CN216430041U - 高效液氢泵叶轮及高效超低温液氢离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高效液氢泵叶轮。叶轮包括：一轴，具有一第一端和一第二端；一轮毂，设置在第二端；多个引导叶片，分别自第一端起沿螺旋路径延伸至第二端，引导叶片的末端与轮毂连为一体；以及多个离心叶片，设置在第二端，且于相邻的引导叶片之间流线型延伸，离心叶片的末端与轮毂形成一体。本实用新型的叶轮及离心泵提高了转轮的效率，同时也改善了泵的空化性能，降低压力脉动等，减小了泵的轴向长度尺寸，通过将引导轮和叶轮一体化设计，可以无需考虑引导轮和叶轮之间的连接配合，提高结构的可靠性，也有效避免引导轮和叶轮交接处产生的回流和冲角不匹配等问题。

Description

高效液氢泵叶轮及高效超低温液氢离心泵

技术领域

本实用新型涉及流体机械技术领域，尤其涉及高效液氢泵叶轮及离心泵。

背景技术

氢能作为一种清洁的可再生能源，具有来源丰富、燃烧值大、安全性好等优点，被称为“未来的绿色能源”。煤炭、石油、天然气等化石能源的不可再生性，不可避免的将在将来的某个时候枯竭。因而从能源的可持续性发展要求来看，氢能以及其他的可再生能源替代化石能源等不可再生能源是能源系统发展的一种必然。

叶轮是液氢离心泵上的重要部件，为了避免叶轮入口堵塞和保证叶片数，以防止叶轮流道内产生涡流，传统的方法是采用长短叶片相结合的方式，这种方式对加工要求很高，不仅加工制作困难，生产成本高，而且叶轮的动平衡不好控制，流体在叶轮上水利损失较大，由此会降低泵的效率。同时由于液氢离心泵转速一般在6000r/min左右，转速极高，叶片间流场内的介质流速呈比例增加，流场内介质扩散加剧，造成部分液体气化，形成大量气泡，气泡与液氢一起经过叶轮做功后，压力升高，气泡破灭，形成气蚀现象，对叶轮具有极大危害。

实用新型内容

为解决现有技术的至少一个问题，本实用新型提供高效液氢泵叶轮及离心泵。

高效液氢泵叶轮，用于液氢离心泵，包括：

一轴，具有一第一端和一第二端；

一轮毂，设置在第一端；

多个引导叶片，分别自第一端起沿螺旋路径延伸至第二端，引导叶片的末端与轮毂连为一体；以及

多个离心叶片，设置在第二端，且于相邻的引导叶片之间流线型延伸，离心叶片的末端与轮毂形成一体。

在一些实施方式中，每片引导叶片可分为引导叶型和与引导叶型连为一体的离心叶型，其中离心叶型的末端与轮毂相连，叶轮分为引导部分和离心部分，引导部分包含由相邻引导叶片形成的引导流道，离心部分包含离心叶片与离心叶型之间以及相邻离心叶片之间形成的离心流道。

在一些实施方式中，引导叶片具有三片。

在一些实施方式中，离心叶片包含长离心叶片和短离心叶片，相邻引导叶片之间设有长离心叶片和短离心叶片。

在一些实施方式中，轴具有轴孔。

在一些实施方式中，轴的横断面尺寸自第二端至第一端渐小。

根据本公开的另一方面，提供高效超低温液氢离心泵，包括所述叶轮。

本实用新型的叶轮及离心泵有益效果是：

(1)提高了转轮的效率，同时也改善了泵的空化性能，降低压力脉动等，减小了泵的轴向长度尺寸。

(2)通过将引导轮和叶轮一体化设计，可以无需考虑引导轮和叶轮之间的连接配合，提高结构的可靠性，也有效避免引导轮和叶轮交接处产生的回流和冲角不匹配等问题。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的高效液氢泵叶轮立体结构示意图。

图2为本实用新型一实施方式的高效液氢泵叶轮正视图。

图3为图2所示的叶轮的俯视图。

符号说明：轴1、轮毂2、引导叶片3、离心叶片4、第一端5、第二端 6、轴孔7、第一平面8、离心叶型9、引导叶型10、引导流道11、离心流道12、长离心叶片13、短离心叶片14

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

根据本公开的一个方面，提供高效液氢泵叶轮，用于液氢离心泵。请结合图1和图2，该叶轮包括一轴1、一轮毂2、多个引导叶片3以及多个离心叶片4。

请参考图1，轴1位于叶轮的中心，具有一第一端5和一第二端6。请参加图2，轴1大致呈锥形，具体而言，轴1的横断面直径自第一端5至第二端6渐增，液氢能够向远离叶轮中心方向螺旋形发散，便于流体的稳定。进一步地，轴1的母线呈内凹的流线型，此举可减轻流体在轴1表面的流动阻力。请继续参考图1，轴1具有自第一端5延伸至第二端6并贯穿叶轮的轴孔7，该轴孔7内设有键槽(图中未显示)，用以将叶轮安装在离心泵的电机轴上。

请结合图1和图2，轮毂2设置在第二端6，并与轴1呈一体结构。轮毂2所在的第一平面8与轴1垂直。

请参考图1，引导叶片3均布在轴1的外壁，自第一端5起沿螺旋路径延伸至第二端6，且引导叶片3的末端与轮毂2连为一体。再结合图2，每片引导叶片3可分为引导叶型10和与引导叶型10连为一体的离心叶型9，其中离心叶型9的末端与轮毂2相连。优选地，请参考图3，引导叶片3 的数量为3片。

请参考图2，离心叶片4设置在第二端6，且于相邻的引导叶片3之间流线型延伸，离心叶片4的末端与轮毂2形成一体。具体而言，离心叶片4 位于相邻的离心叶型9之间。由此，叶轮分为引导部分和离心部分。请参考图2，引导部分包含由相邻引导叶片3形成的引导流道11，离心部分包含在离心叶片4与离心叶型9之间以及相邻离心叶片4之间形成的离心流道12。液氢通过引导流道11被引导至离心部分，分流至各个离心流道12。

在一些实施方式中，请参考图2，离心叶片4包含长离心叶片13和短离心叶片14，相邻引导叶片3之间设有长离心叶片13和短离心叶片14。长离心叶片13与短离心叶片14优化了泵内的流场和压力分布，改善了泵的流速分布和内部的气蚀性能。

根据本公开的另一方面，提供高效超低温液氢离心泵，包括所述叶轮和电机，电机的电机轴与叶轮的轴同轴连接。

本实用新型的叶轮及离心泵的优点是：

(1)提高了转轮的效率，同时也改善了泵的空化性能，降低压力脉动等，减小了泵的轴向长度尺寸。

(2)通过将引导轮和叶轮一体化设计，可以无需考虑引导轮和叶轮之间的连接配合，提高结构的可靠性，也有效避免引导轮和叶轮交接处产生的回流和冲角不匹配等问题。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.高效液氢泵叶轮，用于液氢离心泵，其特征在于，包括：

一轴，具有一第一端和一第二端；

一轮毂，设置在所述第二端；

多个引导叶片，分别自所述第一端起沿螺旋路径延伸至所述第二端，所述引导叶片的末端与所述轮毂连为一体；以及

多个离心叶片，设置在所述第二端，且于相邻的引导叶片之间流线型延伸，所述离心叶片的末端与所述轮毂形成一体。

2.根据权利要求1所述的高效液氢泵叶轮，其特征在于，每片所述引导叶片可分为引导叶型和与所述引导叶型连为一体的离心叶型，其中离心叶型的末端与轮毂相连，所述叶轮分为引导部分和离心部分，所述引导部分包含由相邻所述引导叶片形成的引导流道，所述离心部分包含离心叶片与离心叶型之间以及相邻离心叶片之间形成的离心流道。

3.根据权利要求1所述的高效液氢泵叶轮，其特征在于，所述引导叶片具有三片。

4.根据权利要求1所述的高效液氢泵叶轮，其特征在于，所述离心叶片包含长离心叶片和短离心叶片，相邻引导叶片之间设有所述长离心叶片和所述短离心叶片。

5.根据权利要求1所述的高效液氢泵叶轮，其特征在于，所述轴具有轴孔。

6.根据权利要求1所述的高效液氢泵叶轮，其特征在于，所述轴的横断面尺寸自所述第二端至所述第一端渐小。

7.高效超低温液氢离心泵，其特征在于，包含权利要求1至6任一项所述的叶轮，还包括电机。

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