一种高效对旋轴流泵.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CN108678960A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810473638.5(22)申请日2018.05.17(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)发明人王秀礼方杰朱荣生付强(51)Int.Cl.F04D3/00(2006.01)F04D13/06(2006.01)F04D29/18(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种高效对旋轴流泵(57)摘要本发明提供一种高效对旋轴流泵，包括前置叶轮、后置叶轮和双转子对转电机；所述前置叶轮与双转子对转电机的外转子轴连接；所述后置叶轮与双转子对转电机的内转子轴连接；所述前置叶轮和后置叶轮旋转方向相反，且所述前置叶轮和后置叶轮的轮缘直径D和轮毂直径dh相等。本发明在原有轴流泵叶轮设计方法的基础上结合对旋轴流泵结构特点及流动状况进行了合理的优化设计，尤其是对旋轴流泵前后置叶轮耦合流动处的翼型安放角进行了合理流动设定，提高了对旋轴流泵的水力效率。CN108678960ACN108678960A权利要求书1/3页1.一种高效对旋轴流泵，其特征在于，包括前置叶轮(1)、后置叶轮(2)和双转子对转电机；所述前置叶轮(1)与双转子对转电机的外转子轴(4)连接；所述后置叶轮(2)与双转子对转电机的内转子轴(5)连接；所述前置叶轮(1)和后置叶轮(2)旋转方向相反，且所述前置叶轮(1)和后置叶轮(2)的轮缘直径D和轮毂直径dh相等；所述后置叶轮(2)第i个分流面的叶片前缘安放角βiR1和后缘安放角βiR2符合以下关系：所述前置叶轮(1)第i个分流面的叶片前缘安放角βiF1和后缘安放角βiF2适合以下关系：其中，βiF1—前置叶轮第i个分流面的叶片前缘安放角；βiR1—后置叶轮第i个分流面的叶片前缘安放角；βiR2—后置叶轮第i个分流面的叶片后缘安放角；π—圆周率；i—分流面序号数；H—设计工况总扬程；nqR—后置叶轮的名义比转速；λh—负荷分配系数；dh—叶轮轮毂直径；Q—设计流量；g—重力加速度；nR—后置叶轮转速；Di—第i个分流面的直径；D—前置叶轮和后置叶轮的轮缘直径；nqF—前置叶轮的名义比转速；nF—前置叶轮转速。2.根据权利要求1所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(1)的设计转速nF和后置叶轮(2)的设计转速nR，负荷分配系数λh，叶轮的设计初始名义比转速nq0，前置叶轮(1)的名义比转速nqF和后置叶轮(2)的名义比转速nqR，与泵设计工况点性能参数之间适合以下关系：其中，H—设计工况总扬程；2CN108678960A权利要求书2/3页nqF—前置叶轮的名义比转速；nqR—后置叶轮的名义比转速；λh—负荷分配系数；Q—设计流量；n—设计转速；nR—后置叶轮转速；nF—前置叶轮转速；nq0—叶轮的设计初始名义比转速；e—自然底数。3.根据权利要求1或2所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(1)和后置叶轮(2)的轮缘直径D和轮毂直径dh符合以下关系：其中，π—圆周率；H—设计工况总扬程；nq0—叶轮的设计初始名义比转速；dh—叶轮轮毂直径；nR—后置叶轮转速；nF—前置叶轮转速；D—前置叶轮和后置叶轮的轮缘直径。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述负荷分配系数取值为0.6≦λh≦1.4。5.根据权利要求4所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(1)的叶轮叶片数ZF和后置叶轮(2)的叶轮叶片数ZR适合以下关系：当λh>1时，ZF＝3，ZR＝4；当λh≤1时，ZF＝4，ZR＝3；其中，ZF—前置叶轮的叶轮叶片数；ZR—后置叶轮的叶轮叶片数；λh—负荷分配系数。6.根据权利要求1所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(1)分流面处的叶片稠密度λiF和后置叶轮(2)分流面处的叶片稠密度λiR符合以下关系：其中，liF—前置叶轮的翼型弦长；tiF—前置叶轮的翼型栅距；3CN108678960A权利要求书3/3页liR—后置叶轮的翼型弦长；tiR—后置叶轮的翼型栅距；λiF—前置叶轮第i个分流面处的叶片稠密度；λiR—后置叶轮第i个分流面处的叶片稠密度；nqF—前置叶轮的名义比转速；nqR—后置叶轮的名义比转速。7.根据权利要求1所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述双转子对转电机为双转子对转永磁电机(3)。8.根据权利要求1所述的一种高效对旋轴流泵，其特征在于，所述前置叶轮(1)与外转子轴(4)通过键连接；所述后置叶轮(2)与内转子轴(5)通过键连接。4CN108678960A说明书1/8页一种高效对旋轴流泵