CN110397628B - 一种用于多级流体机械的级间反导叶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于多级流体机械的级间反导叶，包括基板、叶片组，叶片组包括第一叶片、第二叶片、第三叶片，其特征在于：第一叶片、第二叶片、第三叶片的径向长度尺寸不相等，且第一叶片与第二叶片的径向内缘径向尺寸相等，径向外缘径向尺寸不等，第三叶片径向内缘径向尺寸小于第一叶片径向内缘径向尺寸，径向外缘径向尺寸大于第一叶片径向内缘径向尺寸且小于第一叶片径向外缘径向尺寸；第一叶片的径向外端处具有导流部，该导流部包括第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部、第四弧形部。能够提高反导叶结构径向外端处的导流性，提高径向内端处的流量；能够降低上一级离心叶轮扩压器出口的压力脉动，改善涡流，均匀化压力分布，提高多级泵性能，改善压力特性。

Description

一种用于多级流体机械的级间反导叶
技术领域
本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种用于多级流体机械、多级泵的级间反导叶。
背景技术
多级流体机械、多级泵通常包括壳体、转子，转子包括转轴、多级离心叶轮，壳体包括定子、反导叶，反导叶位于两级叶轮之间，用于把上一级叶轮径向出口泵送的流体引导至下一级叶轮的轴向入口。反导叶结构的设计对多级泵的泵性能，如压效比、压力特性、压力脉动等的影响很大，针对现有的反导叶结构仍有进一步提升改进的空间，对提高泵性能具有有益的技术效果。
发明内容
本发明提供了一种用于多级泵的级间反导叶，能够提高反导叶结构径向外端/外部处的导流性，均匀化压力分布，提高径向内端/内部处的流量；能够降低上一级离心叶轮扩压器出口的压力脉动，提高反导叶结构径向外端处的导流性，降低第一叶片与第三叶片之间的附壁流，改善第一叶片凹弧面径向内端的涡流，均匀化压力分布，提高多级泵性能，改善压力特性。
该用于多级泵的级间反导叶结构，其也可以用于多级流体机械、压缩机的级间反导叶。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于多级流体机械的级间反导叶，包括基板、叶片组，叶片组连接于基板上，基板为大体上圆环形基板，叶片组包括第一叶片、第二叶片、第三叶片，第一叶片、第二叶片、第三叶片各包括多个大体上弧形叶片，弧形叶片具有凹弧面、凸弧面，凹弧面、凸弧面位于弧形叶片相对两侧，其特征在于：第一叶片、第二叶片、第三叶片的径向长度尺寸不相等，且第一叶片与第二叶片的径向内缘径向尺寸相等，径向外缘径向尺寸不等，第三叶片径向内缘径向尺寸小于第一叶片径向内缘径向尺寸，径向外缘径向尺寸大于第一叶片径向内缘径向尺寸且小于第一叶片径向外缘径向尺寸。
进一步地，第一叶片、第二叶片在周向上交错布置，第二叶片位于第一叶片之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片的凸弧面侧；第三叶片在周向上位于第一叶片、第二叶片之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片的凹弧面侧。
进一步地，相邻第一叶片径向外缘之间具有周向宽度尺寸S1，第二叶片与与其相邻的第一叶片径向外缘之间具有周向宽度尺寸S2，S2＝(0.35-0.45)S1。
进一步地，相邻第一叶片径向内缘之间具有周向宽度尺寸S3，第三叶片径向外缘与与其相邻的第一叶片径向内缘之间具有周向宽度尺寸S4，S4＝(0.15-0.35)S3。
进一步地，第一叶片的径向外端处具有导流部，该导流部包括第一弧形部、第二弧形部、第三弧形部、第四弧形部，第三弧形部、第一弧形部、第二弧形部、第四弧形部依次连接。
进一步地，第一弧形部、第二弧形部具有不同的曲率，且第一弧形部的曲率小于第二弧形部的曲率。
进一步地，第三弧形部、第四弧形部分别向第一叶片的中弧线凹陷。
进一步地，第三叶片包括第一弧形段、第二弧形段，第一弧形段、第二弧形段依次连接，第一弧形段、第二弧形段的凹陷方向相反，且第一弧形段向与其相邻的第一叶片凹陷，第二弧形段向与其相邻的第二叶片凹陷。
进一步地，第三叶片具有径向长度尺寸S5，第二弧形段具有径向长度尺寸S6，S6＝(0.3-0.45)S5。
进一步地，第三叶片径向外缘径向尺寸与第一叶片径向内缘径向尺寸之差为P，P＝(0.1-0.25)S5。
进一步地，第二叶片径向外缘径向尺寸为第一叶片径向外缘径向尺寸的85-95％。
本发明通过对反导叶结构的研发、设计，能够提高反导叶结构径向外端/外部处的导流性，均匀化压力分布，提高径向内端/内部处的流量；能够降低上一级离心叶轮扩压器出口的压力脉动，提高反导叶结构径向外端处的导流性，降低第一叶片与第三叶片之间的附壁流，改善第一叶片凹弧面径向内端的涡流，均匀化压力分布，提高多级泵性能，改善压力特性。
附图说明
图1为本发明反导叶结构图；
图2为本发明反导叶局部结构图；
图3为本发明反导叶的A局部放大结构图；
图4为本发明反导叶局部结构图。
图中：反导叶基板1、第一叶片2、第二叶片3、第三叶片4、凹弧面5、凸弧面6、第一弧形部21、第二弧形部22、第三弧形部23、第四弧形部24、第一弧形段41、第二弧形段42、流体流向F。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，一种用于多级泵的级间反导叶，包括基板1、叶片组，叶片组安装/连接于基板1上，基板1为大体上圆环形基板，叶片组包括第一叶片2、第二叶片3、第三叶片4，第一叶片2、第二叶片3、第三叶片4各包括多个大体上弧形叶片，弧形叶片具有凹弧面5、凸弧面6，凹弧面5、凸弧面6位于叶片相对两侧；第一叶片2、第二叶片3、第三叶片4的径向长度尺寸不相等，具体地，第一叶片2与第二叶片3的径向内缘径向尺寸相等，径向外缘径向尺寸不等，第三叶片4径向内缘径向尺寸小于第一叶片2径向内缘径向尺寸，径向外缘径向尺寸大于第一叶片2径向内缘径向尺寸且小于第一叶片2径向外缘径向尺寸。第一叶片2、第二叶片3在周向上交错布置，第二叶片3位于第一叶片2之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片2的凸弧面侧；第三叶片4在周向上位于第一叶片2、第二叶片3之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片2的凹弧面侧。流体流向/水流流向F从反导叶径向外缘流入，经叶片组整流后进入下一级离心叶轮的入口。叶片材料为不锈钢316L、双相不锈钢2210或高Mn钢等。
该叶片组结构(第一叶片2、第二叶片3、第三叶片4)的研发、设计，有利于提高反导叶结构径向外端/外部处的导流性，均匀化压力分布，提高径向内端/内部处的流量。
参见附图2，相邻第一叶片2径向外缘之间具有周向宽度尺寸S1，第二叶片3与与其相邻的第一叶片2径向外缘之间具有周向宽度尺寸S2，S2＝(0.35-0.45)S1，优选0.4。相邻第一叶片2径向内缘之间具有周向宽度尺寸S3，第三叶片4径向外缘与与其相邻的第一叶片2径向内缘之间具有周向宽度尺寸S4，S4＝(0.15-0.35)S3，优选0.25。进一步提高反导叶结构径向外端/外部处的导流性，均匀化压力分布，提高径向内端/内部处的流量。
参见附图3，第一叶片2的径向外端处具有导流部，该导流部包括第一弧形部21、第二弧形部22、第三弧形部23、第四弧形部24，第三弧形部23、第一弧形部21、第二弧形部22、第四弧形部24依次连接，第一弧形部21、第二弧形部22具有不同的曲率，且第一弧形部21的曲率小于第二弧形部22的曲率；第三弧形部23、第四弧形部24分别向第一叶片2的中弧线凹陷。该导流部的设计能够降低上一级离心叶轮扩压器出口的压力脉动，提高反导叶结构径向外端处的导流性，均匀化压力分布，提高多级泵性能，改善压力特性。
参见附图4，第三叶片4包括第一弧形段41、第二弧形段42，第一弧形段41、第二弧形段42依次连接，第一弧形段41、第二弧形段42的凹陷方向相反，具体地，第一弧形段41向与其相邻的第一叶片2凹陷，第二弧形段42向与其相邻的第二叶片3凹陷。第三叶片4具有径向长度尺寸S5，第二弧形段42具有径向长度尺寸S6，S6＝(0.3-0.45)S5，优选的0.35。第三叶片4径向外缘径向尺寸与第一叶片2径向内缘径向尺寸之差为P，P＝(0.1-0.25)S5，优选的0.15。该第三叶片4结构的设计能够降低第一叶片2与第三叶片4之间的附壁流，改善第一叶片2凹弧面径向内端的涡流，从而均匀化压力分布，改善压力特性。第二叶片3径向外缘径向尺寸为第一叶片2径向外缘径向尺寸的85-95％，优选的90％。
本发明通过对反导叶结构的研发、设计，能够提高反导叶结构径向外端/外部处的导流性，均匀化压力分布，提高径向内端/内部处的流量；能够降低上一级离心叶轮扩压器出口的压力脉动，提高反导叶结构径向外端处的导流性，降低第一叶片与第三叶片之间的附壁流，改善第一叶片凹弧面径向内端的涡流，均匀化压力分布，提高多级泵性能，改善压力特性。
上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于多级流体机械的级间反导叶，包括基板(1)、叶片组，叶片组连接于基板上，基板为大体上圆环形基板，叶片组包括第一叶片(2)、第二叶片(3)、第三叶片(4)，第一叶片、第二叶片、第三叶片各包括多个大体上弧形叶片，弧形叶片具有凹弧面(5)、凸弧面(6)，凹弧面、凸弧面位于弧形叶片相对两侧，其特征在于：第一叶片、第二叶片、第三叶片的径向长度尺寸不相等，且第一叶片与第二叶片的径向内缘径向尺寸相等，径向外缘径向尺寸不等；
所述第三叶片径向内缘径向尺寸小于第一叶片径向内缘径向尺寸，径向外缘径向尺寸大于第一叶片径向内缘径向尺寸且小于第一叶片径向外缘径向尺寸；第一叶片、第二叶片在周向上交错布置，第二叶片位于第一叶片之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片的凸弧面侧；第三叶片在周向上位于第一叶片、第二叶片之间，且更偏向于与其相邻的第一叶片的凹弧面侧；相邻第一叶片径向外缘之间具有周向宽度尺寸S1，第二叶片与与其相邻的第一叶片径向外缘之间具有周向宽度尺寸S2，S2＝(0.25-0.45)S1；相邻第一叶片径向内缘之间具有周向宽度尺寸S3，第三叶片径向外缘与与其相邻的第一叶片径向内缘之间具有周向宽度尺寸S4，S4＝(0.15-0.40)S3；
所述第一叶片的径向外端处具有导流部，该导流部包括第一弧形部(21)、第二弧形部(22)、第三弧形部(23)、第四弧形部(24)，第三弧形部、第一弧形部、第二弧形部、第四弧形部依次连接；所述第一弧形部、第二弧形部具有不同的曲率，且第一弧形部的曲率小于第二弧形部的曲率；第三弧形部、第四弧形部分别向第一叶片的中弧线凹陷；所述第三叶片包括第一弧形段(41)、第二弧形段(42)，第一弧形段、第二弧形段依次连接，第一弧形段、第二弧形段的凹陷方向相反，且第一弧形段向与其相邻的第一叶片凹陷，第二弧形段向与其相邻的第二叶片凹陷；所述第三叶片具有径向长度尺寸S5，第二弧形段具有径向长度尺寸S6，S6＝(0.20-0.45)S5。
2.根据权利要求1所述的一种用于多级流体机械的级间反导叶，其特征在于，第三叶片径向外缘径向尺寸与第一叶片径向内缘径向尺寸之差为P，P＝(0.05-0.30)S5。
3.根据权利要求1所述的一种用于多级流体机械的级间反导叶，其特征在于，第二叶片径向外缘径向尺寸为第一叶片径向外缘径向尺寸的75-95％。
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