一种抗空化高扬程离心泵叶轮.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CN106939898A(43)申请公布日2017.07.11(21)申请号201710117483.7(22)申请日2017.03.01(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号(72)发明人赵伟国赵国寿王桂鹏夏添马亮亮(74)专利代理机构北京市邦道律师事务所11437代理人段君峰曹琪(51)Int.Cl.F04D29/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种抗空化高扬程离心泵叶轮(57)摘要本发明涉及一种抗空化高扬程离心泵叶轮。为了解决离心泵在运行过程中随着空化强度的增加，叶轮内部的流体压力快速下降而导致离心泵扬程降低的问题，本发明公开了一种全新的抗空化高扬程离心泵叶轮。该抗空化高扬程离心泵叶轮，包括叶片、盖板和凸台，其中所述凸台与所述叶片固定连接，并且位于所述叶片的工作面一侧。本发明公开的抗空化高扬程离心泵叶轮，不仅结构简单，便于加工，而且通过在叶片的工作面设置凸台结构，对叶轮流道内部的低压力区和逆压梯度产生改善作用，进而对离心泵在发生空化时产生的空泡体积产生抑制作用，从而达到提高离心泵空化状态下的扬程值以及离心泵在空化状态下的运行高效区域的目的。CN106939898ACN106939898A权利要求书1/1页1.一种抗空化高扬程离心泵叶轮，包括叶片和盖板，其特征在于，还包括凸台，所述凸台与所述叶片的工作面固定连接；所述凸台在所述叶片上的径向位置为r＝Kr×R，轴向位置为对应叶片轴向截面线的1/2位置处；所述凸台的横截面长度尺寸为a＝Ka×R，所述凸台的横截面宽度尺寸为b＝Kb×R，所述凸台的顶部距离所述叶片表面的高度尺寸为h＝Kh×R；其中R为所述叶轮的半径尺寸，Kr为径向位置系数且Kr＝0.20～0.70，Ka为长度尺寸系数且Ka＝0.01～0.10，Kb为宽度尺寸系数且Kb＝0.01～0.10，Kh为高度尺寸系数且Kh＝0.02～0.10。2.根据权利要求1所述的抗空化高扬程离心泵叶轮，其特征在于，所述凸台与所述叶片的工作面固定连接时，将所述凸台在垂直于所述叶片工作面方向上的最大横截面指向所述叶片表面流体的来流方向。3.根据权利要求1所述的抗空化高扬程离心泵叶轮，其特征在于，所述凸台与所述叶片的工作面垂直固定连接。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的抗空化高扬程离心泵叶轮，其特征在于，所述凸台与所述叶片采用螺栓连接，其中所述凸台设有螺纹孔，所述叶片设有通孔。5.根据权利要求4所述的抗空化高扬程离心泵叶轮，其特征在于，所述叶片上设置的通孔采用沉孔结构，且所述沉孔的沉台部分位于所述叶片的非工作面一侧。2CN106939898A说明书1/4页一种抗空化高扬程离心泵叶轮技术领域[0001]本发明涉及一种叶轮，具体涉及一种抗空化高扬程离心泵叶轮。背景技术[0002]离心泵是一种依靠叶轮旋转产生的离心力来输送流体的泵。离心泵启动前，在泵壳和吸水管内充满流体，然后启动电机，使泵轴带动叶轮和流体做高速旋转运动，流体发生离心运动并被甩向叶轮外缘，经蜗形泵壳的流道流入离心泵的压水管路，最后流体从压水管路中输出。随着叶轮内部流体的不断排出，在叶轮中心位置逐渐形成低压区，甚至达到真空，此时离心泵入口处的流体在大气压力的作用下，通过吸入管源源不断地流入叶轮，再由叶轮甩出。在这个过程中，叶轮将泵轴的机械能传给流体，变成流体的压能和动能，并体现为离心泵的扬程输出。[0003]但是，在非定常空化流场的模拟中发现，在叶轮的旋转过程中发生空化，并且空化强度随着运行时间的变化而变化。其中，在空化强度增加的时候，叶轮内部产生的空泡体积也逐渐增加，从而引起叶轮表面空泡体积的分布不均匀和叶片表面压力的分布不均。这些在叶轮旋转过程中产生的空泡和压力紊乱都对叶轮进行的能量转换产生抑制影响，造成离心泵扬程的下降。此外，在叶轮内部流体压力快速下降时，即叶轮内部低压力区域由于叶轮入口端向叶轮出口端快速扩张时又会进一步促进叶轮内部空泡的产生和变大，从而对叶轮内的能量转换再次产生抑制影响。发明内容[0004]为了解决在离心泵运行过程中随着空化强度的增加，由于叶轮内部的流体压力快速下降而导致离心泵扬程降低的问题，本发明提出了一种全新的抗空化高扬程离心泵叶轮。该抗空化高扬程离心泵叶轮，包括叶片，盖板和凸台，其中所述凸台与所述叶片的工作面固定连接；所述凸台在所述叶片上的径向位置为r＝Kr×R，轴向位置为对应叶片轴向截面线的1/2处；所述凸台的横截面长度尺寸为a＝Ka×R，所述凸台的横截面宽度尺寸为b＝Kb×R，所述凸台的顶部距离所述叶片表面的高度尺寸为h＝Kh×R；其中R为所述叶轮的半径尺寸，Kr为径向位置系数且Kr＝0.20～0.