一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片.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CN109236731A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811211829.0(22)申请日2018.10.18(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人代翠董亮陈怡平王照雪(51)Int.Cl.F04D29/24(2006.01)F04D29/06(2006.01)F04D29/66(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片(57)摘要本发明提供了一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，应用于叶片泵叶轮，叶片上设有：第一凸包矩阵，位于叶片前缘的重度磨损区；第二凸包矩阵，位于叶片的工作面上靠近出口边的重度磨损区；第三凸包矩阵，位于叶片的背面上紧靠出口边的重度磨损区；第一条纹组，位于叶片的工作面上紧靠第二凸包矩阵；第二条纹组，位于叶片的背面上紧靠第三凸包矩阵；三个凸包矩阵均包括多行乘多列形成于叶片表面上的凸包，凸包呈光滑块状，第一条纹组和第二条纹组均包括多条平行设置的条纹凸起，条纹凸起的横截面呈三角形。本发明设置的三个凸包矩阵以及两个条纹组能够提高叶片的耐磨损性能。CN109236731ACN109236731A权利要求书1/1页1.一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，应用于叶片泵叶轮，其特征在于，所述叶片上设有：第一凸包矩阵，位于所述叶片前缘的重度磨损区，所述第一凸包矩阵包围所述叶片前缘；第二凸包矩阵，位于所述叶片的工作面上靠近出口边的重度磨损区；第三凸包矩阵，位于所述叶片的背面上紧靠出口边的重度磨损区；第一条纹组，位于所述叶片的工作面上紧靠所述第二凸包矩阵；第二条纹组，位于所述叶片的背面上紧靠所述第三凸包矩阵；其中，所述第一凸包矩阵、所述第二凸包矩阵和所述第三凸包矩阵均包括多行乘多列形成于叶片表面上的凸包，所述凸包呈光滑块状，所述第一条纹组和所述第二条纹组均包括多条平行设置的条纹凸起，所述条纹凸起的横截面呈三角形。2.根据权利要求1所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第一凸包矩阵、所述第二凸包矩阵和所述第三凸包矩阵的宽度即为叶片的高度b2，所述第一凸包矩阵展开为平面后的长度为Lj，Lj为的叶轮出口直径D2与叶轮进口直径Dj差值的0.1～0.15倍；所述第二凸包矩阵和所述第三凸包矩阵展开为平面后的长度均为Lc，Lc为0.3～0.35倍Lj。3.根据权利要求2所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第一条纹组和所述第二条纹组展开为平面的长度Lt均为Lj为0.1～0.15倍Lj，宽度即为叶片的高度b2，所述第一条纹组和所述第二条纹组中条纹凸起的导向与所述叶轮前盖板之间的夹角θ1为10°-15°，且所述第一条纹组和所述第二条纹组中条纹凸起均朝向叶轮的所述出口边倾斜。4.根据权利要求3所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第一凸包矩阵、所述第二凸包矩阵和所述第三凸包矩阵中的凸包为椭圆形凸包，所述椭圆形凸包的长轴均沿叶片的高度方向设置。5.根据权利要求4所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述椭圆形凸包的长轴长度为1mm，短轴长度为0.4mm，沿叶片的高度方向相邻两个椭圆形凸包的中心的距离R1为1.5mm，沿椭圆形凸包的短轴方向相邻两列椭圆形凸包的中心的距离R2为0.8mm。6.根据权利要求4所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，椭圆形凸包的凸起高度为0.5～1mm。7.根据权利要求3所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第一凸包矩阵中的行数为Lj/1.5向下取整，所述第一凸包矩阵中的列数为叶片高度b2/1.2向下取整。8.根据权利要求3所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第二凸包矩阵和第三凸包矩阵中的行数为Lc/1.5向下取整，所述第二凸包矩阵和第三凸包矩阵中的列数为b2/1.2向下取整。9.根据权利要求1所述的基于耦合仿生优化的耐磨损叶片，其特征在于，所述第一条纹组和所述第二条纹组中的条纹凸起的横截面为正三角形，所述正三角形的底边长hk为1～2.5mm，所述第一条纹组和所述第二条纹组展开为平面后相邻两个条纹凸起的中心距hj为1.5～3mm。2CN109236731A说明书1/4页一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片技术领域[0001]本发明涉及泵仿生领域，尤其涉及一种基于耦合仿生优化的耐磨损叶片。背景技术[0002]固液两相流离心泵在实际应用中由于其输送介质的特殊性，含沙水流会对过流部件表面产生磨损或切削破坏，严重影响其运行稳定性和使用寿命。为了降低磨损带来的问题，通常采用抗磨损性能较好的涂层材料对过流部件表面进行涂层防护，来提高叶片的抗磨损性能，但该方法仅