一種錯列式離心泵空間導葉體的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種錯列式離心泵空間導葉體，該空間導葉體由上導葉（2）、下導葉（3）、固定葉（6）、輪轂體（4）和殼體（1）構成?？臻g導葉體的上導葉（2）和下導葉（3）是由采用傳統的方法設計而成的空間導葉葉片沿其中間流線所截上下部分得到，是三維扭曲葉片，同時使上導葉（2）和下導葉（3）錯列均勻分布，在圓周方向，上導葉（2）位于其相鄰兩個下導葉（3）的中部附近。上導葉（2）固定在殼體上，下導葉（3）固定在輪轂體上。本實用新型通過上、下導葉錯列均勻布置來改善空間導葉流道中流體的流動狀態(tài)，使空間導葉體出口壓力、速度分布更為均勻，二次流、軸向旋渦區(qū)域明顯減少，從而使泵出口壓力脈動降低，減振降噪效果明顯。
【專利說明】一種錯列式離心泵空間導葉體
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及離心泵空間導葉體，屬于水力機械領域。
【背景技術】
[0002]空間導葉體也叫導流殼，其主要特點是軸向長徑向短，用于各種井用泵(深井泵、潛水泵)和導葉式混流泵，其內部流動復雜，葉片扭曲程度較大，有一定的設計難度。空間導葉起到整個壓水室的作用，把葉輪出口液體收集起來送到下級葉輪進口或出口管路、轉換速度能為壓力能、消除速度環(huán)量。設計傳統的空間導葉時，應確定導葉進、出口角，內、外流線，軸向長度和中間流線。導葉進口角取大于液流角，出口角一般取90°，內流線為輪轂體與導葉葉片的交線，外流線為殼體與導葉葉片的交線，導葉的軸向長度L= (0.5~0.7) D2(D2為葉輪外徑)，中間流線為使其所分的兩個小流道通過的流量相等。在空間導葉體中，液體從葉輪出口處流入空間導葉體途經環(huán)形空間時流向改變，在空間導葉葉片進口存在大量的回流和旋渦，并且在空間導葉吸力面存在大量的二次流，產生較大的水力損失，影響泵的效率，資料表明空間導葉體中的水力損失占泵內水力損失的40%~50%。與此同時，這些二次流、旋渦等現象更會加劇流體誘發(fā)的泵體振動、噪聲，降低泵運行穩(wěn)定性。因此，空間導葉對離心泵的綜合性能有較大的影響。
[0003]目前，國內對離心泵空間導葉的研究，主要為結構、外特性，對內部流場特別是空間導葉體中壓力脈動的研究甚少。文章《導流殼幾何參數選取及其對泵性能的影響》(太原理工大學學報，2002, 33(4))研究了空間導葉的幾何參數對泵性能的影響。文章《離心泵內流場計算及空間導葉內流動分析》(流體機械，2008，36(07))對帶空間導葉的離心泵進行數值計算，獲得了 空間導葉內部速度和壓力分布。國外文章(Hydrodynamic Design of PumpDiffuser Using Inverse Design Method and CFD.Journal of Fluids Engineering,Vol.124 /319)采用“三維反設計法”設計空間導葉，并通過計算流體動力學(CFD)和油膜法試驗對空間導葉內部流動進行研究，但這些研究都未涉及降低空間導葉出口壓力脈動的措施。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種能夠降低空間導葉出口壓力脈動的錯列式離心泵空間導葉體。
[0005]一種錯列式離心泵空間導葉體，由上導葉、下導葉、固定葉、輪轂體和殼體構成，所述上導葉和所述下導葉錯列均勻分布，所述上導葉與固定在所述殼體上，所述下導葉固定在所述輪轂體上，所述輪轂體與所述殼體之間通過所述固定葉固定連接。
[0006]上述方案中，所述上導葉在圓周方向上位于其相鄰兩個下導葉的中間部位。
[0007]上述方案中，所述上導葉的葉片數與所述下導葉的葉片數相同。
[0008]上述方案中，所述上導葉和所述下導葉是由傳統的空間導葉葉片沿其中間流線所截后對應得到的上下兩部分，所述上導葉和所述下導葉保持傳統的空間導葉葉片的三維扭曲型式。
[0009]上述方案中，所述上導葉和下導葉的軸向位置與傳統的空間導葉葉片的軸向位置相同。
[0010]上述方案中，所述固定葉的數量為4?8片，沿所述輪轂體環(huán)列均勻布置。
[0011]采用本實用新型優(yōu)點是:結構簡單，本實用新型通過上、下導葉錯列均勻布置來改善空間導葉流道中流體的流動狀態(tài)，可以減輕葉輪與空間導葉的動靜干涉效應，可使空間導葉體出口速度、壓力分布更加均勻，導葉流道中的二次流和軸向旋渦范圍及強度明顯減少，降低了流體誘發(fā)的振動噪聲，提高了泵運行平穩(wěn)性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明
[0013]圖1為空間導葉體軸面投影圖；圖中葉片中間實線部分是上導葉和下導葉的分界線，其中上導葉與殼體固定，下導葉和輪轂體固定。
[0014]圖2為空間導葉體B-B截面圖。
[0015]圖3為空間導葉體俯視圖(從A向看)。
[0016]圖4為錯列式空間導葉體出口速度云圖4 (I)和傳統空間導葉體出口速度云圖4(2)。
[0017]圖5為錯列式空間導葉體出口壓力云圖5 (I)和傳統空間導葉體出口壓力云圖5
(2)。
[0018]圖6為錯列式空間導葉體和傳統空間導葉體出口平均壓力脈動對比圖?？v軸表示壓力系數Ψ=Ρ/(0.5*ρυ I )，其中P為壓力，P為流體的密度，U2為葉輪出口圓周速度，橫軸表示時間。
[0019]圖1中1.殼體，2.上導葉，3.下導葉，4.輪轂體，5.葉輪，6.固定葉。
【具體實施方式】
[0020]結合圖1、2、3，本實用新型所述的錯列式離心泵空間導葉體包括上導葉2、下導葉
3、固定葉6、輪轂體4和殼體I，空間導葉體上導葉2和下導葉3錯列均勻分布，上導葉2固定在殼體I上，下導葉3固定在輪轂體4上。上導葉2在圓周方向上位于其相鄰兩個下導葉3的中間附近。上導葉2和下導葉3是由采用傳統的方法設計而成的導葉葉片沿其中間流線所截上下部分得到。上導葉2和下導葉3的軸向位置與原空間導葉的軸向位置相同。輪轂體4通過固定葉6與殼體I聯接并固定，固定葉為4?8片葉片，環(huán)列均勻布置。此空間導葉體可采用鑄造工藝獲得，材料根據所輸送的介質屬性選擇。
[0021]本實用新型的技術方案改善了空間導葉體中流體的流動狀態(tài)以及減輕葉輪與導葉間的動靜干涉效應，結合圖4、5、6計算流體動力學(CFD)分析結果得到:錯列式離心泵空間導葉體出口壓力、速度分布更為均勻，二次流、軸向旋渦區(qū)域明顯減少，泵出口壓力脈動降低，從而減少空間導葉體流道中的壓力脈動，有效的降低流體誘發(fā)的泵體振動及噪聲水平。
【權利要求】
1.一種錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:由上導葉(2)、下導葉(3)、固定葉(6)輪轂體(4)和殼體(I)構成，所述上導葉(2)和所述下導葉(3)錯列均勻分布，所述上導葉(2)與固定在所述殼體(I)上，所述下導葉(3)固定在所述輪轂體(4 )上，所述輪轂體(4 )與所述殼體(I)之間通過所述固定葉(6)固定連接。
2.如權利要求1所述的錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:所述上導葉(2)在圓周方向上位于其相鄰兩個下導葉(3)的中間部位。
3.如權利要求1所述的錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:所述上導葉(2)的葉片數與所述下導葉(3)的葉片數相同。
4.如權利要求1所述的錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:所述上導葉(2)和所述下導葉(3)是由傳統的空間導葉葉片沿其中間流線所截后對應得到的上下兩部分，所述上導葉(2)和所述下導葉(3)保持傳統的空間導葉葉片的三維扭曲型式。
5.如權利要求1所述的錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:所述上導葉(2)和下導葉(3)的軸向位置與傳統的空間導葉葉片的軸向位置相同。
6.如權利要求1所述的錯列式離心泵空間導葉體，其特征在于:所述固定葉(6)的數量為4?8片，沿所述輪轂體(4)環(huán)列均勻布置。
【文檔編號】F04D29/44GK203532331SQ201320366973
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權日:2013年6月25日
【發(fā)明者】高波, 邵騰, 李忠, 楊敏官 申請人:江蘇大學