。这种设计的缺点是负载压力小，当负载压力接近极限时，叶轮中的流体圆周速度分量接近叶轮片圆周速度，负载压力再进一步加大时流体就只能和叶轮片同步旋转不能产生流量。
发明内容
本发明的主要目的在于解决目前技术存在的问题，提供一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，通过改良叶轮及其导叶体的结构，减少叶轮中的流体圆周速度分量的产生，使得叶轮中的流体圆周速度分量较难接近叶轮片圆周速度，进而实现提升负载压力的效果。
本发明的又一目的在于提供一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，通过对叶轮的结构改良，使叶轮用于轴流泵时，使叶轮中的流体圆周速度分量的增加程渐进过程使叶轮受力均匀。
本发明的再一目的在于提供一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，本发明导叶体安置在叶轮前和后共两套.作用是阻挡流体进入叶轮前后圆周速度的产生，达到减少叶轮中的流体圆周速度的产生。
本发明采用的方案为：一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，包括外壳、叶轮以及两个导叶体，其中，该叶轮置放在该外壳中，其中一个导叶体置放在该叶轮的上方的该外壳中，而另一个导叶体则对应设置在该导叶体下方的该外壳中。
该叶轮包括轮毂以及若干等距离分布在该轮毂四周的叶片，其中每一叶片都具有上端面、下端面、压力面、后端面以及前端面，其中，该前端面上的任一个点与另一个点与该轮毂的轴心位移相等。
当该前端面与该轮毂轴心的位移为R时，该压力面与该前端面的相交线为第一相交线，而该前端面与该上端面的相交线为第二相交线，该第一相交线上的每一个点与该第二相交线之间的夹角相同。
该前端面是由以该轮毂的轴心为轴心的切刀并以相同半径自该上端部至该下端部切割而成。
该导叶体由轴体以及多个等距离分布在该轴体四周的导流片组成。
设置该叶轮的上方的导叶体与设置在该叶轮的下方的导叶体角度方向是一致的，两者的导流片互相对齐，且平行于轴方向。
本发明的有益效果为：
本发明解决目前技术存在的负载压力小，当负载压力接近极限时，叶轮中的流体圆周速度分量接近叶轮片圆周速度，负载压力再进一步加大时流体就只能和叶轮片同步旋转不能产生流量的问题，通过改良叶轮及其导叶体的结构，减少叶轮中的流体圆周速度分量的产生，使得叶轮中的流体圆周速度分量较难接近叶轮片圆周速度，达到提升负载压力的效果。
本发明通过对叶轮的结构改良，使叶轮用于轴流泵时，使叶轮中的流体圆周速度分量的增加程非渐进增加过程不利于圆周速度的增加使流体经过叶轮片后圆周速度的增加量达到最小。
本发明导叶体安置在叶轮前和后共两套.作用是阻挡流体进入叶轮前后圆周速度的产生，达到减少叶轮中的流体圆周速度的产生。导叶是平行于轴方向，流体经过导叶时不利于圆周速度的产生，圆周速度很小，在惯性作用下流体的圆周速度很难在经过叶轮时突然增加离开叶轮时又突然减小，所以前后两套导叶起到的作用是减少叶轮中流体圆周速度的产生。
附图说明
图1为目前轴流泵的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3、图4为本发明的叶轮的示意图。
图5为圆筒圆筒形刀垂直剪开展平示意图。
图6为常规叶轮片中流体运动轨迹模似图。
图7为本发明叶轮片中流体运动轨迹模似图。
具体实施方式
如图2至图4所示为本发明的一种较佳的具体实施例子，一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，如图1所示，包括外壳10、叶轮20以及两个导叶体30，其中，该叶轮20置放在该外壳10中，其中一个导叶体30置放在该叶轮20的上方的该外壳10中，而另一个导叶体30则对应设置在该导叶体20下方的该外壳10中。
如图2所示，该叶轮20包括轮毂21以及若干等距离分布在该轮毂21四周的叶片22，其中每一叶片22都具有上端面221、下端面222、压力面223、后端面224以及前端面225，其中，该压力面223与该后端面224相互平行，该前端面225上的任一个点与另一个点与该轮毂21的轴心位移相等，即该前端面225是由以该轮毂21的轴心为轴心的切刀并以相同半径(前端面225与该轮毂21的轴心的位移)自该上端部221至该下端部222切割而成。
如图3、图4所示，当该前端面225与该轮毂21轴心的位移为R时，该压力面223与该前端面225的相交线为第一相交线A，而该前端面225与该上端面221的相交线为第二相交线B，该第一相交线A上的每一个点与该第二相交线B之间的夹角相同。
具体地，取一个与该轮毂21共轴的圆筒形刀C切割叶片22，叶片22的断面(即上述的前端面)与压力面相交线(即上述的第一相交线)作为参考线，将圆筒圆筒形刀C垂直剪开展平(如图5所示)，第一相交线A与该展开的面的水平夹角即所在叶片断面处的气流角，相同半径处气流角(夹角)大小相等，即图中所示的A1、A2、A3、A4角度值相同。
该导叶体30由轴体31以及多个等距离分布在该轴体31四周的导流片32组成。
具体地，每一导流片32为矩形平板，即每一导流片32的面都是平面，而非曲面。
进一步，设置该叶轮20的上方的导叶体30与设置在该叶轮20的下方的导叶体20角度方向是一致的，两者的导流片32互相对齐，且平行于轴方向。
图6为常规叶轮片中流体运动轨迹模似图。
Ф1，Ф3，Ф5分别为三个流体观察开始点，L1，L2分别为常规叶轮片在不同时刻的位置。
Ф2，Ф4，Ф6分别为观察点在常规叶轮片从L1旋转到L2的模似对应位置。
SB1，SB2，SB3分别为从Ф1到Ф2，从Ф3到Ф4，从Ф5到Ф6，对应轴方向的移动距离。由于叶轮的流体流入量等于流出量所以流体轴方向的运动速度分量相同得出SB1＝SB2＝SB3。
SA1，SA2，SA3分别为从Ф1到Ф2，从Ф3到Ф4，从Ф5到Ф6，对应水平方向(即旋转方向)移动的距离。从图中看出从Ф1到Ф2，再从Ф3到Ф4，然后从Ф5到Ф6，对应水平方向的移动距离是由小到大的一个过程。即图6的流体运动模似轨迹是圆周速度分量是由小变大的一个过程。
图7为本发明叶轮片中流体运动轨迹模似图。
Ф7，Ф9，Ф11分别为三个流体观察开始点，L3，L4分别为本发明叶轮片在不同时刻的位置。
Ф8，Ф10，Ф12分别为观察点在本发明叶轮片从L3旋转到L4的模似对应位置。
SB4，SB5，SB6分别为从Ф7到Ф8，从Ф9到Ф10，从Ф11到Ф12，对应轴方向的移动距离。由于叶轮的流体流入量等于流出量所以流体轴方向的运动速度分量相同得出SB4＝SB5＝SB6。
SA4，SA5，SA6分别为从Ф7到Ф8，从Ф9到Ф10，从Ф11到Ф12，对应水平方向(即旋转方向)移动的距离。从图中看出从Ф7到Ф8，再从Ф9到Ф10，然后从Ф11到Ф12，对应水平方向的移动距离是相等的一个过程。即图7的流体运动模似轨迹是圆周速度分量是相等的一个过程。
通过常规叶轮片与本发明叶轮片中流体运动轨迹模似图的对比发现常规叶轮片是有利于流体圆周速度分量的增加，而本发明叶轮片是不利于流体圆周速度分量的增加。
通过常规叶轮片与本发明叶轮片中流体运动轨迹模似图的对比发现常规叶轮片是有利于流体圆周速度分量的增加，而本发明叶轮片是不利于流体圆周速度分量的增加。
本发明的实施例以及附图只是为了展示本发明的设计构思，本发明的保护范围不应当局限于这一实施例。
通过上面的叙述可以看出本发明的设计目的是可以有效实施的。实施例的部分展示了本发明的目的以及实施功能和结构主题，并且包括其他的等同替换。因此，本发明的权利构成包括其他的等效实施，具体权利范围参考权利要求。

Claims (6)

1.一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于：包括外壳、叶轮以及两个导叶体，其中，该叶轮置放在该外壳中，其中一个导叶体置放在该叶轮的上方的该外壳中，而另一个导叶体则对应设置在该导叶体下方的该外壳中。
2.如权利要求1所述的一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于，该叶轮包括轮毂以及若干等距离分布在该轮毂四周的叶片，其中每一叶片都具有上端面、下端面、压力面、后端面以及前端面，其中，该前端面上的任一个点与另一个点与该轮毂的轴心位移相等。
3.如权利要求1或2所述的一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于，当该前端面与该轮毂轴心的位移为R时，该压力面与该前端面的相交线为第一相交线，而该前端面与该上端面的相交线为第二相交线，该第一相交线上的每一个点与该第二相交线之间的夹角相同。
4.如权利要求2所述的一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于，该前端面是由以该轮毂的轴心为轴心的切刀并以相同半径自该上端部至该下端部切割而成。
5.如权利要求1或2所述的一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于，该导叶体由轴体以及多个等距离分布在该轴体四周的导流片组成。
6.如权利要求5所述的一种轴流泵的叶轮与导叶体的配套结构改良，其特征在于，设置该叶轮的上方的导叶体与设置在该叶轮的下方的导叶体角度方向是一致的，两者的导流片互相对齐且平行于轴方向。
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