CN210859325U - 一种能减少流动分离的离心泵叶轮 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能减少流动分离的离心泵叶轮，包括在叶轮轮毂上均匀固定设置的多个叶片以及在叶轮轮毂直径的2/3处均匀固定设置的多个引流短叶片，每个叶片的后缘均固定有与叶片设置为一体的扰流半圆柱，扰流半圆柱远离叶片的一侧开设有凹槽，叶片与引流短叶片的数量相同，每个叶片的尾部靠近吸力面的一侧位于叶轮轮毂直径的2/3处均固定设置有一个引流短叶片。本实用新型的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，解决了现有技术中离心泵在小流量工况下的失速和流动分离现象，从而提高了水流稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属于离心泵叶轮技术领域，涉及一种能减少流动分离的离心泵叶轮。
背景技术
离心泵具有结构简单、体积小、流量稳定、易于制造以及便于维护等一系列优点，成为必不可少的流体输送设备，在我国工业生产中扮演着重要角色，对我国科技的发展也起到了积极推进的作用。然而，离心泵在小流量工况下运行时，冲角很小，当水流与叶片进口形成正冲角，即α>0，且此正冲角超过某一临界值时，叶片背面流动工况开始恶化，边界层受到破坏，在叶片背面尾端出现涡流区，即所谓“失速”现象。冲角大于临界值越多，失速现象越严重，流体的流动阻力越大，使叶道阻塞，从而导致泵的运行稳定性和效率急剧下降。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能减少流动分离的离心泵叶轮，解决了现有技术中离心泵在小流量工况下的失速和流动分离现象，从而提高了水流稳定性。
本实用新型所采用的技术方案是，一种能减少流动分离的离心泵叶轮，包括在叶轮轮毂上均匀固定设置的多个叶片以及在叶轮轮毂直径的2/3处均匀固定设置的多个引流短叶片，每个叶片的后缘均固定有与叶片设置为一体的扰流半圆柱，扰流半圆柱远离叶片的一侧开设有凹槽，叶片与引流短叶片的数量相同，每个叶片的尾部靠近吸力面的一侧位于叶轮轮毂直径的2/3处均固定设置有一个引流短叶片。
本实用新型的特征还在于，
引流短叶片的厚度为叶片厚度的1/2。
凹槽靠近叶片吸力面一侧的深度与叶片厚度相同，凹槽靠近叶片压力面一侧的深度为叶片厚度的1/2，凹槽的深度由凹槽靠近叶片吸力面一侧向凹槽靠近叶片压力面一侧呈线性过度。
扰流半圆柱的直径为叶片厚度的2倍，扰流半圆柱对应圆弧的角度β为70～75度，扰流半圆柱与叶片的压力面和吸力面之间有过度圆弧，过度圆弧的直径为主叶片厚度的1.2～1.5倍，过度圆弧对应的角度为35～40度。
叶凹槽的开口的中心线为扰流半圆柱圆心处切线顺时针旋转10度。
引流短叶片为翼型结构，引流短叶片中心处距扰流半圆柱圆心位置的距离为轮轮毂直径的1/4。
引流短叶片的内圆弧半径为叶轮轮毂半径的0.4倍，引流短叶片的总长度L为叶轮轮毂直径的0.15倍。
本实用新型的有益效果是，本实用新型的引流短叶片安放的区域为失速团最易发生的区域，一方面能够增加固壁面面积，从而增加流体边界层能量，另一方面能够将水流引向吸力面尾部的出口处，吸力面尾部的出口由于增加了叶片与水流的接触面积，更为有效地降低了流体在叶片吸力面出口区域的流动分离和失速现象。同时，在压力面一侧，通过在叶片尾部设置扰流半圆柱体，能提高流体在流道内的通流作用，使流道出口处高压区位置后移，从而也能延缓流动分离和失速涡的形成。
附图说明
图1是本实用新型一种能减少流动分离的离心泵叶轮的结构示意图；
图2是本实用新型一种能减少流动分离的离心泵叶轮中叶片的结构示意图；
图3是本实用新型一种能减少流动分离的离心泵叶轮中引流短叶片的结构示意图。
图中，1.叶片，2.引流短叶片，3.扰流半圆柱，4.凹槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种能减少流动分离的离心泵叶轮，如图1所示，包括在叶轮轮毂上均匀固定设置的多个叶片1以及在叶轮轮毂直径的2/3处均匀固定设置的多个引流短叶片2，每个叶片1的后缘均固定有与叶片1设置为一体的扰流半圆柱3，扰流半圆柱3远离叶片的一侧开设有凹槽4，叶片1与引流短叶片2的数量相同，每个叶片1的尾部靠近吸力面的一侧位于叶轮轮毂直径的2/3处均固定设置有一个引流短叶片2。
引流短叶片2的厚度d为叶片1厚度D的1/2。
凹槽4靠近叶片1吸力面一侧的深度与叶片1厚度D相同，凹槽4靠近叶片1压力面一侧的深度为叶片1厚度D的1/2，凹槽4的深度由凹槽4靠近叶片1吸力面一侧向凹槽4靠近叶片1压力面一侧呈线性过度。
扰流半圆柱3的直径为叶片1厚度D的2倍，扰流半圆柱3对应圆弧的角度β为70～75度。扰流半圆柱3与叶片1的压力面和吸力面之间有过度圆弧，过度圆弧的直径为主叶片厚度的1.2～1.5倍，过度圆弧对应的角度为35～40度。
如图2所示，凹槽4靠近叶片1压力面的一侧壁与压力面夹角θ为30～35度，凹槽靠近叶片1吸力面的一侧壁与吸力面的夹角α为25～30度。
凹槽4的开口的中心线为扰流半圆柱3圆心处切线顺时针旋转10度。
如图3所示，引流短叶片2为翼型结构，引流短叶片2中心处距扰流半圆柱3圆心位置的距离为叶轮轮毂直径的1/4。
引流短叶片2的内圆弧半径r2为叶轮轮毂半径的0.4倍，引流短叶片2的总长度L为叶轮轮毂直径的0.15倍。
本实用新型一种能减少流动分离的离心泵叶轮的工作过程如下：
工作时，离心泵顺时针旋转,叶轮带动流体一起旋转，流体由于受到离心力作用而获得能量，在叶片1的压力面一侧，扰流半圆柱体3能够延缓叶片1上一流道的尾迹进入下一流道，同时在凹槽4内形成涡旋，并随水流带入到下一流道出口形成高压区，提高了叶片1吸力面压力，减少了叶片1吸力面边界层分离。在吸力面一侧，由于引流短叶片2的设置，一方面能够能加边界层的面积，增加其边界层能量，另一方面，将脱流的水流引入到吸力面扰流半圆柱3，使水流靠近叶片1表面，减少了流动分离，避免了失速现象的发生，同时，由于叶片吸力面尾部的延长和面积的增加，使得边界层面积的增加，减少了脱流现象的发生。
Claims (7)
1.一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，包括在叶轮轮毂上均匀固定设置的多个叶片(1)以及在叶轮轮毂直径的2/3处均匀固定设置的多个引流短叶片(2)，每个所述叶片(1)的后缘均固定有与所述叶片(1)设置为一体的扰流半圆柱(3)，所述扰流半圆柱(3)远离叶片的一侧开设有凹槽(4)，所述叶片(1)与所述引流短叶片(2)的数量相同，每个所述叶片(1)的尾部靠近吸力面的一侧位于叶轮轮毂直径的2/3处均固定设置有一个引流短叶片(2)。
2.根据权利要求1所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述引流短叶片(2)的厚度为叶片(1)厚度的1/2。
3.根据权利要求1所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述凹槽(4)靠近叶片(1)吸力面一侧的深度与叶片(1)厚度相同，所述凹槽(4)靠近叶片(1)压力面一侧的深度为叶片(1)厚度的1/2，所述凹槽(4)的深度由凹槽(4)靠近叶片(1)吸力面一侧向凹槽(4)靠近叶片(1)压力面一侧呈线性过度。
4.根据权利要求1所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述扰流半圆柱(3)的直径为叶片(1)厚度的2倍，所述扰流半圆柱(3)对应圆弧的角度β为70～75度，所述扰流半圆柱(3)与所述叶片(1)的压力面和吸力面之间有过度圆弧，过度圆弧的直径为主叶片厚度的1.2～1.5倍，过度圆弧对应的角度为35～40度。
5.根据权利要求1所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述凹槽(4)的开口的中心线为所述扰流半圆柱(3)圆心处切线顺时针旋转10度。
6.根据权利要求1所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述引流短叶片(2)为翼型结构，引流短叶片(2)中心处距扰流半圆柱(3)圆心位置的距离为叶轮轮毂直径的1/4。
7.根据权利要求6所述的一种能减少流动分离的离心泵叶轮，其特征在于，所述引流短叶片(2)的内圆弧半径为叶轮轮毂半径的0.4倍，所述引流短叶片(2)的总长度L为叶轮轮毂直径的0.15倍。
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