一種泵噴水推進(jìn)器用整流部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于船用泵噴水推進(jìn)裝置的過流部件，具體涉及一種泵噴水 推進(jìn)器用整流部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 泵噴水推進(jìn)器是一種適用于高性能船舶的新型推進(jìn)裝置，高比轉(zhuǎn)速軸流式葉輪是 其葉輪的主要形式。作為泵噴水推進(jìn)器的一個(gè)重要水力部件，整流部件的設(shè)計(jì)是與葉輪設(shè) 計(jì)相聯(lián)系的。目前軸流式葉輪的設(shè)計(jì)理論主要有三種：基于翼型理論的圓弧法、基于葉柵理 論的升力法和基于一元設(shè)計(jì)理論的流線法。其中流線法是近年來采用比較多的一種方法， 在具體設(shè)計(jì)中，這種方法又分為自由旋渦法和強(qiáng)制旋渦法，兩種方法得到的揚(yáng)程和流速分 布如圖1所示。通常情況下，軸流泵的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求在所有的半徑位置上，隨軸向位置的變 化總壓增長（或者降低）的變化速度相同，因此總壓在半徑方向上沒有變化，也就是自由旋 渦設(shè)計(jì)法。
[0003] 具體到泵噴水推進(jìn)器的葉輪而言，通常要求是高比轉(zhuǎn)速（低揚(yáng)程）葉輪，因此出口 絕對速度的圓周分量很小，所以用于一般排灌用軸流泵中的葉柵式整流部件（導(dǎo)流殼）事 實(shí)上不再具有能量轉(zhuǎn)換的作用，而且由于泵噴水推進(jìn)器的整流區(qū)域是收縮的，一般導(dǎo)流殼 還會由于排擠作用而進(jìn)一步增加其收縮損失，因此傳統(tǒng)的葉柵式整流部件不適合泵噴水推 進(jìn)器的要求。
[0004] 另一方面，前述根據(jù)自由旋渦法得到的軸流式葉輪雖然其出口揚(yáng)程和軸面流速在 半徑方向上均勻，但是同強(qiáng)制旋渦方法相比，自由旋渦設(shè)計(jì)得到葉片在輪轂側(cè)的葉片安放 角更大，輪緣側(cè)的葉片安放角更小，整個(gè)葉片的扭曲很大。不僅如此，根據(jù)自由旋渦法得到 的揚(yáng)程在輪緣處同輪轂處相同，完全沒能利用輪緣做功能力強(qiáng)的優(yōu)勢。也就是說與強(qiáng)制旋 渦方法相比，其功率密度偏小。反過來說，強(qiáng)制旋渦方法得到的軸流式葉輪扭曲小、功率密 度高，更符合高效設(shè)計(jì)要求。但是其不足是出口軸面流速在半徑方向上不均勻，因此需要開 發(fā)一種針對強(qiáng)制旋渦法設(shè)計(jì)得到的軸流式葉輪的整流部件。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種泵噴水推進(jìn)器 用整流部件，用于調(diào)整泵噴水推進(jìn)器葉輪下游的流速差別，以減小泵噴水推進(jìn)器的內(nèi)部流 動損失，提高相同輸入功率下泵噴水推進(jìn)器的推力。
[0006] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，該整流部件 安裝在泵噴水推進(jìn)器葉輪的下游、噴嘴的上游，或者與噴嘴以及泵噴水推進(jìn)器葉輪外的殼 體一體鑄造而成，該整流部件包括內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板，所述分隔套為一斷面為翼型 的環(huán)形殼體，分隔套位于內(nèi)殼與外殼之間，所述筋板在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼、外殼以及分隔套垂 直。
[0007] 本實(shí)用新型的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，不含葉片葉柵，由內(nèi)殼、外殼、分隔套和 筋板通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成。
[0008] 所述分隔套的軸面截面為符合流體動力學(xué)特性的翼型斷面，環(huán)形分隔套分別與內(nèi) 殼和外殼形成兩個(gè)環(huán)形過流流道，兩個(gè)環(huán)形過流流道的下游出口流速相同。
[0009] 所述分隔套的進(jìn)口直徑dml的取值要求（dml-dh)Adt-dh)接近0. 618并向大值 圓整，符合黃金分割原理，其中dh是內(nèi)殼的外圓直徑，dt是外殼的內(nèi)圓直徑。
[0010] 所述分隔套的出口直徑dm2的取值要求環(huán)形分隔套與內(nèi)殼和外殼所形成的兩個(gè) 環(huán)形過流流道的出水速度相等。滿足整流器的整流要求，降低整流損失，提高效率。
[0011] 作為優(yōu)選，所述分隔套的進(jìn)口直徑dm 1為1515mm，所述分隔套的出口直徑dm2 為1451. 5mm;或者所述分隔套的進(jìn)口直徑dml為1215mm，所述分隔套的出口直徑dm2為 1164. 3mm;或者所述分隔套的進(jìn)口直徑dml為2180mm，所述分隔套的出口直徑dm2為 2056mm〇
[0012] 有益效果：本實(shí)用新型的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，通過在內(nèi)殼與外殼體之間增 加一個(gè)斷面為翼型的環(huán)形殼體，該殼體將葉輪下游的流道分為兩個(gè)環(huán)形流道，出口設(shè)計(jì)要 求兩個(gè)環(huán)形部分的出口流速相同，能夠調(diào)整泵噴水推進(jìn)器葉輪下游的流速差別，以減小泵 噴水推進(jìn)器的內(nèi)部流動損失，提高相同輸入功率下泵噴水推進(jìn)器的推力。本實(shí)用新型針對 強(qiáng)制旋渦法設(shè)計(jì)得到的軸流式葉輪的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，使其優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮，缺點(diǎn)則在本實(shí) 用新型部件的調(diào)整方式中受到抑制。因此本實(shí)用新型可以使整個(gè)泵噴水推進(jìn)器的核心部件 加工簡單、效率和功率密度更高。
【附圖說明】
[0013] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中流線法設(shè)計(jì)軸流式葉輪的揚(yáng)程和流速分布示意圖；
[0014] 圖2為泵噴水推進(jìn)器組裝示意圖；
[0015] 圖3為本實(shí)用新型的泵噴水推進(jìn)器用整流部件示意圖；
[0016] 圖4為圖3左視圖；
[0017] 圖中：1殼體、2葉輪、3整流部件、4內(nèi)殼、5外殼、6分隔套、7筋板。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0019] 如圖2至圖4所示，本實(shí)用新型的泵噴水推進(jìn)器用整流部件3是一種安裝在泵噴 水推進(jìn)器下游、噴嘴上游的整流裝置，具體是安裝在殼體1和葉輪2的下游。該整流部件3 由內(nèi)殼4、外殼5、分隔套6和筋板7通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成，所述分隔套6為一斷面 為翼型的環(huán)形殼體，分隔套6位于內(nèi)殼4與外殼5之間，軸向筋板7在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼4、外 殼5以及分隔套6垂直。分隔套6的軸面截面為符合流體動力學(xué)特性的翼型斷面，分隔套 6包括進(jìn)口和出口，該環(huán)形殼體將葉輪2下游的流道分為兩個(gè)環(huán)形流道，出口設(shè)計(jì)要求兩個(gè) 環(huán)形流道的出口流速相同。
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例和具體數(shù)值對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0021] 實(shí)施例一：推力T = 23516N，流量Q = 10m3/s，如圖3所示結(jié)構(gòu)參數(shù)，外殼5的內(nèi) 圓直徑dt = 2000mm，內(nèi)殼4的外圓直徑dh = 735mm，揚(yáng)程H = I. 5m〇
[0022] 計(jì)算得到分隔套6的進(jìn)口直徑dml = 1515mm。
[0023] 對于強(qiáng)制旋渦設(shè)計(jì)得到的軸流式葉輪2出口也就是整流部件3進(jìn)口的能量和速度 分布為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：該整流部件安裝在泵噴水推進(jìn)器葉輪 的下游、噴嘴的上游，或者與噴嘴以及泵噴水推進(jìn)器葉輪外的殼體一體鑄造而成；該整流部 件包括內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板，所述分隔套為一斷面為翼型的環(huán)形殼體，分隔套位于內(nèi) 殼與外殼之間，所述筋板在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼、外殼以及分隔套垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的軸面 截面為符合流體動力學(xué)特性的翼型斷面，環(huán)形分隔套分別與內(nèi)殼和外殼形成兩個(gè)環(huán)形過流 流道，兩個(gè)環(huán)形過流流道的下游出口流速相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進(jìn)口 直徑dml的取值要求（dml-dh)/(dt_dh)接近0. 618并向大值圓整，符合黃金分割原理，其 中dh是內(nèi)殼的外圓直徑，dt是外殼的內(nèi)圓直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的出口 直徑dm2的取值要求兩個(gè)環(huán)形過流流道的出水速度相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進(jìn)口 直徑dml為1515mm，所述分隔套的出口直徑dm2為1451. 5_。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進(jìn)口 直徑dml為1215mm，所述分隔套的出口直徑dm2為1164. 3_。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進(jìn)器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進(jìn)口 直徑dml為2180mm，所述分隔套的出口直徑dm2為2056mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種泵噴水推進(jìn)器用整流部件，該整流部件安裝在泵噴水推進(jìn)器葉輪的下游、噴嘴的上游或者與噴嘴以及泵噴水推進(jìn)器葉輪外的殼體一體鑄造而成，該整流部件由內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成，所述分隔套為一斷面為翼型的環(huán)形殼體，分隔套位于內(nèi)殼與外殼之間。本實(shí)用新型通過在內(nèi)殼與外殼體之間增加一個(gè)斷面為翼型的環(huán)形殼體，該殼體將葉輪下游的流道分為兩個(gè)環(huán)形流道，出口設(shè)計(jì)要求兩個(gè)環(huán)形流道的出口流速相同，能夠調(diào)整泵噴水推進(jìn)器葉輪下游的流速差別，以減小泵噴水推進(jìn)器的內(nèi)部流動損失，提高相同輸入功率下泵噴水推進(jìn)器的推力。本實(shí)用新型可以使整個(gè)泵噴水推進(jìn)器的核心部件加工簡單、效率和功率密度更高。
【IPC分類】B63H11-08
【公開號】CN204473111
【申請?zhí)枴緾N201420738586
【發(fā)明人】倪永燕, 朱仁慶, 王志東
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年11月28日