CN220185426U - 一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮，涉及叶轮技术领域，包括壳体、三元扭曲叶片、槽口，所述壳体的内部呈圆周形阵列设置有多个三元扭曲叶片，每个所述三元扭曲叶片的前盖板附近开设有槽口。所述三元扭曲叶片由轴流段、混流段和离心段三部分组成。所述三元扭曲叶片的数量为4‑8片。所述三元扭曲叶片的中心处形成有安装孔。本实用新型出口叶片背面錾削，提升了出口压力角，出口叶片前盖板附近开了一小槽，可提升叶片背面尾迹区的速度，减少了尾迹区的水力损失，提升了泵效率。离心叶轮从入口到出口叶片设计依次采取轴流叶片，混流叶片，离心叶片，符合流体在叶轮内的运动轨迹，使泵效率和汽蚀特性得以提升。

Description

一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮

技术领域

本实用新型涉及叶轮技术领域，具体涉及一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮。

背景技术

Fischer和Thoma曾用流动显示技术研究了离心泵叶轮内的流动状况，证明在叶轮出口处的叶片背面上存在着一个死水区，使叶片出口角由β2减小到β/2。Acosta和Bower-man用旋转压力计测量了离心泵叶轮内的静压分布和相对速度分布以及相对能量损失，并且用定量的方法表达出死水区并不死，只不过是相对总压损失较大而已，这一低能量流体区域被称为尾迹区。Moore曾用旋转水槽来模拟离心泵内的流动状况，研究了旋转和二次流对流动的影响，并提出了射流-尾迹计算模型。Murakami和Kikuyama及Asaku-ra用探针和油膜法研究了离心泵叶轮内的速度和压力分布。这些测试结果都证实，由于流体粘性的存在，离心泵叶轮内部的流动并不像一元理论所假定的那样流动是均匀的，而是基本上由尾迹区和近似无粘性的射流区所组成，如图7所示，尾迹区(在叶轮出口处的前盖板表面和叶片背面附近，叶轮中的损失集中在尾迹区，尾迹区越宽，损失越大，因此改善叶轮尾迹区的流场就能提高水泵效率。

一元流或二元流叶轮设计理论是假设叶片数量无限多，叶片无限薄，因此叶轮出口处的流速的方向和大小是相同的，但是现实生产中，不可能做到无限多和无限薄，一般叶片数量取4-8片，叶片必须有一定厚度才能满足强度要求，一般出口叶片附近较长一段都是等厚的，这是其一，其二，一般在设计叶轮时，为了减少进水叶片处的拥挤程度，后盖处的叶片比前盖板处的叶片要短，这就造成叶片沿前盖板与厚盖板的流线实际长度也不相同，这样就造成实际叶轮进口处与出口处的流速不相同，如图7。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮，解决以下技术问题：提高离心泵的效率和汽蚀特性。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮，包括壳体、三元扭曲叶片、槽口，所述壳体的内部呈圆周形阵列设置有多个三元扭曲叶片，每个所述三元扭曲叶片的前盖板附近开设有槽口。

作为本实用新型进一步的方案：所述三元扭曲叶片由轴流段、混流段和离心段三部分组成。

作为本实用新型进一步的方案：所述三元扭曲叶片的数量为4-8片。

作为本实用新型进一步的方案：所述三元扭曲叶片的中心处形成有安装孔。

作为本实用新型进一步的方案：所述三元扭曲叶片的轴流段的叶片边线与轴垂直，轴流段的叶片流线的轴面投影与轴平行。

本实用新型的有益效果：

本实用新型出口叶片背面錾削，提升了出口压力角，出口叶片前盖板附近开了一小槽，可提升叶片背面尾迹区的速度，减少了尾迹区的水力损失，提升了泵效率。

离心叶轮从入口到出口叶片设计依次采取轴流叶片，混流叶片，离心叶片，符合流体在叶轮内的运动轨迹，使泵效率和汽蚀特性得以提升。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型等轴测的结构示意图；

图2是本实用新型另一整体的结构示意图；

图3是本实用新型水平剖视的结构示意图；

图4是本实用新型垂直剖视的结构示意图；

图5是本实用新型叶轮局部分析的结构示意图；

图6是本实用新型三元扭曲叶片的结构示意图。

图7是现有技术的结构示意图。

图中：1、壳体；2、安装孔；3、三元扭曲叶片；4、槽口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-6所示，本实用新型为一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮，包括壳体1、三元扭曲叶片3、槽口4，所述壳体1的内部呈圆周形阵列设置有多个三元扭曲叶片3，每个所述三元扭曲叶片3的前盖板附近开设有槽口4。

所述三元扭曲叶片3由轴流段、混流段和离心段三部分组成，相当于轴流叶片，混流叶片，离心叶片。

所述三元扭曲叶片3的数量为6片。

所述三元扭曲叶片3的中心处形成有安装孔2，便于安装。

从附图6中可以明显得知，所述三元扭曲叶片3的轴流段的叶片边线与轴垂直，轴垂直也就是与竖直方向垂直，轴流段的叶片流线的轴面投影与轴平行。叶片流线指的是就是液体在叶轮叶片上流动的迹线。

尾迹区改善措施：a)在保证叶轮正常工作需要的强度下，将出口叶片背面錾削一部分，以提高叶片出口压力角β2，如图5所示，錾削宽度b和长度l，可通过CFD正交实验确定最佳尺寸。

b)在出口叶片上适当位置靠前盖板上开一个小槽，如图5，图6所示，槽的位置尺寸，大小尺寸可通过CFD正交实验确定。尾迹区通过上述两个措施可以提升流速，这样就减少了水力损失，泵效率得以提升。

进口叶片改善措施：叶片采取三元流扭曲叶片。目前大多数离心泵的叶片在进口虽有扭曲，但是其轴向宽度较小，如图7所示，这样的叶片基本还是属于二元叶片。如图5所示，进口叶片边与轴垂直(近乎)，进口叶片流线几乎与轴平行，这样既减小了单位流线长度上流体的扩压度，也改善了叶轮入口的条件。在转子具有三元叶片的情况下，进口叶片背面具有比二元叶轮(如图7所示)进口叶片处较低的相对流速，即该叶轮叶片表面的最小静压Pa将大于后者Pb。而汽蚀的出现则是在Pa(Pb)小于饱和气化压力时开始的，因此三元叶轮必然具有较好的抗汽蚀性能。

离心泵叶轮不再是单纯的离心设计方法，而是按实际流体分成三部分设计，第1部分是轴流段，可参考轴流叶片设计方法，叶片为三元扭曲叶片，使进口叶片具有大流量较低扬程特点，使泵在较宽的流量范围内仍具有较好的效率。叶轮转弯处为混流段，可参考混流叶轮的设计方法，使叶轮具有大流量低扬程特性，叶片为三元扭曲叶片；出水处为离心段，叶片采取一元或二元叶片即可，此处为流体提速段，叶片一般扁平的弧形状。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (5)

1.一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮，其特征在于，包括壳体(1)、三元扭曲叶片(3)、槽口(4)，所述壳体(1)的内部呈圆周形阵列设置有多个三元扭曲叶片(3)，每个所述三元扭曲叶片(3)的前盖板附近开设有槽口(4)。

2.根据权利要求1所述的一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮,其特征在于，所述三元扭曲叶片(3)由轴流段、混流段和离心段三部分组成。

3.根据权利要求1所述的一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮,其特征在于，所述三元扭曲叶片(3)的数量为4-8片。

4.根据权利要求1所述的一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮,其特征在于，所述三元扭曲叶片(3)的中心处形成有安装孔(2)。

5.根据权利要求1所述的一种射流尾迹平衡型三元流节能叶轮,其特征在于，所述三元扭曲叶片(3)的轴流段的叶片边线与轴垂直，轴流段的叶片流线的轴面投影与轴平行。