导流式轴流泵叶轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103233914A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103233914103233914A(43)申请公布日2013.08.07(21)申请号201310193146.8(22)申请日2013.05.23(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人陈红勋张睿孙涛朱兵(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人何文欣(51)Int.Cl.F04D29/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称导流式轴流泵叶轮(57)摘要本发明公开一种导流式轴流泵叶轮。它包括与泵轴键连接的叶轮毂和均布于轮毂上的若干主叶片，轮毂上还均布数量与主叶片数量相等的导流叶片，所述的导流叶片与主叶片间具有有效距离的缝隙。所述导流叶片与主叶片之间的相对位置，在圆周方向的两者距离为0~100mm，在轴向方向的两者距离为0~120mm，导流叶片的翼型截面进口角度为10~50°，主叶片的翼型截面进口角度为15~45°。利用导流叶片的引流作用，使得流体通过导流叶片后，能以冲击较小的方式绕流主叶片；同时利用流体通过缝隙，使之能承受流体的逆压力梯度从而延迟甚至是不产生边界层的分离，降低了叶片表面的阻力，减少了轴功率的损耗而提高轴流泵的工作效率。CN103233914ACN103294ACN103233914A权利要求书1/1页1.一种导流式轴流泵叶轮，包括与泵轴键连接的叶轮轮毂和均布于轮毂上的若干主叶片，其特征在于，还包括数量与主叶片数量相等的导流叶片，所述的导流叶片设置于主叶片前缘入流方向的前方，所述每个导流叶片与相邻主叶片之间具有一定的缝隙。2.根据权利要求1所述的导流式轴流泵叶轮，其特征在于，导流叶片与主叶片在结构上可以源于同一个轴流泵叶片，即导流叶片和主叶片可以拼接为某一轴流泵叶轮叶片，也可以重新对主叶片和导流叶片进行参数化设计。3.根据权利要求1所述的导流式轴流泵叶轮，其特征在于，导流叶片与主叶片之间的相对位置，在圆周方向的两者距离为0~100mm，在轴向方向的两者距离为0~120mm。4.根据权利要求1所述的导流式轴流泵叶轮，其特征在于，导流叶片翼型截面的进口角度为10~50°。5.根据权利要求1所述的导流式轴流泵叶轮，其特征在于，导流叶片的入流端的厚度大于或等于出流端的厚度，优选方案为出流端的厚度接近为0mm。6.根据权利要求1所述的导流式轴流泵叶轮，其特征在于，主叶片翼型截面的进口安度为15~45°。2CN103233914A说明书1/3页导流式轴流泵叶轮技术领域[0001]本发明涉及轴流式水泵技术领域，特别涉及一种导流式轴流泵叶轮。背景技术[0002]轴流式水泵是一种高比转速叶片泵，它具有流量大、扬程低的特点，广泛应用在流域调水、农田灌溉、防洪排涝、市政供水、电厂水循环等领域。一般情况下，轴流式水泵在设计工况点附近效率较高，此时具有较稳定的水力性能，若偏离这个区域，水泵水力效率下降，特别是在小流量工况范围，存在不稳定的马鞍区，此时泵内流动紊乱，在叶轮表面容易产生流动分离，从而诱导其他不稳定流动现象的产生，严重影响水泵系统的安全稳定运行。如图1所示，在非设计工况下，流体绕流叶片时，工况的改变导致入流角度发生变化，入流产生了冲击，在叶片的背面发生了流动分离，形成明显可见的漩涡流动结构。由于漩涡区的出现，对叶片产生了较大的阻力作用，消耗更多的轴功率，因此造成泵的水力效率降低。由此可见，设计一种在偏工况运行条件下有效控制叶片表面边界层分离的轴流泵叶轮，对于拓宽轴流式水泵有效工况范围具有重要的应用价值。发明内容[0003]本发明的目的在于针对已有技术存在的技术问题，提供一种导流式轴流泵叶轮，该轴流泵叶轮可以有效控制偏工况下轴流泵叶片产生的流动分离，减小不稳定流动产生的阻力，提高轴流式水泵的工作效率。[0004]为达到上述目的，对本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：一种导流式轴流泵叶轮，包括与泵轴健连接的叶轮轮毂和均布于轮毂上的若干主叶片，其特征在于：所述轮毂上还均布数量与主叶片数量相等的导流叶片。[0005]所述导流叶片与主叶片在结构上源于同一个轴流泵叶片，在效率较高的设计工况点附近，导流叶片和主叶片拼接为某一原始轴流泵叶轮叶片。[0006]所述导流叶片与主叶片也可以重新分别进行设计，对几何结构做一些调整处理。[0007]所述导流叶片在效率低的工况下，导流叶片进行位置移动，与相邻主叶片之间具有有效的距离，两者之间构成缝隙。[0008]所述导流叶片位于主叶片前缘的前方，导流叶片与主叶片之间的相对位置，在圆周方向的两者距离为0~100mm，在轴向方向的两者距离为0~