CN105545814A - 一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，包括上游管路、泵壳体、套筒、螺旋槽、诱导轮。螺旋槽安装在诱导轮入口处，其旋向与诱导轮相反，套筒用来固定螺旋槽的位置。诱导轮工作时，螺旋槽的存在增强了叶尖间隙的回流，同时螺旋槽会对流体做功，使诱导轮的扬程保持不变或者少量提升。

Description

一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体
技术领域
本发明属于液体火箭发动机推进技术领域，具体涉及一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体。
背景技术
诱导轮是安装在离心泵前面用来提高其气蚀性能的轴流泵。为了减小涡轮泵的尺寸，诱导轮也不断向小型化、高速化发展，因此诱导轮内部不可避免会发生气蚀现象。为了提高诱导轮的气蚀性能，国内外开展了大量的研究，提出了一些改变诱导轮壳体形状的方法，如开环形槽，采用阶梯壳体，在壳体上按照螺旋静叶等；或者改变叶片形状，如叶片打孔等。这些方法虽然在一定程度上能提高诱导轮的气蚀性能，但是有可能导致诱导轮的扬程或者效率下降，有些会显著增大诱导轮的壳体直径。因此在不增大诱导轮尺寸的前提下，需要一种既能提高诱导轮气蚀性能，又不影响诱导轮扬程的新装置。
发明内容
本发明针对现有改善诱导轮气蚀性能方法存在的问题，提出了一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体。
一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，包括上游管路、泵壳体、套筒、螺旋槽、诱导轮；
泵壳体内开槽，将螺旋槽放入槽内，位置在诱导轮入口处，然后用套筒将螺旋槽位置固定；泵壳体和上游管路通过螺栓连接，用密封圈密封。
本发明的优点和积极效果在于：
(1)螺旋槽安装在诱导轮入口，能够像其他开槽方法一样改善诱导轮入口流动条件，提高诱导轮的气蚀性能；
(2)螺旋槽的旋向与诱导轮旋向相反，由于螺旋槽内主要是回流，从而能够对流体做功，使诱导轮扬程保持不变或者少量提升；
(3)螺旋槽的深度根据需要取1～5mm，对诱导轮壳体的尺寸影响不大；
(4)采用套筒定位螺旋槽，方便拆装，同时可以根据需要选择不同长度螺旋槽。
(5)螺旋槽方案可以直接在原诱导轮壳体上进行改进，不需要重新设计诱导轮。
附图说明
图1是本发明的螺旋槽壳体结构图。
图2是螺旋槽结构图。
图中：
1-上游管路2-泵壳体3-套筒
4-螺旋槽5-诱导轮
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，如图1所示，包括上游管路1、泵壳体2、套筒3、螺旋槽4、诱导轮5。
泵壳体2内开槽，将螺旋槽4放入槽内，螺旋槽4位于诱导轮5入口处，通过套筒3将螺旋槽4位置固定，泵壳体2和上游管路1通过螺栓连接，用密封圈密封。
所述的，泵壳体2开槽位置根据诱导轮5在泵壳体2内的安装位置而定；
所述的，螺旋槽4的深度、宽度、长度、螺旋角和槽的数目根据诱导轮的尺寸进行设计，深度一般不超过5mm，槽的数目不少于10个，螺旋槽4的旋向与诱导轮5的旋向相反，例如诱导轮5是左旋，螺旋槽4就设计成右旋，如图2所示，螺旋槽4的安装位置保证其一部分伸入诱导轮5叶片前缘下游，另一部分在诱导轮5叶片前缘上游；
所述的，套筒3的长度和螺旋槽4的长度之和等于泵壳体2开槽的长度，保证安装后螺旋槽4位置固定。
诱导轮5正常工作时，由于诱导轮5叶片外缘存在叶尖间隙，并且诱导轮5叶片吸力面和压力面存在压力差，诱导轮5叶尖间隙内会存在回流，螺旋槽4的存在使得该处的叶尖间隙增大，导致回流作用增强，在回流的作用下改善诱导轮5入口处低压区的流动，进而提高诱导轮5的气蚀性能。在螺旋槽4内，由于螺旋槽4内主要是回流，并且螺旋槽4的旋向与诱导轮5相反，其内流动方向与诱导轮5流道内也相反，因此螺旋槽4会和诱导轮5叶片一样对流体做功，从而保证扬程不会因为回流增强而下降，在合理的设计下，甚至能提高诱导轮的扬程。

Claims (8)

1.一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，包括泵壳体、套筒、螺旋槽、诱导轮；泵壳体内开槽，将螺旋槽放入槽内，螺旋槽位于诱导轮入口处，通过套筒将螺旋槽位置固定。
2.根据权利要求1所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的泵壳体与上游管路固定连接，通过密封圈密封。
3.根据权利要求1所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的螺旋槽的深度、宽度、长度、螺旋角和槽的数目根据诱导轮的尺寸确定。
4.根据权利要求3所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的螺旋槽中螺旋的深度为1至5毫米。
5.根据权利要求3所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的螺旋槽中螺旋的数目大于或等于10个。
6.根据权利要求1所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的螺旋槽的旋向与诱导轮的旋向相反。
7.根据权利要求1所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的螺旋槽一部分伸入诱导轮叶片前缘下游，另一部分在诱导轮叶片前缘上游。
8.根据权利要求1所述的一种用于改善诱导轮气蚀性能的螺旋槽壳体，所述的套筒的长度和螺旋槽的长度之和等于泵壳体开槽的长度。
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