一种具有抗空蚀叶片的离心泵.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CN110439851A(43)申请公布日2019.11.12(21)申请号201910799389.3(22)申请日2019.08.28(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人章子成郑晓周张文奇张毫杰(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟王兵(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3页(54)发明名称一种具有抗空蚀叶片的离心泵(57)摘要一种具有抗空蚀叶片的离心泵，包括离心泵本体，所述离心泵本体包括蜗壳、连接轴、电机和叶轮，所述的电机固定于壳体外，所述的连接轴承托于蜗壳并伸入蜗壳内；所述的叶轮包括叶片、前盖板和后盖板，所述的叶片装在前后盖板之间的连接轴上并位于蜗壳内，所述的电机通过所述的连接轴与叶轮轴接，所述叶片靠近前盖板的吸力面设有非光滑结构，所述非光滑结构为若干凸起。本发明的有益效果是：通过对叶轮叶片的表面进行非光滑表面改型，实现抗空蚀性能的显著提升。CN110439851ACN110439851A权利要求书1/1页1.一种具有抗空蚀叶片的离心泵，包括离心泵本体，所述离心泵本体包括蜗壳、连接轴、电机和叶轮，所述的电机固定于壳体外，所述的连接轴承托于蜗壳并伸入蜗壳内；所述的叶轮包括叶片、前盖板和后盖板，所述的叶片装在前后盖板之间的连接轴上并位于蜗壳内，所述的电机通过所述的连接轴与叶轮轴接，其特征在于：所述叶片靠近前盖板的吸力面设有非光滑结构，所述非光滑结构为若干凸起。2.如权利要求1所述的一种具有抗空蚀叶片的离心泵，其特征在于：所述凸起成列设置，并且每列凸起从叶轮中心呈螺旋型延伸至向叶轮边沿。3.如权利要求2所述的一种具有抗空蚀叶片的离心泵，其特征在于：所述凸起为球状凸起。4.如权利要求3所述的一种具有抗空蚀叶片的离心泵，其特征在于：所述球状凸起沿叶片长度方向成列分布，每列球状凹坑等间距布置。2CN110439851A说明书1/4页一种具有抗空蚀叶片的离心泵技术领域[0001]本发明涉及一种具有抗空蚀叶片的离心泵。背景技术[0002]离心泵内空蚀现象是：在泵内空化时密集的小尺寸空泡在叶轮固体壁面处破裂并且和叶轮固体壁面有着直接的接触，空泡溃灭时释放高强度的脉冲压力持续不断反复冲蚀叶轮壁面的过程。空蚀与空泡的演化密切相关，离心泵内空蚀产生的本质原因是空泡群周期性破裂的结果。空蚀由于其瞬态性和随机性，很难精准预测空蚀强度和空蚀区域。对于工作中的离心泵，目前很难做到完全克服由空化引起的空蚀损伤问题。实际上，空泡对离心泵叶轮壁面的空蚀损伤程度，不仅与离心泵叶轮壁面的材料性能有关，还取决于离心泵叶轮壁面的几何形状。因为叶轮固体表面不同的几何形状会影响空泡溃灭时与叶轮壁面相互作用的形式，如空泡溃灭时产生微射流的冲击角度大小、冲击速度大小、冲击区域分布及流场变化对空泡溃灭的影响。[0003]通过仿生学原理对特定工况下的工业机械进行结构的改进，是工程改型中新颖又卓有成效的一种方法，非光滑表面结构是一种应用前景广阔的仿生技术。在离心泵内运用仿生非光滑表面可以有效地改善离心泵的性能，有很多设计改进了叶轮、蜗壳等水力元件的结构，以起到抑制空化的作用，但是本发明以新颖的角度，提出了一种能够在空化发生时，大幅度减少空化造成的损伤(空蚀)的结构设计，即抗空蚀叶片表面非光滑结构。发明内容[0004]针对上述问题，本发明提出了一种可以改善流场结构的特点和提高离心泵抗空蚀损伤的能力的具有抗空蚀叶片的离心泵。[0005]本发明所述的一种具有抗空蚀叶片的离心泵，包括离心泵本体，所述离心泵本体包括蜗壳、连接轴、电机和叶轮，所述的电机固定于壳体外，所述的连接轴承托于蜗壳并伸入蜗壳内；所述的叶轮包括叶片、前盖板和后盖板，所述的叶片装在前后盖板之间的连接轴上并位于蜗壳内，所述的电机通过所述的连接轴与叶轮轴接，其特征在于：所述叶片靠近前盖板的吸力面设有非光滑结构，所述非光滑结构为若干凸起。[0006]所述凸起成列设置，并且每列凸起从叶轮中心呈螺旋型延伸至向叶轮边沿。[0007]所述凸起为球状凸起。根据对皮皮虾生物表面结构特征参数进行提取，皮皮虾表皮的结构形态主要表现在各个流动凹凸结构之间；再根据其表皮结构构造符合流线型的特征结构，例如球状凸起结构，球状凸起结构特性比较符合流体的流动形态。[0008]所述球状凸起沿叶片长度方向成列分布，每列球状凹坑等间距布置。考虑到离心泵空化最先发生在叶轮进口处，叶片吸力面靠近前盖板位置，且叶片前缘的型线和吸力面的形状对离心泵空化性能影响很大。通过仿生原理将皮皮虾背脊结构简化成的球状凸起结构，添加到离心泵叶轮靠