一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102003405A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102003405A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010596009.5(22)申请日2010.12.20(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人王国玉黄彪袁海涛王小波(51)Int.Cl.F04D29/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵(57)摘要本发明涉及一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，包括轮毂、首级叶轮、次级叶轮、导叶，本发明的首级叶轮、次级叶轮、导叶顺序设置在轮毂上，在首级叶轮和次级叶轮之间不设置导叶，所述轮毂为变轮毂比的锥型轮毂，首级叶轮为不可调式叶轮，次级叶轮为可调式叶轮。本发明使用串列的布置形式，可减小喷水推进系统的尺寸和重量。通过采用变轮毂比的锥型轮毂，并且将载荷在两个叶轮上优化匹配，改善了水泵的能量特性，实现了空化性能的提高。本发明具有流量大、结构紧凑、空间尺寸小、能量特性优、抗空化性能好等优点。ACN102345CCNN110200340502003417A权利要求书1/1页1.一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，包括轮毂、首级叶轮、次级叶轮、导叶，其特征在于：首级叶轮、次级叶轮、导叶顺序设置在轮毂上，在首级叶轮和次级叶轮之间不设置导叶。2.根据权利要求1所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，所述轮毂为变轮毂比的锥型轮毂。3.根据权利要求2所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮轮毂比范围为0.333-0.4，次级叶轮轮毂比范围为0.4-0.467。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮为不可调式叶轮，次级叶轮为可调式叶轮。5.根据权利要求1至3任一项所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮的载荷小于次级叶轮的载荷。6.根据权利要求5所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮和次级叶轮负荷之比为4∶6。7.根据权利要求4所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮的载荷小于次级叶轮的载荷。8.根据权利要求4所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，首级叶轮和次级叶轮负荷之比为4∶6。9.根据权利要求1至3任一项所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，次级叶轮的叶片数取为首级叶轮叶片数的两倍。10.根据权利要求1至3任一项所述的一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，其特征在于，导叶体的总长度为1.4D-1.5D，其中D为导叶的直径。2CCNN110200340502003417A说明书1/4页一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵技术领域[0001]本发明涉及一种水泵，特别涉及一种用锥形轮毂并置两个叶轮的水泵，属于水力机械领域。背景技术[0002]实现高速小型化一直是流体机械研究发展的趋势，在航空、航天和水中与水面兵器等高科技和关系国家安全的领域具有不可替代的意义。要实现高速小型化，从流体机械的流体动力设计方面，需要解决高负荷叶片的高效率设计问题，对于以液体为介质的流体机械——水力机械而言，还要解决因高负荷而带来的空化问题。应用多级形式是实现高效和高空化性能完成能量转换的方法之一。[0003]现阶段，对于需要较大功率而又有空间限制的应用场合，通常采用双级轴流泵的技术方案。常规双级轴流泵如图1所示，包括轮毂、首级叶轮、首级导叶、次级叶轮、次级导叶。由于在首级叶轮和次级叶轮之间设置了首级导叶，使得泵的轴向尺寸延长、重量增大，从而无法满足对喷水推进系统重量和尺寸上的使用要求。因此，在空间受限或重量受限时，双级轴流泵的空间布置非常困难。发明内容[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种可大幅度减小轴向尺寸的水泵，并改善其工作性能。[0005]本发明提供了一种带锥型轮毂的双叶轮串列泵，包括轮毂、首级叶轮、次级叶轮、导叶，与现有的双极轴流泵不同，本发明的首级叶轮、次级叶轮、导叶顺序设置在轮毂上，在首级叶轮和次级叶轮之间不设置导叶。由于本发明使用串列的布置形式，在首级叶轮和次级叶轮之间不设置导叶，可减小喷水推进系统的尺寸和重量。[0006]本发明所述轮毂为变轮毂比的锥型轮毂。通常，轮毂比是根据比转速确定的。本发明采用的变轮毂比设计可以使得串列泵的扬程和效率有所提高。[0007]首、次级叶轮安放角对串列泵的能量特性、空化性能曲线影响显著。由于泵的入口来流工况相对稳定，为了简化设计，首级叶轮设计成不可调式。考虑到串列泵首级叶轮和次级叶轮之间的影响，经过首级叶轮后的流动变化较为复杂，同时为了扩大泵的高效区，次级叶轮设计成可调叶轮，即叶片的安放角可以根据需要进行调节。[0008]根