一种轴流泵及其抗空化叶轮.pdf

(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CN110671360A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201910942918.0(22)申请日2019.09.30(71)申请人浙江大学地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人赵国寿曹琳琳车邦祥杨帅吴大转(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人何彬(51)Int.Cl.F04D29/24(2006.01)F04D29/66(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称一种轴流泵及其抗空化叶轮(57)摘要本发明涉及一种轴流泵及其抗空化叶轮，属于泵技术领域。轴流泵叶轮包括轮毂及固定在轮毂上的叶片；沿叶片的前缘指向其尾缘的方向，在其吸力面的前半部设有一条以上沿该指向间隔布置的空化抑制条，该空化抑制条为长度方向沿展向布置的条状凸起结构。通过在轴流泵叶片的吸力面前半部布置沿展向延伸布置的空化抑制条，从而通过提高抑制条前侧叶面上的压力，以抑制叶片吸力面前缘空化的发生，有效降低前缘空化所引发的振动、噪声与空蚀等危害，可广泛应用于泵、抽水等工程领域中。CN110671360ACN110671360A权利要求书1/1页1.一种轴流泵用的抗空化叶轮，所述抗空化叶轮包括轮毂及固定在所述轮毂上的叶片，其特征在于：沿所述叶片的前缘指向其尾缘的方向，在所述叶片的吸力面的前半部固设有一条以上沿所述方向间隔布置的空化抑制条，所述空化抑制条为长度方向沿所述叶片的展向布置的条状凸起结构。2.根据权利要求1所述的抗空化叶轮，其特征在于：在所述吸力面上，布设有两条以上的空化抑制条；沿所述前缘指向尾缘的方向，所述两条以上的空化抑制条间隔布置。3.根据权利要求1或2所述的抗空化叶轮，其特征在于：沿所述前缘指向所述尾缘的方向，所述吸力面邻近所述尾缘的后半部固设有一条以上沿该方向间隔布置的空化抑制条。4.根据权利要求3所述的抗空化叶轮，其特征在于：在所述前半部内，空化抑制条布设在距离所述前缘为0.2C至0.4C的区域范围内；在所述后半部内，空化抑制条布设在距离所述前缘为0.5C至0.7C的区域范围内；其中，C为所述前缘至所述尾缘的叶片弦长。5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的抗空化叶轮，其特征在于：在所述展向上，空化抑制条在其固定位置处横跨所述叶片的空化区域。6.根据权利要求5所述的抗空化叶轮，其特征在于：在所述展向上，所述空化抑制条的长度大于等于所述叶片的空化区域的最大跨度。7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的抗空化叶轮，其特征在于：在所述吸力面上，沿所述前缘指向所述尾缘的方向，下游空化抑制条的凸起高度高于上游空化抑制条的凸起高度。8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述的抗空化叶轮，其特征在于：所述长度方向沿所述前缘的前缘线的延伸方向布置。9.根据权利要求1至8任一项权利要求所述的抗空化叶轮，其特征在于：所述空化抑制条的表面为连续光滑曲面结构。10.一种轴流泵，包括管道及安装在所述管道内的叶轮，其特征在于：所述叶轮为权利要求1至9任一项权利要求所述的抗空化叶轮。2CN110671360A说明书1/4页一种轴流泵及其抗空化叶轮技术领域[0001]本发明涉及泵技术领域，具体地说，涉及一种抗空化叶轮及以该抗空化叶轮构建的轴流泵。背景技术[0002]轴流泵作为一种大流量低扬程泵，广泛应用于工业生产中，其通过叶轮旋转将机械能转化为流体的能量，在其运行过程中，由于环境压力降低或设计余量不足，轴流泵叶轮上经常会发生空化现象，其不仅使泵的扬程、效率降低，还会引发振动、噪声与空蚀等问题。[0003]为了控制空化或缓解空化所带来的损害，目前所采取的主要措施有叶轮入口优化、叶片载荷优化、加装诱导轮、入口引射增压以及采用双吸结构等，以期降低泵入口流速及增大泵入口压力，而实现对空化的控制或缓解。但是，在这些措施中，加装诱导轮、入口引射增压及采用双吸结构均存在结构复杂、成本高的问题，并且空化控制的效果非常有限；而叶轮入口优化、叶片载荷优化等措施，一方面空化控制效果较为有限，另一方面会较大程度降低泵的效率；并且，以上措施均存在适用工况偏窄的问题，在变工况时难以起到很好的空化控制效果。[0004]为了解决上述技术问题，公告号为CN204610363U的专利文献中公开了一种抑制叶片背面云状空化的轴流泵，其所采用的技术方案为叶轮叶片的背面，并距离叶片进水边0.75C的位置布设凸起挡条，其中C为叶片翼型弦长，以对叶片壁面回射流的传播过程进行阻碍，从而抑制片状空化向云状空化的转变。其虽然提出设置凸起挡条，并基于阻挡回射流的机理控制云空化，无法对叶片前缘处所存在的空化现象进行处理，导致其在非定常特征下，会在叶片前缘处引发振动而产生噪声等