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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110821890A(43)申请公布日2020.02.21(21)申请号201911262485.0(22)申请日2019.12.11(71)申请人江苏大学镇江流体工程装备技术研究院地址212009江苏省镇江市新区丁卯经十五路99号大学科技园43栋申请人江苏大学(72)发明人董亮郭超代翠刘厚林郭瑾楠张宇航(51)Int.Cl.F04D29/42(2006.01)F04D29/66(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种具有仿生结构的离心泵蜗壳(57)摘要本发明涉及一种具有仿生结构的离心泵蜗壳。所述离心泵蜗壳的扩散段的对称壁上设有第一仿生段,所述第一仿生段的纵截面轮廓形状为仿飞鸟羽翼的线性正弦曲线的圆弧齿状结构;所述第一仿生段从蜗壳第十断面开始,并沿扩散段流线方向延伸至扩散段出口处,并保证扩散段的第十断面形状面积与原第十断面形状面积相同。所述蜗壳内壁面处设有第二仿生段,所述的第二仿生段的轮廓形状为仿蜣螂背板的凹槽结构。第二仿生段设置不止一个球冠凹槽,起点位于第一断面,终点延伸至第八断面。本发明所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳能够更好的实现离心泵的减阻降噪,改善离心泵性能,且在一定工况范围内提高离心泵的水力性能。CN110821890ACN110821890A权利要求书1/1页1.一种具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述离心泵蜗壳的扩散段的对称壁上设有第一仿生段,所述第一仿生段的纵截面轮廓形状为仿飞鸟羽翼的线性正弦曲线的圆弧齿状结构;所述第一仿生段从蜗壳第十断面开始,并沿扩散段流线方向延伸至扩散段出口处,并保证扩散段的第十断面形状面积与原第十断面形状面积相同。2.根据权利要求1所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述离心泵蜗壳的内壁面设有第二仿生段,所述第二仿生段的轮廓形状为仿蜣螂背板的凹槽结构,所述第二仿生段的起点位于第一断面处,终点延伸至第八断面。3.根据权利要求1所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述第一仿生段沿流线方向布置长度为整个扩散段的4/5,所述第一仿生段的仿生结构的结束点与泵蜗壳出口处平齐,所述第一仿生段的圆弧齿状结构间隔为8~14mm,圆弧齿状结构高度为1~2mm,圆弧齿状结构单元个数为2~5个,整个所述第一仿生段360°包围所述扩散段的出口处。4.根据权利要求2所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述离心泵蜗壳的内壁面处设置有至少一个球冠凹槽。5.根据权利要求4所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述球冠凹槽大小一致、分奇偶列均匀设置在所述离心泵蜗壳的内壁面处。6.根据权利要求5所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:每列球冠凹槽中,各球冠凹槽底面球心间距为2.2mm。7.根据权利要求5所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:每列球冠凹槽中,偶列球冠凹槽底面球心与奇列球冠凹槽底面球心的间距为2.2mm。8.根据权利要求5所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:每列球冠凹槽中,偶列球冠凹槽底面球心与奇列球冠凹槽底面球心的垂直距离为1.1mm。9.根据权利要求4或5或6或7或8所述的具有仿生结构的离心泵蜗壳,其特征在于:所述的球冠凹槽直径为1.2mm,高0.12mm。2CN110821890A说明书1/3页一种具有仿生结构的离心泵蜗壳技术领域[0001]本发明涉及一种蜗壳设计方法,具体为一种具有仿生结构的离心泵蜗壳。背景技术[0002]离心泵作为一种通用机械,在国民经济中起着极其重要的作用。但其过流部件结构较为复杂,且旋转的叶轮与静止的蜗壳之间存在着动静干涉作用,使离心泵运行时内部流场呈现三维非稳态湍流,还会伴随强烈的脉动和噪声。这会影响系统的运行安全和使用寿命,对于隐匿性能较高的军用设备,振动和噪声是需要解决的问题。[0003]蜗壳是离心泵运行的重要部件,位于叶轮出口之后,其功用是把从叶轮内流出来的液体收集起来,并尽可能的将动能转化为出口的总压。但现有的蜗壳,如图1所示,由于液体在流出叶轮时速度很高,流体易对蜗壳造成一定的破坏,且装置稳定性较差。[0004]利用仿生非光滑表面实现减阻和降噪的技术已逐渐成熟,但是在离心泵领域进行的应用并不广泛,并且对于同一对象上的仿生表面所产生减阻和降噪效果之间关联的研究也尚不多见。[0005]仿生设计通过对生物结构,生物功能和生命过程的认识为解决工程和机械设计中的难题提供巧妙的设计思路和灵感。蜣螂体表的非光滑结构,腹部不粘土且阻力小,可以有效减少土壤粘附和摩擦。飞鸟羽翼外轮廓的圆弧齿状结构可以实现高速无声飞行。这为减阻降噪蜗壳提供了设计思路和方法。发明内容[0006]为了改善离心泵性能,且在一定工况范围内提高离心泵的水力性能