一种抗空化轴流泵及具有空化抑制条的叶轮制造技术

本发明专利技术涉及一种抗空化轴流泵及具有空化抑制条的叶轮，属于泵技术领域。抗空化轴流泵的叶轮包括轮毂及叶片；沿叶片的前缘指向其尾缘的方向，在其吸力面的前半部设有一条以上的空化抑制条，该空化抑制条为长度方向沿展向布置的条状凸起结构；在吸力面上，布设有两条以上的空化抑制条，沿叶片的前缘指向其尾缘的方向，该两条以上的空化抑制条间隔布置；沿前缘指向尾缘的方向，吸力面邻近尾缘的后半部固设有一条以上的空化抑制条。通过在叶片吸力面的前半部布置沿展向布置的空化抑制条，从而通过提高抑制条前侧叶面上的压力，以抑制叶片吸力面前缘空化的发生，有效降低前缘空化所引发的振动、噪声与空蚀等危害，可广泛应用于泵、抽水等工程领域中。等工程领域中。等工程领域中。

【技术实现步骤摘要】
一种抗空化轴流泵及具有空化抑制条的叶轮
[0001]本申请是申请号为CN201910942918.0、专利技术名称为“一种轴流泵及其抗空化叶轮”的专利技术专利的分案申请。


[0002]本专利技术涉及泵
，具体地说，涉及一种抗空化轴流泵及具有空化抑制条的叶轮。

技术介绍

[0003]轴流泵作为一种大流量低扬程泵，广泛应用于工业生产中，其通过叶轮旋转将机械能转化为流体的能量，在其运行过程中，由于环境压力降低或设计余量不足，轴流泵叶轮上经常会发生空化现象，其不仅使泵的扬程、效率降低，还会引发振动、噪声与空蚀等问题。
[0004]为了控制空化或缓解空化所带来的损害，目前所采取的主要措施有叶轮入口优化、叶片载荷优化、加装诱导轮、入口引射增压以及采用双吸结构等，以期降低泵入口流速及增大泵入口压力，而实现对空化的控制或缓解。但是，在这些措施中，加装诱导轮、入口引射增压及采用双吸结构均存在结构复杂、成本高的问题，并且空化控制的效果非常有限；而叶轮入口优化、叶片载荷优化等措施，一方面空化控制效果较为有限，另一方面会较大程度降低泵的效率；并且，以上措施均存在适用工况偏窄的问题，在变工况时难以起到很好的空化控制效果。
[0005]为了解决上述技术问题，公告号为CN204610363U的专利文献中公开了一种抑制叶片背面云状空化的轴流泵，其所采用的技术方案为叶轮叶片的背面，并距离叶片进水边0.75C的位置布设凸起挡条，其中C为叶片翼型弦长，以对叶片壁面回射流的传播过程进行阻碍，从而抑制片状空化向云状空化的转变。其虽然提出设置凸起挡条，并基于阻挡回射流的机理控制云空化，无法对叶片前缘处所存在的空化现象进行处理，导致其在非定常特征下，会在叶片前缘处引发振动而产生噪声等危害。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的是提供一种轴流泵用且具有空化抑制条的叶轮，以对叶片的前缘空化进行抑制，从而有效地降低泵叶片前缘空化所引起的振动、噪声与空蚀等危害；
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种以上述叶轮构建的抗空化轴流泵。
[0008]为了实现上述主要目的，本专利技术提供的轴流泵叶轮包括轮毂及固定在轮毂上的叶片；沿叶片的前缘指向其尾缘的方向，在其吸力面的前半部设有一条以上的空化抑制条，该空化抑制条为长度方向沿展向布置的条状凸起结构。
[0009]通过在轴流泵叶片的吸力面前半部布置沿展向延伸布置的空化抑制条，从而通过提高抑制条前侧叶面上的压力，以抑制叶片吸力面前缘空化的发生，有效降低前缘空化所引发的振动、噪声与空蚀等危害；此外，从整体上来讲，由于叶片上的空化最早在前缘区域处产生并惯性地发展至尾缘，通过设置前缘空化抑制条，可通过对前缘区域内的空化进行
抑制而从整体上对空化进行抑制，以降低空化所带来的效率等影响。
[0010]具体的方案为在吸力面上，布设有两条以上的空化抑制条，沿叶片的前缘指向其尾缘的方向，该两条以上的空化抑制条间隔布置。通过设置两条以上的空化抑制条，以能利用下游侧空化抑制条上游侧空化抑制条所诱发的空化。
[0011]优选的方案为沿前缘指向尾缘的方向，吸力面邻近尾缘的后半部固设有一条以上的空化抑制条。以在整体上对空化进行抑制而提高叶轮的效率。
[0012]更优选的方案为在叶片的前半部内，空化抑制条布设在距离前缘为0.2C至0.4C的区域范围内；在后半部内，空化抑制条布设在距离前缘为0.5C至0.7C的区域范围内；其中，C为前缘至尾缘的叶片弦长。将空化抑制条布设在前后两个半部的前述范围区域内，能有效地对空化进行抑制，且能降低因为增设空化抑制条所带来水力损失等负面影响。
[0013]另一个优选的方案为在叶片的展向上，空化抑制条在其固定位置处横跨叶片的空化区域。
[0014]更优选的方案为在展向上，空化抑制条的长度大于等于叶片的空化区域的最大跨度。进一步确保能对空化进行有效地抑制。
[0015]另一个优选的方案为在吸力面上，沿前缘指向尾缘的方向，下游空化抑制条的凸起高度高于上游空化抑制条的凸起高度。在叶片上，随着空化长度的变长，其厚度增加，尤其是引入前侧空化抑制条之后，以利用后续增加的凸起高度而更好地对空化进行有效抑制的同时，减少前侧抑制条增设所带来水力损失等负面影响。
[0016]另一个优选的方案为长度方向沿前缘的前缘线的延伸方向布置。
[0017]再一个优选的方案为空化抑制条的表面为连续光滑曲面结构。减少抑制条增设所带来水力损失等负面影响。
[0018]优选的方案为沿前缘指向尾缘的方向，在叶片的吸力面的前半部固设有两条以上沿该方向间隔布置的空化抑制条。
[0019]优先的方案为沿前缘指向尾缘的方向，在吸力面邻近尾缘的后半部上固设有两条以上沿该方向间隔布置的空化抑制条。
[0020]为了实现上述另一目的，本专利技术提供的抗空化轴流泵包括管道及安装在管道内的叶轮，叶轮为上述任一技术方案所描述的叶轮。
附图说明
[0021]图1为本专利技术抗空化轴流泵实施例局部结构的轴向剖视示意图；
[0022]图2为图1中的A局部放大图；
[0023]图3为图2所示结构中轮缘部局部结构示意图；
[0024]图4为本专利技术抗空化轴流泵实施例中叶片与旋转驱动轴的结构示意图；
[0025]图5为图4所示结构的正视图；
[0026]图6为图5所示结构中局部结构图；
[0027]图7为未增设空化抑制条的叶轮在空化数为3.5的条件下的空化试验照片；
[0028]图8为本专利技术叶轮实施例在空化数为3.5的条件下的空化试验照片；
[0029]图9为未增设空化抑制条的叶轮在空化数为2.5的条件下的空化试验照片；
[0030]图10为本专利技术叶轮实施例在空化数为2.5的条件下的空化试验照片。
具体实施方式
[0031]以下结合实施例及其附图对本专利技术作进一步说明。
[0032]本专利技术主要针对轴流泵的叶片结构进行改进，以改善其前缘空化在非定常特征下所导致的振动等危害，对于轴流泵中的管道、静止导叶等部件的结构参照现有产品进行设计。
[0033]实施例
[0034]参见图1至图6，本专利技术抗空化轴流泵1包括管道10及安装在管道10内的静止导叶11与由驱动轴12驱动旋转的叶轮2。叶轮2包括轮毂20及固定在轮毂20上的多片沿轮毂20的周向均布的叶片3。
[0035]沿叶片3的前缘31指向其尾缘32的方向，即大致沿来流流体在泵内的流向，在其吸力面30邻近前缘31的前半半部301内凸起地固设有前缘空化抑制条4，且在吸力面30邻近尾缘32的后半部302内凸起地固设有尾缘空化抑制条5，前后半部大致以虚线303为分界线；即在本实施例中，在吸力面30上布设有两条以上的空化抑制条，且在前缘31指向尾缘32的方向，该两条空化抑制条间隔布置。在本实施例中，前缘空化抑制条4与尾缘空化抑制条5的长度方向均沿叶轮2的轮毂20指向轮缘33的方向布置，即其大致沿叶片3的展向布置，即空化抑制条为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空化抑制条的叶轮，用于轴流泵，所述叶轮包括轮毂及固定在所述轮毂上的叶片，其特征在于：沿所述叶片的前缘指向其尾缘的方向，在所述叶片的吸力面的前半部固设有一条以上的所述空化抑制条，所述空化抑制条为长度方向沿所述叶片的展向布置的条状凸起结构；在所述吸力面上，布设有两条以上的空化抑制条；沿所述前缘指向尾缘的方向，所述两条以上的空化抑制条间隔布置；沿所述前缘指向所述尾缘的方向，所述吸力面邻近所述尾缘的后半部固设有一条以上的空化抑制条；在所述前半部内，空化抑制条布设在距离所述前缘为0.2C至0.4C的区域范围内；在所述后半部内，空化抑制条布设在距离所述前缘为0.5C至0.7C的区域范围内；其中，C为所述前缘至所述尾缘的叶片弦长。2.根据权利要求1所述的叶轮，其特征在于：在所述展向上，空化抑制条在其固定位置处横跨所述叶片的空化区域。3.根据权利要求2所述的叶轮，其特征在于：在所述展向上，所述空化抑制条的长度大于等于所述叶片的空化区...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹琳琳，吴大转，赵国寿，车邦祥，杨帅，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：