一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵.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CN109606599A(43)申请公布日2019.04.12(21)申请号201811646937.0(22)申请日2018.12.29(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市屯溪路193号(72)发明人燕浩李强柴立平石海峡余超张羽(74)专利代理机构合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)34118代理人王挺李伟(51)Int.Cl.B63H11/08(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵(57)摘要本发明属于流体机械领域，具体是涉及一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，包括两组同轴布置在泵腔内的叶轮组件，两组叶轮组件相对设置，每一组所述叶轮组件中均包括叶轮轴、固定在叶轮轴上的导叶以及通过轴承安装在叶轮轴的叶轮，所述叶轮为小轮毂比叶轮。本发明设计出的小轮毂比叶轮结构合理、水力性能优良，在流量、扬程满足设计工况要求的情况下，本发明将轮毂缩小约64％，叶轮外直径缩小约13％，显著提高了叶轮的过流能力。CN109606599ACN109606599A权利要求书1/3页1.一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，包括两组同轴布置在泵腔内的叶轮组件，两组叶轮组件相对设置，每一组所述叶轮组件中均包括叶轮轴(151)、固定在叶轮轴(151)上的导叶(152)以及通过轴承(154)安装在叶轮轴(151)的叶轮(153)，所述叶轮为小轮毂比叶轮。2.根据权利要求1所述的一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，还包括泵壳、位于泵壳内部的定子组件(12)、隔离套(13)以及转子组件(14)，所述泵壳由沿叶轮轴向依次布置的左壳体(111)、筒状中间壳体(112)以及右壳体(113)安装形成，其中第一组叶轮组件中的导叶远离第二组叶轮组件且与所述左壳体(111)固定，第二组叶轮组件中的导叶与所述右壳体(113)固定，所述转子组件设置在小轮毂比叶轮的轮缘处。3.根据权利要求2所述的一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，所述隔离套(13)位于中间壳体(112)内侧，所述隔离套(13)一端与左壳体(111)密封连接且另一端与右壳体(113)密封连接并形成泵腔，所述定子组件(12)安装在所述隔离套(13)外侧，所述转子组件(14)安装在所述隔离套(13)内侧；所述左壳体(111)上开设有进水口(a)，所述右壳体(113)上开设有出水口(b)，所述进水口(a)、出水口(b)与所述叶轮轴(151)同轴布置；所述第一组叶轮组件中的导叶(152)与第一组叶轮组件中的叶轮轴(151)以及所述左壳体(111)焊接为一体；所述第二组叶轮组件中的导叶(152)与第二组叶轮组件中的叶轮轴(11)以及所述右壳体(113)焊接为一体；所述左壳体(111)内壁处设有使得所述隔离套(13)一端插入的台阶，所述右壳体(113)内壁处设有使得所述隔离套(13)另一端插入的台阶。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，所述小轮毂比叶轮的设计方法包括如下步骤：S1、获取小轮毂比叶轮的外直径D；S2、确定小轮毂比叶轮的叶片数量和叶片翼型；S3、获取小轮毂比叶轮的轮缘处叶栅稠密度sy以及轮毂处叶栅稠密度sg；S4、将小轮毂比叶轮的叶片采用等距方式划分为m个圆柱截面，所述圆柱截面从轮毂往轮缘处依次记为1-1、2-2、……、m-m，分别获取各个所述圆柱截面的翼型安放角βL；S5、对S4中的翼型安放角βL的值进行修正；S6、确定小轮毂比叶轮的叶片厚度；S7、对S1-S6获得的小轮毂比叶轮的参数进行建模，对所建的叶轮模型进行数值仿真，得到仿真扬程值，若仿真扬程值处于设计扬程值范围内，则完成小轮毂比叶轮设计；若仿真扬程值处于设计扬程值范围外，则转入S1重新计算，直至仿真扬程值处于设计扬程值范围内。5.根据权利要求4所述的一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，所述S1的具体步骤包括：S11、通过如下公式获取小轮毂比叶轮的外直径估算值D估算值,其中，n为电机转速，π为圆周率，ns为轮缘驱动泵的比转速，H为扬程；2CN109606599A权利要求书2/3页S12、通过如下公式获取小轮毂比叶轮轮毂直径d，d＝Rd*D估算值其中，Rd为轮毂比，D估算值为S11中获取的小轮毂比叶轮外直径的估算值；S13、通过如下公式获得小轮毂比叶轮外直径的实际值D，其中，Q为流量、n为电机转速，π为圆周率，d为S12中获取小轮毂比叶轮轮毂直径。6.根据权利要求4所述的一种具有小轮毂比叶轮的磁驱动喷水推进泵，其特征在于，所述S2中叶片的数量为3-5个，叶片的翼型为NACA系列翼型；通过如