CN107143527A - 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程 - Google Patents

一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程 Download PDF

Info

Publication number
CN107143527A
CN107143527A CN201710417739.6A CN201710417739A CN107143527A CN 107143527 A CN107143527 A CN 107143527A CN 201710417739 A CN201710417739 A CN 201710417739A CN 107143527 A CN107143527 A CN 107143527A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spiral
cylindrical
stator
helical blade
pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710417739.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107143527B (zh
Inventor
窦华书
李昆航
陈小平
杨徽
魏义坤
张炜
胡建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Sino Precision Machinery Co ltd
Shenzhen Lizhuan Technology Transfer Center Co ltd
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201710417739.6A priority Critical patent/CN107143527B/zh
Publication of CN107143527A publication Critical patent/CN107143527A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107143527B publication Critical patent/CN107143527B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/528—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for liquid pumps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M60/00—Blood pumps; Devices for mechanical circulatory actuation; Balloon pumps for circulatory assistance
    • A61M60/20—Type thereof
    • A61M60/205—Non-positive displacement blood pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18—Rotors
    • F04D29/181—Axial flow rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/548—Specially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程。高速旋转的螺旋泵叶轮前端存在大尺寸涡核，螺旋泵叶片与输运液体进口角较大，易造成局部涡流和加剧流动不稳定。本发明的螺旋泵套筒内壁开设有圆柱螺旋形凹槽；圆柱螺旋形凹槽的截面为倒置的等腰梯形；螺旋叶轮的轮毂靠近圆柱螺旋形凹槽一端设置两片螺旋导叶；螺旋导叶的螺旋线为圆锥螺旋线；螺旋导叶的压力面叶顶处设有凸起；螺旋叶轮设有两片圆柱形螺旋叶片。本发明使得输运血液在进入圆柱形螺旋叶片之前形成贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋；凸起能够针对高速旋转的螺旋叶轮起到引流导流作用，使螺旋导叶上的流体更多地流向圆柱形螺旋叶片的叶根处。

Description

一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程
技术领域
本发明属于流体机械技术领域，涉及一种低噪声、多级预旋的微小型螺旋泵，特别涉及一种管道内壁有内置预旋凹槽和叶轮进口端有导流螺旋叶片的多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程。
背景技术
泵是一种应用非常广泛的通用机械，在人类的生产、生活中发挥着巨大的作用，不同种类及各种尺寸的泵也随着新的应用需要而不断地被制造并应用于各个行业之中。按照特征尺度的不同，大体上可以将泵分为以下几类：常规泵、微小型泵及微型泵。其中微小型泵的特征尺度范围大致为1～50mm，而微型泵与常规泵的特征长度分别为1mm以下及50mm以上。
微小型泵因其特殊的尺寸范围显现出其良好的应用前景，如电子设备的冷却系统、燃料电池的温度控制系统以及现在应用最广泛的医疗设备等。其中，医疗设备中的心脏辅助装置是应用机械或生物手段部分或完全替代心脏的泵机能，维持全身良好的血液循环状况的治疗方法。早期的辅助装置多为仿生式的隔膜式血泵。进入90年代后，国外很多研究中心纷纷转向微型叶轮式(特别是轴流式)血泵的研究，形成目前该领域的主流。
目前，微型血泵在临床应用时主要是离心泵和轴流泵两种。据临床实验和动物实验观察，离心泵和轴流泵的工作效果有以下的问题：血泵对于人体的生理辅助要求：对于血泵的驱动转速一般离心泵较小，n＝4000～10000转/分钟；轴流泵较大，n＝10000转/分钟以上，例如Hemopump的转速可以达到n＝26000转/分钟。
血液泵中血细胞在受到高剪切力时易破裂，高转速带来了微型螺旋泵内部流动的复杂性。由于螺旋泵自身的结构特点，会造成流动中靠近螺旋泵叶轮的流体形成较大的涡核结构，加剧了流动不稳定性，进一步的导致涡核部分的血细胞收到了极大的剪切力。涡核区域的存在是加剧流动不稳定性的因素，也是引起血细胞输运过程中破损的主要原因。
对于传统设计中，由于往常螺旋泵叶片是由螺旋线延展形成，转轴相切平滑，导致流体与螺旋叶片形成了较大的攻角，高速流动的流体直接冲击到螺旋叶片的压力面，进一步导致了在螺旋叶片的上有较大的压力梯度，造成在螺旋叶片的压力面上流动不稳定。在螺旋叶片的前缘和螺旋叶片的叶顶间隙处有密集的小尺度涡结构产生，叶顶间隙涡结构的存在是造成螺旋泵内部流动不稳定的主要因素。在高速旋转的螺旋泵中，叶顶间隙的大尺寸涡结构会破碎成小尺寸涡结构，涡破碎产生噪声并加剧了微型泵内部流动复杂性。
综上所述，对于高转速的螺旋泵，设计优化一种高效、内部流动涡核强度低、螺旋叶片压力面压力梯度小和叶顶间隙涡结构强度小的微小型螺旋血液泵极其重要。
发明内容
本发明的目的是针对高速旋转的螺旋泵存在的螺旋泵叶轮前端存在大尺寸涡核问题以及螺旋泵叶片与输运液体进口角较大，易造成局部涡流和加剧流动不稳定等问题，提供一种管道内壁有内置预旋凹槽和叶轮进口端有导流螺旋叶片的多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程。
本发明一种多级预旋的微型螺旋泵，包括螺旋泵套筒、螺旋叶轮、螺旋导叶和螺旋泵转轴；所述的螺旋泵套筒、螺旋叶轮和螺旋泵转轴同轴；螺旋泵套筒内壁开设有圆柱螺旋形凹槽，圆柱螺旋形凹槽、螺旋叶轮和螺旋泵转轴沿螺旋泵套筒进口端至出口端方向依次排布；螺旋叶轮的轮毂靠近圆柱螺旋形凹槽一端设置两片螺旋导叶，轮毂另一端与螺旋泵转轴固定。
所述的螺旋叶轮设有两片圆柱形螺旋叶片；两片圆柱形螺旋叶片形成的双螺旋线螺距H1为螺旋泵套筒内径的0.2～0.3，圆柱螺旋形凹槽与螺旋叶轮的间距L0＝H1；圆柱螺旋形凹槽的双螺旋线螺距为H2，H2取值为1.2H1～1.5H1；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线圈数相等；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线起点在螺旋泵套筒周向上相差180°，在螺旋泵套筒轴向上位置相同。圆柱螺旋形凹槽的截面为倒置的等腰梯形。
所述的圆柱螺旋形凹槽与圆柱形螺旋叶片和螺旋导叶的旋向均相同；螺旋导叶的螺旋线终点与圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮轴向上的距离取值为0.2～0.3H1。两片螺旋导叶的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上相差180°，两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上也相差180°；两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线圈数相等；两片螺旋导叶的螺旋线起点连线位于两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点连线沿圆柱形螺旋叶片螺旋线旋向反向偏转θ角位置处，θ＝30°。
所述螺旋导叶的螺旋线为圆锥螺旋线，两片螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角相等，螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角取60°～70°；两片螺旋导叶的螺旋线圈数相等，两片螺旋导叶形成的双螺旋线螺距取值为0.5～0.7H1，螺旋导叶的前缘与螺旋叶轮的轮毂侧表面相切。
所述螺旋导叶的压力面叶顶处设有凸起；凸起最高点和螺旋导叶压力面的垂直距离取值为0.3D1～0.5D1，D1为导叶厚度；螺旋导叶各横截面上，沿径向方向，凸起最高点至螺旋导叶叶根的距离L4为螺旋导叶的叶顶高度L3的90％～95％；螺旋导叶的螺旋线终点处的L3为圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点处叶顶高度的5％～10％；凸起两侧与螺旋导叶压力面之间均通过圆弧面光滑过渡。
所述的螺旋泵转轴由电机驱动。
所述圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线圈数均为2～4圈；圆柱形螺旋叶片的螺旋线圈数为1～4圈；螺旋导叶的螺旋线圈数为1～4圈。
所述等腰梯形的高度为螺旋泵套筒内径的0.03～0.05，梯形下底与腰的夹角取值为50°～60°。
该多级预旋的微型螺旋泵的工作流程如下：
螺旋泵转轴由电机驱动，从而带动螺旋叶轮转动。流体由螺旋泵套筒的进口端进入，通过螺旋泵套筒内壁的圆柱螺旋形凹槽时，靠近螺旋泵套筒内壁的流体沿着圆柱螺旋形凹槽流动，使得流体在进入圆柱形螺旋叶片之前形成贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋，从而降低螺旋泵套筒进口端轴线处的涡流强度，使得螺旋泵套筒进口端内壁处和轴线处的涡流强度变均匀。经圆柱螺旋形凹槽预旋后的流体进入螺旋导叶，由于螺旋导叶与螺旋叶轮的圆柱形螺旋叶片的螺旋线螺距不相等，且螺旋导叶的压力面叶顶处有圆弧面光滑过渡的凸起，对螺旋叶轮起引流导流作用，减弱流体对圆柱形螺旋叶片的冲击，降低圆柱形螺旋叶片压力面的压力梯度，减弱圆柱形螺旋叶片前缘的小尺度涡流现象；且螺旋导叶上的凸起使螺旋导叶上的流体导向圆柱形螺旋叶片的叶根处，通过对圆柱形螺旋叶片入流端流体的流向控制，减弱靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的流动不稳定状况，对圆柱形螺旋叶片前缘和圆柱形螺旋叶片间隙的涡流起到减弱作用，进而减弱叶轮入流端和靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的涡流噪声。
本发明的有益效果：
本发明通过在螺旋泵套筒的进口端设置圆柱螺旋形凹槽，靠近螺旋泵套筒内壁的血液会沿着圆柱螺旋形凹槽流动，使得输运血液在进入圆柱形螺旋叶片之前形成贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋。螺旋叶片高速旋转造成的位于螺旋泵套筒进口端轴线附近的涡量的密集区是不可避免的，圆柱螺旋形凹槽引发的贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋能够缓解螺旋泵套筒进口端的涡流强度，使得螺旋泵套筒进口端内壁存在较为均匀的涡流强度，整体上降低了在螺旋泵套筒进口端的涡流强度，改善输运流体(血液)的输运状况。
本发明在叶轮进口端设置螺旋导叶，螺旋导叶与螺旋叶轮的圆柱形螺旋叶片的螺旋线螺距不同，螺旋导叶的截面为压力面叶顶处有圆弧面光滑过渡的凸起，能够针对高速旋转的螺旋叶轮起到引流导流作用，对于螺旋叶轮，尤其是靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片压力面上存在较大的压力梯度，圆柱形螺旋叶片的前缘还存在小尺度涡流的现象，能够减弱高速旋转的流体对圆柱形螺旋叶片的冲击，降低圆柱形螺旋叶片压力面的压力梯度；螺旋导叶上的凸起使螺旋导叶上的流体更多地流向圆柱形螺旋叶片的叶根处，通过对圆柱形螺旋叶片入流端流体的流向控制，能够减弱靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的流动不稳定状况，对于圆柱形螺旋叶片前缘和圆柱形螺旋叶片间隙的涡流起到减弱作用，同时也可以减弱叶轮入流端和靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的涡流噪声。
附图说明
图1为本发明的局部剖视立体图；
图2为本发明的半剖示意图；
图3为本发明的螺旋叶轮和螺旋导叶的结构立体图；
图4为本发明的螺旋叶轮的圆柱形螺旋叶片和螺旋导叶的安装位置示意图；
图5为本发明中螺旋导叶的圆锥螺旋线示意图；
图6为本发明的螺旋导叶截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
设计思路：对于高转速的螺旋泵，要想设计优化出一种高效、内部流动涡核强度低、螺旋叶片压力面压力梯度小和叶顶间隙涡结构强度小的微小型螺旋血液泵，就是要弱化高速旋转的螺旋叶片形成的涡核结构，尤其是弱化高速叶轮进口前端的涡核强度，并针对螺旋叶片压力面压力梯度大，叶顶间隙存在大尺寸的涡结构问题对螺旋泵进行优化。
如图1所示，一种多级预旋的微型螺旋泵，包括螺旋泵套筒1、螺旋叶轮3、螺旋导叶4和螺旋泵转轴5；螺旋泵套筒1、螺旋叶轮3和螺旋泵转轴5同轴；螺旋泵套筒1内壁开设有圆柱螺旋形凹槽2，圆柱螺旋形凹槽2、螺旋叶轮3和螺旋泵转轴5沿螺旋泵套筒1进口端至出口端方向依次排布；螺旋叶轮3的轮毂靠近圆柱螺旋形凹槽2一端设置两片螺旋导叶4，轮毂另一端与螺旋泵转轴5固定。螺旋泵转轴5由电机驱动，从而带动螺旋叶轮高速转动。
如图2、3和4所示，设螺旋叶轮3宽度为L1，螺旋叶轮设有两片圆柱形螺旋叶片；两片圆柱形螺旋叶片形成的双螺旋线螺距H1为螺旋泵套筒1内径D0的0.2～0.3，圆柱螺旋形凹槽2与螺旋叶轮3的间距L0＝H1；圆柱螺旋形凹槽的双螺旋线螺距为H2，H2取值为1.2H1～1.5H1；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线圈数相等，均为2～4圈；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线起点在螺旋泵套筒1周向上相差180°，在螺旋泵套筒1轴向上位置相同。圆柱螺旋形凹槽的截面为倒置的等腰梯形，等腰梯形的高度为螺旋泵套筒1内径D0的0.03～0.05，梯形下底与腰的夹角取值为50°～60°。
圆柱螺旋形凹槽与圆柱形螺旋叶片和螺旋导叶4的旋向均相同；螺旋导叶4的螺旋线终点与圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮轴向上的距离L2取值为0.2～0.3H1。两片螺旋导叶的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上相差180°，两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上也相差180°；两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线圈数相等，均为1～4圈；两片螺旋导叶4的螺旋线起点连线位于两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点连线沿圆柱形螺旋叶片螺旋线旋向反向偏转θ角位置处，θ＝30°。
如图3、4和5所示，螺旋导叶的螺旋线为圆锥螺旋线，两片螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角相等，锥角选取与轮毂头部形状有关，在本发明中螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角Φ取60°～70°；两片螺旋导叶的螺旋线圈数相等，均为1～4圈，两片螺旋导叶形成的双螺旋线螺距H3取值为0.5～0.7H1，螺旋导叶的前缘与螺旋叶轮3的轮毂侧表面相切。
如图6所示，螺旋导叶的压力面叶顶处设有凸起，能够针对高速旋转的螺旋叶轮起到引流导流作用。凸起最高点和螺旋导叶压力面的垂直距离D2取值为0.3D1～0.5D1，D1为导叶厚度；螺旋导叶各横截面上，沿径向方向，凸起最高点至螺旋导叶叶根的距离L4为螺旋导叶的叶顶高度L3的90％～95％，可见，L4是随L3变化而变化的；螺旋导叶的螺旋线终点处的L3为圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点处叶顶高度的5％～10％；凸起两侧与螺旋导叶压力面之间均通过圆弧面光滑过渡。
该多级预旋的微型螺旋泵的工作流程如下：
螺旋泵转轴5由电机驱动，从而带动螺旋叶轮转动。流体由螺旋泵套筒的进口端进入，通过螺旋泵套筒内壁的圆柱螺旋形凹槽时，靠近螺旋泵套筒内壁的流体会沿着圆柱螺旋形凹槽流动，使得流体在进入圆柱形螺旋叶片之前形成贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋，从而降低螺旋泵套筒进口端轴线处的涡流强度，使得螺旋泵套筒进口端内壁处和轴线处的涡流强度变均匀。经圆柱螺旋形凹槽预旋后的流体进入螺旋导叶，由于螺旋导叶与螺旋叶轮的圆柱形螺旋叶片的螺旋线螺距不相等，且螺旋导叶的压力面叶顶处有圆弧面光滑过渡的凸起，能对螺旋叶轮起引流导流作用，减弱流体对圆柱形螺旋叶片的冲击，降低圆柱形螺旋叶片压力面的压力梯度，减弱圆柱形螺旋叶片前缘的小尺度涡流现象；且螺旋导叶上的凸起使螺旋导叶上的流体导向圆柱形螺旋叶片的叶根处，通过对圆柱形螺旋叶片入流端流体的流向控制，减弱靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的流动不稳定状况，对圆柱形螺旋叶片前缘和圆柱形螺旋叶片间隙的涡流起到减弱作用，进而减弱叶轮入流端和靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的涡流噪声。

Claims (5)

1.一种多级预旋的微型螺旋泵，包括螺旋泵套筒、螺旋叶轮和螺旋泵转轴，其特征在于：还包括螺旋导叶；所述的螺旋泵套筒、螺旋叶轮和螺旋泵转轴同轴；螺旋泵套筒内壁开设有圆柱螺旋形凹槽，圆柱螺旋形凹槽、螺旋叶轮和螺旋泵转轴沿螺旋泵套筒进口端至出口端方向依次排布；螺旋叶轮的轮毂靠近圆柱螺旋形凹槽一端设置两片螺旋导叶，轮毂另一端与螺旋泵转轴固定；
所述的螺旋叶轮设有两片圆柱形螺旋叶片；两片圆柱形螺旋叶片形成的双螺旋线螺距H1为螺旋泵套筒内径的0.2～0.3，圆柱螺旋形凹槽与螺旋叶轮的间距L0＝H1；圆柱螺旋形凹槽的双螺旋线螺距为H2，H2取值为1.2H1～1.5H1；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线圈数相等；圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线起点在螺旋泵套筒周向上相差180°，在螺旋泵套筒轴向上位置相同；圆柱螺旋形凹槽的截面为倒置的等腰梯形；
所述的圆柱螺旋形凹槽与圆柱形螺旋叶片和螺旋导叶的旋向均相同；螺旋导叶的螺旋线终点与圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮轴向上的距离取值为0.2～0.3H1；两片螺旋导叶的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上相差180°，两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点在螺旋叶轮周向上也相差180°；两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线圈数相等；两片螺旋导叶的螺旋线起点连线位于两片圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点连线沿圆柱形螺旋叶片螺旋线旋向反向偏转θ角位置处，θ＝30°；
所述螺旋导叶的螺旋线为圆锥螺旋线，两片螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角相等，螺旋导叶的圆锥螺旋线锥角取60°～70°；两片螺旋导叶的螺旋线圈数相等，两片螺旋导叶形成的双螺旋线螺距取值为0.5～0.7H1，螺旋导叶的前缘与螺旋叶轮的轮毂侧表面相切；
所述螺旋导叶的压力面叶顶处设有凸起；凸起最高点和螺旋导叶压力面的垂直距离取值为0.3D1～0.5D1，D1为导叶厚度；螺旋导叶各横截面上，沿径向方向，凸起最高点至螺旋导叶叶根的距离L4为螺旋导叶的叶顶高度L3的90％～95％；螺旋导叶的螺旋线终点处的L3为圆柱形螺旋叶片的螺旋线起点处叶顶高度的5％～10％；凸起两侧与螺旋导叶压力面之间均通过圆弧面光滑过渡。
2.根据权利要求1所述的一种多级预旋的微型螺旋泵，其特征在于：所述的螺旋泵转轴由电机驱动。
3.根据权利要求1所述的一种多级预旋的微型螺旋泵，其特征在于：所述圆柱螺旋形凹槽的两根螺旋线圈数均为2～4圈；圆柱形螺旋叶片的螺旋线圈数为1～4圈；螺旋导叶的螺旋线圈数为1～4圈。
4.根据权利要求1所述的一种多级预旋的微型螺旋泵，其特征在于：所述等腰梯形的高度为螺旋泵套筒内径的0.03～0.05，梯形下底与腰的夹角取值为50°～60°。
5.如权利要求1所述的一种多级预旋的微型螺旋泵的工作流程，其特征在于：该工作流程具体如下：
螺旋泵转轴由电机驱动，从而带动螺旋叶轮转动；流体由螺旋泵套筒的进口端进入，通过螺旋泵套筒内壁的圆柱螺旋形凹槽时，靠近螺旋泵套筒内壁的流体沿着圆柱螺旋形凹槽流动，使得流体在进入圆柱形螺旋叶片之前形成贴紧螺旋泵套筒内壁的运动预旋，从而降低螺旋泵套筒进口端轴线处的涡流强度，使得螺旋泵套筒进口端内壁处和轴线处的涡流强度变均匀；经圆柱螺旋形凹槽预旋后的流体进入螺旋导叶，由于螺旋导叶与螺旋叶轮的圆柱形螺旋叶片的螺旋线螺距不相等，且螺旋导叶的压力面叶顶处有圆弧面光滑过渡的凸起，对螺旋叶轮起引流导流作用，减弱流体对圆柱形螺旋叶片的冲击，降低圆柱形螺旋叶片压力面的压力梯度，减弱圆柱形螺旋叶片前缘的小尺度涡流现象；且螺旋导叶上的凸起使螺旋导叶上的流体导向圆柱形螺旋叶片的叶根处，通过对圆柱形螺旋叶片入流端流体的流向控制，减弱靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的流动不稳定状况，对圆柱形螺旋叶片前缘和圆柱形螺旋叶片间隙的涡流起到减弱作用，进而减弱叶轮入流端和靠近螺旋泵套筒进口端的圆柱形螺旋叶片叶顶间隙处的涡流噪声。
CN201710417739.6A 2017-06-06 2017-06-06 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程 Active CN107143527B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710417739.6A CN107143527B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710417739.6A CN107143527B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107143527A true CN107143527A (zh) 2017-09-08
CN107143527B CN107143527B (zh) 2023-09-08

Family

ID=59779568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710417739.6A Active CN107143527B (zh) 2017-06-06 2017-06-06 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107143527B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108506987A (zh) * 2018-07-03 2018-09-07 丁向峰 易清洁抽油烟机
CN114432588A (zh) * 2022-01-18 2022-05-06 江苏大学 一种折边叶片结构的主动脉穿刺型轴流式血泵
WO2023174019A1 (zh) * 2022-03-15 2023-09-21 上海微创心力医疗科技有限公司 叶轮结构、心脏泵以及心脏辅助系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501574A (en) * 1993-06-28 1996-03-26 Baxter International Inc. Blood pump
US20010004435A1 (en) * 1997-05-09 2001-06-21 Woodard John Campbell Rotary pump with hydrodynamically suspended impeller
CN101822854A (zh) * 2010-05-06 2010-09-08 北京航空航天大学 人工心脏血液泵的带分流叶片的前导流式转子结构
CN103083742A (zh) * 2013-01-18 2013-05-08 江苏大学 一种低血损的微型轴流式人工心脏
CN103233914A (zh) * 2013-05-23 2013-08-07 上海大学 导流式轴流泵叶轮
CN105736426A (zh) * 2016-04-26 2016-07-06 浙江理工大学 一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机
US20160279311A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Renzo Cecere Axial flow blood pump
WO2017032510A1 (fr) * 2015-08-25 2017-03-02 Fineheart Pompe de flux sanguin pour assistance ventriculaire

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501574A (en) * 1993-06-28 1996-03-26 Baxter International Inc. Blood pump
US20010004435A1 (en) * 1997-05-09 2001-06-21 Woodard John Campbell Rotary pump with hydrodynamically suspended impeller
CN101822854A (zh) * 2010-05-06 2010-09-08 北京航空航天大学 人工心脏血液泵的带分流叶片的前导流式转子结构
CN103083742A (zh) * 2013-01-18 2013-05-08 江苏大学 一种低血损的微型轴流式人工心脏
CN103233914A (zh) * 2013-05-23 2013-08-07 上海大学 导流式轴流泵叶轮
US20160279311A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 Renzo Cecere Axial flow blood pump
WO2017032510A1 (fr) * 2015-08-25 2017-03-02 Fineheart Pompe de flux sanguin pour assistance ventriculaire
CN105736426A (zh) * 2016-04-26 2016-07-06 浙江理工大学 一种叶片压力面带小翼和叶顶有吹气结构的轴流风机

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108506987A (zh) * 2018-07-03 2018-09-07 丁向峰 易清洁抽油烟机
CN114432588A (zh) * 2022-01-18 2022-05-06 江苏大学 一种折边叶片结构的主动脉穿刺型轴流式血泵
CN114432588B (zh) * 2022-01-18 2023-11-10 江苏大学 一种折边叶片结构的主动脉穿刺型轴流式血泵
WO2023174019A1 (zh) * 2022-03-15 2023-09-21 上海微创心力医疗科技有限公司 叶轮结构、心脏泵以及心脏辅助系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN107143527B (zh) 2023-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207018256U (zh) 一种多级预旋的微型螺旋泵
JP7248723B2 (ja) 遠心血液ポンプのインペラ及び流路
CN107143527A (zh) 一种多级预旋的微型螺旋泵及其工作流程
CN201757064U (zh) 一种混流风机
CN109821084B (zh) 一种基于流道渐变的可植入无轴心脏泵
CN207708246U (zh) 具有自调节叶片的微小型离心血液泵
CN104826183A (zh) 一种离心式磁悬浮人工心脏泵的血流引导装置
CN108361205B (zh) 一种离心泵叶轮及包含该离心泵叶轮的lng潜液泵
CN107050543A (zh) 一种具有自调节叶片的微小型离心血液泵
CN110374900A (zh) 一种具有正弦型子午流道的混流风机
CN103216374B (zh) 一种低比转速的小型混流式水轮机
CN103644140A (zh) 一种潜水轴流泵导叶设计方法及潜水轴流泵导叶
CN104912850B (zh) 一种具备流线构造的径向导叶结构
CN111594369A (zh) 一种适用于冷却塔的带双进口式蜗壳的混流式水轮机
CN105673559B (zh) 带机匣的高效子午加速轴流风机
CN111535973A (zh) 一种适用于冷却塔的低比转速双进口蜗壳混流式水轮机
CN207975028U (zh) 叶轮、风机组件以及电器
CN203560168U (zh) 一种双叶轮潜水泵
CN204921479U (zh) 一种井用潜水泵的泵壳
CN203670235U (zh) 一种双叶轮潜水泵
CN104373390B (zh) 用于空气导流的集流器、蜗壳组件、离心风机和空调器
CN208966974U (zh) 一种液力变矩器泵轮结构
CN208203642U (zh) 一种立式泵
CN207229467U (zh) 一种提高离心式蒸汽压缩机压缩比的结构
CN214887939U (zh) 一种导流体及叶轮泵

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20230804

Address after: 509 Kangrui Times Square, Keyuan Business Building, 39 Huarong Road, Gaofeng Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province, 518000

Applicant after: Shenzhen lizhuan Technology Transfer Center Co.,Ltd.

Address before: 310018 No. 2 street, Xiasha Higher Education Park, Hangzhou, Zhejiang, 928

Applicant before: ZHEJIANG SCI-TECH University

Effective date of registration: 20230804

Address after: 421000 Group 4, Ling Village, Dapu Town, Hengdong County, Hengyang City, Hunan Province

Applicant after: Hunan Sino Precision Machinery Co.,Ltd.

Address before: 509 Kangrui Times Square, Keyuan Business Building, 39 Huarong Road, Gaofeng Community, Dalang Street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province, 518000

Applicant before: Shenzhen lizhuan Technology Transfer Center Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant