CN104279181B - 离心泵叶轮 - Google Patents

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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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    • F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
    • F04D29/2238—Special flow patterns
    • F04D29/2255—Special flow patterns flow-channels with a special cross-section contour, e.g. ejecting, throttling or diffusing effect

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Abstract

本发明涉及一种离心泵叶轮，其包括：一前盖板、一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后盖板之间的叶片，在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。

Description

离心泵叶轮
技术领域
本发明涉及一种离心泵叶轮，尤其涉及一种能够抑制二次流的离心泵叶轮。
背景技术
离心泵是通用机械中应用广泛的产品，应用于城市污水处理、农田水利建设、石化、电力、船舶等领域。现有离心泵叶轮流道中压力和速度分布不均匀，叶片压力面一侧压力高、速度低，吸力面一侧压力低、速度高，因此在叶轮流道中存在由叶片压力面指向吸力面的压力梯度。在主流区中，流体质点的速度较高，产生的惯性力能够平衡该压力梯度，而在叶轮后盖板和前盖板的边界层中，流体质点的速度小得多，不足以平衡该压力梯度，因此边界层中流体质点将在压力梯度的作用下，从压力面流向吸力面，形成与主流方向近似垂直的二次流动。
叶轮内液体流动产生的二次流对于能量损失、运行稳定性有重大影响，但对其控制的研究尚不多见。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种能够抑制叶轮流道内二次流，提高离心泵运行效率和稳定性的离心泵叶轮。
一种离心泵叶轮，其包括：一前盖板、一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后盖板之间的叶片，在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。
与现有技术相比较，本发明提供的离心泵叶轮在离心泵运行时，由于叶轮对流体做功，流体沿叶轮进口到出口压力逐渐增大，射流槽利用叶轮流道内的逆压梯度产生微射流，微射流与叶轮流道内主流混合，抑制叶轮流道内二次流发展，从而提高离心泵运行效率和稳定性。并且本发明的射流槽结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的离心泵。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的离心泵叶轮局部剖面的结构示意图。
图2是本发明实施方式提供的离心泵叶轮的剖面结构示意图。
图3是本发明实施方式提供的离心泵叶轮中射流槽抑制叶轮流道内二次流的工作原理示意图。
主要元件符号说明
离心泵叶轮 10
前盖板 11
后盖板 12
叶片 13
射流槽 14
水流 15
微射流 16
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的离心泵叶轮作进一步的详细说明。
请参阅图1和图2，本发明实施方式提供一种离心泵叶轮10，该离心泵叶轮10包括前盖板11、后盖板12以及设置在前盖板11和后盖板12之间的叶片13。所述前盖板11、后盖板12以及叶片13可以是通过铸造形成的，也可以是叶片13通过焊接的方式分别焊接在前盖板11和后盖板12上形成的，也可以是叶片13与所述前盖板11或后盖板12为一体的，与另一个盖板通过焊接的方式形成的。在本实施例中，所述叶片13通过焊接的方式分别焊接在所述前盖板11和后盖板12上。
在所述前盖板11的内壁、后盖板12的内壁上沿圆周方向均匀设置有射流槽14，该射流槽14位于相邻的叶片间，该射流槽14通过在所述前盖板11的内壁、后盖板12的内壁挖槽形成。所述前盖板11的内壁、后盖板12的内壁指的是前盖板11和后盖板12分别与所述叶片13相对的壁部。当然，所述射流槽14也可以沿圆周方向均匀的设置在所述前盖板11的内壁或后盖板12的内壁。
所述射流槽14的长度方向与叶片型线一致，射流槽14的横截面形状可以为矩形、梯形、半圆形或其他不规则几何形状。设定盖板厚度为δ，那么设置在该盖板上的射流槽14的深度取值范围为0.2δ-0.4δ，优选为0.3δ；设定相邻叶片间的宽度为D，那么射流槽14的宽度取值范围为0.2D-0.4D，优选为0.3D；设定叶片的流线长度为L，那么设定在盖板上的射流槽14的长度取值范围为0.5L-0.7L，优选为0.6L；设定叶片13的叶片数量为N，那么射流槽14的数量取值范围为N-3N，优选为2N。
本实施例中，在所述前盖板11和所述后盖板12相对的内壁上沿圆周方向均匀设置有射流槽14，该射流槽14位于相邻的叶片间，该射流槽14通过在所述前盖板11和所述后盖板12相对的内壁挖槽形成。所述射流槽14的长度方向与叶片型线一致，射流槽14的横截面形状为矩形。设定盖板厚度为δ，那么设置在该盖板上的射流槽14的深度取值范围为0.3δ；设定相邻叶片间的宽度为D，那么射流槽14的宽度取值范围为0.3D；设定叶片的流线长度为L，那么设定在盖板上的射流槽14的长度取值范围为0.6L；设定叶片13的叶片数量为N，那么射流槽14的数量取值范围为2N。
请一并参阅图3，本实施例的离心泵叶轮的工作原理如下：离心泵运行时，流体进入所述叶轮10，由于叶片13对流体做功，流道内沿流动方向压力增大，形成与叶轮流道内水流15流向相反的逆压梯度。在逆压梯度的作用下，所述射流槽14内形成与叶轮流道主流方向相反的微射流16；微射流16与流道内主流混合，抑制叶轮流道内二次流的发展，从而提高离心泵运行效率和稳定性。
并且，本实施例的离心泵叶轮的射流槽结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的离心泵。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种离心泵叶轮，其包括：一前盖板、一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后盖板之间的叶片，在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽，该射流槽的长度方向与所述叶片的型线一致。
2.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：所述射流槽的横截面形状可以为矩形、梯形、半圆形或其他不规则几何形状。
3.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：设定盖板厚度为δ，那么设置在该盖板上的射流槽的深度取值范围为0.2δ-0.4δ。
4.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：设定相邻叶片间的宽度为D，那么射流槽的宽度取值范围为0.2D-0.4D。
5.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：设定叶片的流线长度为L，那么设定在盖板上的射流槽的长度取值范围为0.5L-0.7L。
6.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：设定叶片数量为N，那么射流槽的数量取值范围为N-3N。
7.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：所述射流槽的横截面形状为矩形。
8.如权利要求7所述的离心泵叶轮，其特征在于：设定盖板厚度为δ，那么设置在该盖板上的射流槽的深度取值范围为0.3δ；设定相邻叶片间的宽度为D，那么射流槽的宽度取值范围为0.3D；设定叶片的流线长度为L，那么设定在盖板上的射流槽的长度取值范围为0.6L；设定叶片数量为N，那么射流槽的数量取值范围为2N。
9.如权利要求1所述的离心泵叶轮，其特征在于：所述射流槽通过在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁挖槽形成。
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