CN107882769A - 一种离心泵叶轮轮套 - Google Patents

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王均儒
何彬
王淑红
魏春梅
江学兵
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Abstract

本发明涉及一种加力离心泵叶轮轮套，属于航空发动机燃油系统范畴。该加力离心泵由叶轮和壳体组成，叶轮安装在壳体内，在叶轮外壁设有与叶轮外形一致的抗气蚀能力强的铬镍钼不锈钢或复合非金属材料叶轮轮套，安装后叶轮轮套和叶轮紧密贴合。本发明可以有效提高加力离心泵叶轮的抗汽蚀能力，延长了加力离心泵的使用寿命。因汽蚀破坏叶轮轮套受损后，只需更换新的叶轮轮套，节约了维修成本，缩短了加工周期。

Description

一种离心泵叶轮轮套
技术领域
本发明属于航空燃油加力离心泵设计领域，涉及一种离心泵叶轮轮套，特别涉及一种可提高抗汽蚀能力的燃油加力离心泵。
背景技术
加力离心泵是航空发动机加力燃油系统的重要部件，其功能是向加力燃油系统提供具有一定压力和流量的燃油。加力离心泵叶轮高速旋转对航空燃油做功时在低压区容易产生汽蚀，汽蚀会降低加力离心泵的压力和流量特性。用于加力离心泵防止汽蚀的方法和结构很多，比如采用双吸叶轮、增设诱导轮等措施，但均需改变现有的加力离心泵结构，由于发动机已经限定燃油加力离心泵的外形尺寸和安装接口位置以及质量、加工周期的限制，采用其他方法不适用于该产品的设计要求。
已有的加力离心泵结构如图1所示，通常由叶轮1和壳体2组成。壳体2包括蜗室3和扩散管4。叶轮1采用径向直叶片，蜗室3采用断面形状为半圆形的同心蜗壳，叶轮1安装在蜗室3中。在蜗壳3中心处设有与叶轮同心的加力离心泵入口6，扩散管4的出口为加力离心泵出口7，叶轮的叶片外缘旋转形成的轮廓线为叶轮出口5。壳体2、叶轮出口5和泵出口7形成了腔室8。
加力离心泵的工作过程为：燃油从泵入口6进入加力加力离心泵，经过叶轮1的高速旋转获得动能和压能，从叶轮出口5甩出进入腔室8，由扩散管4导出进入输油管路。加力离心泵在使用过程中，在叶轮1根部出现气蚀破坏区9。气蚀破坏区9范围叶轮叶片背面与叶轮工作面过渡区根部。气蚀损伤是由于燃油在流动过程中，当局部静压降低到燃油的饱和蒸汽压时，燃油液体内气核爆发性长大成空泡。当空泡溃灭时，产生冲击波和微射流作用于壳体壁面，从而导致壳体壁面的金属材料发生剥蚀。加力离心泵叶轮1的材料为钛合金，密度较小，重量轻，但是抗气蚀破坏能力较弱。
由于受气蚀损伤的影响，大大缩短了加力离心泵的使用寿命，增加了维修成本。气蚀严重时还会在气蚀破坏区域9(如图2)，处的叶轮壁面形成穿孔，导致燃油压力产生脉动，噪音，严重威胁航空发动机的运行安全。因此，对加力离心泵的气蚀破坏区域进行保护显得尤为重要。
发明内容
发明目的
目前现有技术中增加诱导轮受制于结构尺寸；现有的叶轮上进行涂层，难免涂层中的固体颗粒脱落至燃油中，造成污染燃油，传动部件卡滞等影响。
提出一种加力离心泵叶轮轮套，可对加力离心泵的叶轮气蚀破坏区进行防护，能够提高加力离心泵的抗汽蚀能力的同时又能不改变燃油加力泵的外形尺寸和安装接口位置以及重量，减小维修成本，且延长加力离心泵的使用寿命，保证航空发动机的运行安全。
技术内容
本发明提出了一种加力离心泵叶轮轮套，所述的轮套包括叶片套13和连接套14；叶片套13和连接套14固定为一体或一体形成；连接套14用于与叶轮或轮轴固定连接；所述的叶片套13用于套装在叶片上形成耐磨耐汽蚀外套。
进一步的，所述的叶片套上开有通孔，能够使得叶片套13与叶轮1完全贴合，不存在间隙。在叶片套上开有多个小孔11。在叶片套和叶片贴合时会存在间隙，开有小孔11，可以使得间隙中的高压气体或流体导出，使得叶片套13和叶片在压力下紧密贴合。
进一步的，所述的连接套14开有安装通孔12，通过螺栓与叶轮固定连接。
进一步的，所述的连接套14开有安装通孔12，通过螺栓与轮轴固定连接。
进一步的，所述的连接套14通过垫片或卡盘与轮轴和叶轮固定连接。
进一步的，所述的叶片套上开有小孔11，且小孔贴合在叶轮的受力面上。
进一步的，多个叶片套13相对于连接套14周向均布。
进一步的，所述的小孔11的孔径为0.5mm～1mm。
进一步的，所述叶轮轮套10为铬镍钼不锈钢或复合非金属材料。当叶轮轮套10因气蚀损伤后，可拆卸换入新的叶轮轮套10。
发明的效果
本发明的加力离心泵叶轮轮套10采用抗气蚀能力强的铬旎钼系不锈钢活动钢套代替抗气蚀能力较弱的钛合金叶轮面。本发明可以有效提高加力离心泵叶轮的抗气蚀能力，延长加力离心泵的使用寿命。因气蚀破坏钢套受损后，只需更换新的叶轮轮套10，节约了维修成本，保证泵的正常运转，提高了寿命。
附图说明
图1为现有技术中加力离心泵结构示意图；
图2为现有技术中叶轮汽蚀位置示意图；
图3为本发明的叶轮轮套安装效果图；
图4为图3中的局部放大示意图
图5为本发明的的叶轮轮套正视图；
图6为本发明的的叶轮轮套后视图；
图7为本发明的的叶轮轮套侧视图；
图中：1叶轮；2壳体；3蜗室；4扩散管；5叶轮出口；6泵入口；7泵出口；8腔室；9气蚀损伤区；10叶轮轮套；11排气孔；12通孔；13叶片套；14连接套。
具体实施方式
本发明提出了一种加力离心泵叶轮轮套，所述的轮套包括叶片套13和连接套14；叶片套13和连接套14固定为一体或一体形成；连接套14用于与叶轮或轮轴固定连接；所述的叶片套13用于套装在叶片上形成耐磨耐汽蚀外套。
进一步的，所述的叶片套上开有小孔11，能够使得叶片套13与叶轮1完全贴合，不存在间隙。在叶片套13上开有多个小孔11。在叶片套13和叶片1贴合时会存在间隙，开有小孔11，可以使得间隙中的空气或流体导出，使得叶片套13和叶片在压力下紧密贴合；所述的连接套14开有安装通孔12，通过螺栓与叶轮固定连接；所述的叶片套13上开有小孔11，且小孔11贴合在叶轮的受力面上；多个叶片套13相对于连接套周向均布；所述的小孔11的孔径为0.5mm～1mm。
叶轮轮套10的周向尺寸应覆盖气蚀破坏区9。为了结构的可靠稳定，且便于安装于拆卸，叶轮轮套10的周向范围为包括全部的叶轮1并且叶轮轮套10的内部结构与叶轮1的外形保持一致，其结构如图3所示。所述叶轮轮套10的材料可用抗气蚀能力强的铬镍钼不锈钢或者是高抗汽蚀的复合非金属材料。当叶轮轮套10因气蚀损伤后，可拆卸换入新的叶轮轮套10。
为了在叶轮1上安装紧固叶轮轮套10，固定螺钉或者挡片等紧固。用排气孔11观察叶轮轮套是否安装到位，并将叶轮1和叶轮轮套10安装时的排出叶轮轮套与叶轮安装间隙中的高压气体。叶轮轮套10受到叶轮1以及固定螺钉或者挡片等紧固，与叶轮1同转速旋转对流体做功。
叶轮轮套10安装步骤：
1)沿轴向方向将叶轮1推入叶轮轮套10；
2)通过固定螺钉或者挡片等紧固件，将叶轮轮套10紧固在叶轮1上；拆卸过程反之即可。

Claims (8)

1.一种离心泵叶轮轮套，所述的轮套包括叶片套和连接套；叶片套和连接套固定为一体或一体形成；连接套用于与叶轮或轮轴固定连接；所述的叶片套用于套装在叶片上形成耐磨耐汽蚀外套。
进一步的，所述的叶片套上开有通孔，能够使得叶片套与叶轮完全贴合，不存在间隙；在叶片套上开有多个小孔；在叶片套和叶片贴合时会存在间隙，开有小孔11，可以使得间隙中的高压气体或流体导出，使得叶片套和叶片在压力下紧密贴合。
2.如权利要求1所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述的连接套开有安装通孔12，通过螺栓与叶轮固定连接。
3.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述的连接套开有安装通孔12，通过螺栓与轮轴固定连接。
4.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述的连接套通过垫片或卡盘与轮轴和叶轮固定连接。
5.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述的叶片套上开有小孔11，且小孔贴合在叶轮的受力面上。
6.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：多个叶片套13相对于连接套14周向均布。
7.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述的小孔11的孔径为0.5mm～1mm。
8.如权利要求1或2所述的一种离心泵叶轮轮套，其特征在于：所述叶轮轮套为铬镍钼不锈钢或复合非金属材料。当叶轮轮套10因气蚀损伤后，可拆卸换入新的叶轮轮套。
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