用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置及方法制造方法及图纸

技术编号：44966475 阅读：3 留言：0更新日期：2025-04-12 01:38

本发明专利技术公开了用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，包括增压泵，增压泵通过管道连接分流箱，分流箱侧壁连接多根软管，多根软管沿周向均匀排布在分流箱侧壁；每根软管一端伸入分流箱内部，另一端设置有喷嘴装置。本发明专利技术还公开了用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水方法，具体为：将分流箱与增压泵通过管道连接，将喷嘴装置与轴流泵的轮缘端壁紧密连接，再通过喷嘴将水源稳定喷入叶轮通道内。本发明专利技术的叶顶喷水装置，将喷嘴周向均匀的安装在轴流泵轮缘端壁中，借助高速射流带动轴流泵叶顶泄漏涡顺利流出叶轮通道，降低了轴流泵叶顶堵塞。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于流体机械设备，具体涉及用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，还涉及用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水方法。

技术介绍

1、轴流泵具有扬程低、流量大、效率高等特点，被广泛应用于农业灌溉、舰艇推进等领域。然而，在实际运行过程中，由于轴流泵的流量扬程曲线存在驼峰区，特别是在小流量工况运行时扬程陡降，易发生旋转失速从而进入水力不稳定工况。轴流泵失速时，将会引起振动和噪音加剧，效率也会急剧下降，频繁进入或长期运行在失稳区会造成叶片断裂，严重影响机组的安全稳定运行。因此，建立能够提高轴流泵稳定运行范围的流动控制方法，成为保障轴流泵安全运行的迫切需求。

2、针对流体机械运行不稳定问题，学者研究了各种扩稳措施，包括可调导叶，调节叶片安放角和间隙以及端壁处理等控制方法。端壁处理是利用槽、缝等抑制叶顶泄漏涡的发展，对轴流泵的性能具有较好的扩稳作用，但会影响设计点效率及附带空化等原因目前还难以工程应用。

3、叶顶喷气作为一种有效的流动控制手段，广泛应用于压气机领域，众多结果表明，叶顶喷气在不降低峰值效率的同时，可有效提升压气机的稳定工作范围。然而，在轴流泵领域，目前还缺乏相关的流动控制方法，尤其是用于实现叶顶喷水的实验装置设计，目前的研究还比较匮乏。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，解决了现有轴流泵在小流量工况运行时容易发生扬程陡降的问题。

2、本专利技术的另一目的是提供用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水方法。

<p>3、本专利技术所采用的技术方案是，用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，包括增压泵，增压泵通过管道连接分流箱，分流箱侧壁连接多根软管，多根软管沿周向均匀排布在分流箱侧壁；每根软管一端伸入分流箱内部，另一端设置有喷嘴装置。

4、本专利技术的特点还在于，

5、喷嘴装置包括密封盖，密封盖中心处开设有螺纹孔，通过螺纹孔将密封盖与软管进行螺纹连接，且软管端部与螺纹孔底部相接；密封盖底部连接有充水室，充水室中心处设置有方型通孔；充水室底部连接有喷嘴座，喷嘴座中心处设置有月牙形的喷嘴，月牙形的喷嘴的进口位于方型通孔底部，月牙形的喷嘴的出口位于喷嘴座的底部，月牙形的喷嘴自进口至出口的形状为渐缩状。

6、月牙形的喷嘴的三维结构由二维几何型线旋转得到，二维几何体由两条型线组成，包括第一圆弧和第二圆弧，第一圆弧和第二圆弧的半径均为r，第二圆弧由第一圆弧平移得到，第一圆弧和第二圆弧均在轮缘端壁处相切，第二圆弧的位置直接决定喷嘴的喉部高度 h， h的大小控制在2~6倍的叶顶间隙，喉部高度表示为第二圆弧在切点处距离第一圆弧的最小距离，因此在确定第二圆弧的位置之前需要先确定喉部高度，然后再将第一圆弧向右平移至第二圆弧的切点处，即可确定第二圆弧的位置；

7、将二维几何型线以轴流泵叶轮中心轴为中心，通过左右扫掠可得到射流方向与叶轮前缘额线为90°的喷嘴，再通过喷嘴中心进行旋转可得到月牙形的喷嘴。

8、密封盖上表面设置有多个通孔。

9、分流箱顶部内安装有压力传感器。

10、增压泵与分流箱连接的管道上设置有电磁阀、流量计和脉冲阀。

11、每根软管上均设置有阀门。

12、本专利技术所采用的另一技术方案是，用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水方法，具体为：

13、将分流箱与增压泵通过管道连接，增压泵出口连接电磁阀进口，用以控制管路实时流量；电磁阀出口连接流量计进口，用以测量管路实时流量；流量计出口连接脉冲阀进口，脉冲阀出口连接分流箱，将喷嘴装置与轴流泵的轮缘端壁紧密连接，再通过喷嘴将水源稳定喷入叶轮通道内。

14、本专利技术的有益效果是：本专利技术的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，将喷嘴周向均匀的安装在轴流泵轮缘端壁中，借助高速射流带动轴流泵叶顶泄漏涡顺利流出叶轮通道，降低了轴流泵叶顶堵塞。另一方面，通过本专利技术的叶顶喷水装置可用于研究不同喷水流量、喷水频率、喷水速度和数量对轴流泵稳定裕度和效率的影响规律。采用本专利技术的叶顶喷水装置后，可获得最优的喷水参数，且有效解决轴流泵在小流量工况下运行时扬程陡降的问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，包括增压泵，所述增压泵通过管道连接分流箱（1），所述分流箱（1）侧壁连接多根软管（2），多根所述软管（2）沿周向均匀排布在分流箱（1）侧壁；每根所述软管（2）一端伸入分流箱（1）内部，另一端设置有喷嘴装置（3）。

2.如权利要求1所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述喷嘴装置（3）包括密封盖（4），所述密封盖（4）中心处开设有螺纹孔（5），通过螺纹孔（5）将密封盖（4）与软管（2）进行螺纹连接，且所述软管（2）端部与螺纹孔（5）底部相接；所述密封盖（4）底部连接有充水室（6），所述充水室（6）中心处设置有方型通孔（8）；所述充水室（6）底部连接有喷嘴座（9），所述喷嘴座（9）中心处设置有月牙形的喷嘴（10），所述月牙形的喷嘴（10）的进口位于方型通孔（8）底部，所述月牙形的喷嘴（10）的出口位于喷嘴座（9）的底部，所述月牙形的喷嘴（10）自进口至出口的形状为渐缩状。

3.如权利要求2所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述月牙形的喷嘴（10）的三维结构由二维几何型线旋

4.如权利要求2所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述密封盖（4）上表面设置有多个通孔（7）。

5.如权利要求1所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述分流箱（1）顶部内安装有压力传感器。

6.如权利要求1所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述增压泵与分流箱（1）连接的管道上设置有电磁阀、流量计和脉冲阀。

7.如权利要求1所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，每根所述软管（2）上均设置有阀门。

8.用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水方法，采用如权利要求1-7任一项所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，具体为：

...

【技术特征摘要】

3.如权利要求2所述的用于提高轴流泵稳定性的叶顶喷水装置，其特征在于，所述月牙形的喷嘴（10）的三维结构由二维几何型线旋转得到，二维几何体由两条型线组成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维，窦凡，王俊龙，郜世春，余杰，孙雅洁，崔力文，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：

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