离心泵叶轮.pdf

1、(10)申请公布号 CN 104279181 A (43)申请公布日 2015.01.14 CN 104279181 A (21)申请号 201410501055.0 (22)申请日 2014.09.26 F04D 29/22(2006.01) (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区北京 100084-82 信箱 (72)发明人 谭磊 曹树良 祝宝山 孟根其其格 徐昀 屈万世 (74)专利代理机构 深圳市鼎言知识产权代理有 限公司 44311 代理人 哈达 (54) 发明名称 离心泵叶轮 (57) 摘要 本发明涉及一种离心泵叶轮， 其包括 ： 一前盖 板、 一后盖板以及一设

2、置在所述前盖板和所述后 盖板之间的叶片， 在所述前盖板的内壁或后盖板 的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104279181 A CN 104279181 A 1/1 页 2 1. 一种离心泵叶轮， 其包括 ： 一前盖板、 一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后 盖板之间的叶片， 在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。 2. 如权利要求 1 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 所述

3、射流槽的长度方向与叶片型线 一致。 3. 如权利要求 2 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 所述射流槽的横截面形状可以为矩 形、 梯形、 半圆形或其他不规则几何形状。 4.如权利要求2所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 设定盖板厚度为， 那么设置在该盖 板上的射流槽的深度取值范围为 0.2-0.4。 5. 如权利要求 2 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 设定相邻叶片间的宽度为 D， 那么射 流槽的宽度取值范围为 0.2D-0.4D。 6. 如权利要求 2 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 设定叶片的流线长度为 L， 那么设定 在盖板上的射流槽的长度取值范围为 0.5L-0.7L。 7.

4、 如权利要求 2 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 设定叶片数量为 N， 那么射流槽的数 量取值范围为 N-3N。 8. 如权利要求 2 所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 所述射流槽的横截面形状为矩形。 9.如权利要求8所述的离心泵叶轮， 其特征在于 ： 设定盖板厚度为， 那么设置在该盖 板上的射流槽的深度取值范围为 0.3 ； 设定相邻叶片间的宽度为 D， 那么射流槽的宽度取 值范围为 0.3D ； 设定叶片的流线长度为 L， 那么设定在盖板上的射流槽的长度取值范围为 0.6L ； 设定叶片数量为 N， 那么射流槽的数量取值范围为 2N。 10. 如权利要求 1 所述的离心泵叶轮， 其特

5、征在于 ： 所述射流槽通过在所述前盖板的内 壁或后盖板的内壁挖槽形成。 权 利 要 求 书 CN 104279181 A 2 1/2 页 3 离心泵叶轮 技术领域 0001 本发明涉及一种离心泵叶轮， 尤其涉及一种能够抑制二次流的离心泵叶轮。 背景技术 0002 离心泵是通用机械中应用广泛的产品， 应用于城市污水处理、 农田水利建设、 石 化、 电力、 船舶等领域。现有离心泵叶轮流道中压力和速度分布不均匀， 叶片压力面一侧压 力高、 速度低， 吸力面一侧压力低、 速度高， 因此在叶轮流道中存在由叶片压力面指向吸力 面的压力梯度。在主流区中， 流体质点的速度较高， 产生的惯性力能够平衡该压力梯度

6、， 而 在叶轮后盖板和前盖板的边界层中， 流体质点的速度小得多， 不足以平衡该压力梯度， 因此 边界层中流体质点将在压力梯度的作用下， 从压力面流向吸力面， 形成与主流方向近似垂 直的二次流动。 0003 叶轮内液体流动产生的二次流对于能量损失、 运行稳定性有重大影响， 但对其控 制的研究尚不多见。 发明内容 0004 有鉴于此， 确有必要提供一种能够抑制叶轮流道内二次流， 提高离心泵运行效率 和稳定性的离心泵叶轮。 0005 一种离心泵叶轮， 其包括 ： 一前盖板、 一后盖板以及一设置在所述前盖板和所述后 盖板之间的叶片， 在所述前盖板的内壁或后盖板的内壁上沿圆周方向设置有射流槽。 0006

7、 与现有技术相比较， 本发明提供的离心泵叶轮在离心泵运行时， 由于叶轮对流体 做功， 流体沿叶轮进口到出口压力逐渐增大， 射流槽利用叶轮流道内的逆压梯度产生微射 流， 微射流与叶轮流道内主流混合， 抑制叶轮流道内二次流发展， 从而提高离心泵运行效率 和稳定性。并且本发明的射流槽结构简单， 易于加工制造， 适用于任何类型的离心泵。 附图说明 0007 图 1 是本发明实施方式提供的离心泵叶轮局部剖面的结构示意图。 0008 图 2 是本发明实施方式提供的离心泵叶轮的剖面结构示意图。 0009 图 3 是本发明实施方式提供的离心泵叶轮中射流槽抑制叶轮流道内二次流的工 作原理示意图。 0010 主要

8、元件符号说明 离心泵叶轮10 前盖板11 后盖板12 叶片13 射流槽14 水流15 微射流16 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。 说 明 书 CN 104279181 A 3 2/2 页 4 具体实施方式 0011 下面将结合附图及具体实施例， 对本发明提供的离心泵叶轮作进一步的详细说 明。 0012 请参阅图 1 和图 2， 本发明实施方式提供一种离心泵叶轮 10， 该离心泵叶轮 10 包 括前盖板 11、 后盖板 12 以及设置在前盖板 11 和后盖板 12 之间的叶片 13。所述前盖板 11、 后盖板 12 以及叶片 13 可以是通过铸造形成的， 也可以是叶片 13 通

9、过焊接的方式分别焊接 在前盖板 11 和后盖板 12 上形成的， 也可以是叶片 13 与所述前盖板 11 或后盖板 12 为一体 的， 与另一个盖板通过焊接的方式形成的。在本实施例中， 所述叶片 13 通过焊接的方式分 别焊接在所述前盖板 11 和后盖板 12 上。 0013 在所述前盖板11的内壁、 后盖板12的内壁上沿圆周方向均匀设置有射流槽14， 该 射流槽 14 位于相邻的叶片间， 该射流槽 14 通过在所述前盖板 11 的内壁、 后盖板 12 的内壁 挖槽形成。所述前盖板 11 的内壁、 后盖板 12 的内壁指的是前盖板 11 和后盖板 12 分别与 所述叶片 13 相对的壁部。当然

10、， 所述射流槽 14 也可以沿圆周方向均匀的设置在所述前盖 板 11 的内壁或后盖板 12 的内壁。 0014 所述射流槽14的长度方向与叶片型线一致， 射流槽14的横截面形状可以为矩形、 梯形、 半圆形或其他不规则几何形状。设定盖板厚度为 ， 那么设置在该盖板上的射流槽 14的深度取值范围为0.2-0.4， 优选为0.3 ； 设定相邻叶片间的宽度为D， 那么射流槽 14 的宽度取值范围为 0.2D-0.4D， 优选为 0.3D ； 设定叶片的流线长度为 L， 那么设定在盖板 上的射流槽 14 的长度取值范围为 0.5L-0.7L， 优选为 0.6L ； 设定叶片 13 的叶片数量为 N， 那

11、么射流槽 14 的数量取值范围为 N-3N， 优选为 2N。 0015 本实施例中， 在所述前盖板 11 和所述后盖板 12 相对的内壁上沿圆周方向均匀设 置有射流槽 14， 该射流槽 14 位于相邻的叶片间， 该射流槽 14 通过在所述前盖板 11 和所述 后盖板 12 相对的内壁挖槽形成。所述射流槽 14 的长度方向与叶片型线一致， 射流槽 14 的 横截面形状为矩形。 设定盖板厚度为， 那么设置在该盖板上的射流槽14的深度取值范围 为0.3 ； 设定相邻叶片间的宽度为D， 那么射流槽14的宽度取值范围为0.3D ； 设定叶片的 流线长度为L， 那么设定在盖板上的射流槽14的长度取值范围为

12、0.6L ； 设定叶片13的叶片 数量为 N， 那么射流槽 14 的数量取值范围为 2N。 0016 请一并参阅图 3， 本实施例的离心泵叶轮的工作原理如下 ： 离心泵运行时， 流体进 入所述叶轮 10， 由于叶片 13 对流体做功， 流道内沿流动方向压力增大， 形成与叶轮流道内 水流 15 流向相反的逆压梯度。在逆压梯度的作用下， 所述射流槽 14 内形成与叶轮流道主 流方向相反的微射流 16 ； 微射流 16 与流道内主流混合， 抑制叶轮流道内二次流的发展， 从 而提高离心泵运行效率和稳定性。 0017 并且， 本实施例的离心泵叶轮的射流槽结构简单， 易于加工制造， 适用于任何类型 的离心泵。 0018 另外， 本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化， 这些依据本发明精神 所做的变化， 都应包含在本发明所要求保护的范围内。 说 明 书 CN 104279181 A 4 1/3 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 104279181 A 5 2/3 页 6 图 2 说 明 书 附 图 CN 104279181 A 6 3/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 104279181 A 7