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CN113236601A - 一种半开式离心泵叶轮结构 - Google Patents

一种半开式离心泵叶轮结构 Download PDF

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Publication number
CN113236601A
CN113236601A CN202110386192.4A CN202110386192A CN113236601A CN 113236601 A CN113236601 A CN 113236601A CN 202110386192 A CN202110386192 A CN 202110386192A CN 113236601 A CN113236601 A CN 113236601A
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CN
China
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blade
centrifugal pump
semi
flow
impeller structure
Prior art date
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Pending
Application number
CN202110386192.4A
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English (en)
Inventor
罗兴锜
王李科
卢金玲
冯建军
朱国俊
李晨昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
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Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN202110386192.4A priority Critical patent/CN113236601A/zh
Publication of CN113236601A publication Critical patent/CN113236601A/zh
Priority to NL2030481A priority patent/NL2030481B1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
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Abstract

本发明公开一种半开式离心泵叶轮结构，包括后盖板，后盖板的端面上设置有主叶片，主叶片上远离后盖板的一端沿其长度方向设置有叶顶翼。本发明一种半开式离心泵叶轮结构，通过设置叶顶翼能够降低叶片进口相对液流角，使得叶轮进口的低速区由流道中间转移到叶片吸力面，叶片吸力面的反流区范围明显减小，强度减弱，并且向下游延伸的趋势增强，对主流的阻挡作用减弱，降低了叶顶阻塞，并且使得从而降低过流部件的水力损失，提高叶轮的欧拉扬程，使得扬程和效率上升。

Description

一种半开式离心泵叶轮结构
技术领域
本发明属于流体机械及工程设备技术领域，具体涉及一种半开式离心泵叶轮结构。
背景技术
半开叶轮离心泵具有维护方便、便于输送粘性较大流体等优点，被广泛应用于军事、工业和民用等多种不同领域中，但是由于叶顶间隙的存在，在叶片压力面和吸力面压差的作用下会出现泄漏流，并且与主流卷吸形成泄漏涡，各种不同强度不同尺度的涡结构相互作用，会恶化叶轮内部流场，导致叶尖泄漏量和流动损失大幅增加，从而影响叶轮的水力性能，使得做功能力和稳定性下降，扬程和效率明显降低，造成能源的大量浪费，成为制约半开叶轮离心泵发展的瓶颈之一。
叶顶间隙对外特性的影响最为明显，较大的叶顶间隙会导致叶顶泄漏流强度和流动损失的大幅增加，从而影响叶轮的做功能力和稳定性，导致性能下降。当半开叶轮离心泵偏离设计工况运行时，叶片进口流体的相对液流角会偏离叶片安放角，在叶片进口形成冲角，流体从叶轮进口到出口的流动过程中，更容易产生边界层流动分离，在叶轮内形成大量回流、二次流和脱流等不稳定流动，并且由于泄漏流的存在，会加剧叶轮内的不稳定流动，严重阻塞过流通道，导致泵内的水力损失增加，扬程和效率下降，对离心泵系统的长期安全经济运行产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半开式离心泵叶轮结构，解决了现有叶轮结构叶顶间隙形成的泄漏流造成性能下降的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种半开式离心泵叶轮结构，包括后盖板，后盖板的端面上设置有主叶片，主叶片上远离后盖板的一端沿其长度方向设置有叶顶翼。
本发明的特点还在于，
叶顶翼的厚度沿主叶片的高度方向由近及远逐渐线性增大。
叶顶翼沿主叶片高度方向的截面为等腰梯形，等腰梯形的顶边与主叶片连接且顶边长度与主叶片厚度相当。
等腰梯形的底边长度为顶边长度的两倍。
叶顶翼远离主叶片一端与前壁面的间距为叶顶翼高度的一半。
本发明的有益效果是：本发明一种半开式离心泵叶轮结构，通过设置叶顶翼能够降低叶片进口相对液流角，使得叶轮进口的低速区由流道中间转移到叶片吸力面，叶片吸力面的反流区范围明显减小，强度减弱，并且向下游延伸的趋势增强，对主流的阻挡作用减弱，降低了叶顶阻塞，并且使得从而降低过流部件的水力损失，提高叶轮的欧拉扬程，使得扬程和效率上升。
附图说明
图1是本发明一种半开式离心泵叶轮结构的结构示意图；
图2是图1中本发明一种半开式离心泵叶轮结构的A-A截面图；
图3是采用本发明一种半开式离心泵叶轮结构的离心泵和原始离心泵流量-扬程、流量-效率对比曲线示意图。
图中，1.主叶片，2.后盖板，3.叶顶翼，4.前壁面。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种半开式离心泵叶轮结构，如图1和图2所示，包括后盖板2，后盖板2的端面上设置有主叶片1，主叶片1上远离后盖板2的一端沿其长度方向设置有叶顶翼3，叶顶翼3的头部、压力面、吸力面和尾部各部件所处的径向位置与主叶片1相同，二者轮廓形状相似，叶顶翼3远离主叶片1一端与前壁面4(相当于闭式离心泵的前盖板，在半开式离心泵中叶片与后盖板连接，与前盖板之间有间隙)的间距为叶顶翼3高度(图2中y轴方向)的一半，叶顶翼3的厚度(图2中x轴方向)沿主叶片1的高度方向(图2中y轴方向)由近及远逐渐线性增大。叶顶翼3沿主叶片1高度方向的截面优选为等腰梯形，等腰梯形的顶边与主叶片1连接且顶边长度与主叶片1厚度(图2中x轴方向)相当，等腰梯形的底边长度为顶边长度的两倍。
实施例应用于某半开式离心泵叶轮，叶片数为6个，设计转速为980r/min，设计流量为47m3/h，设计扬程为7m。通过增加叶顶翼3改变靠近叶顶间隙叶片的形状，降低了叶顶泄漏，泄漏流对主流的阻挡作用减弱，叶顶阻塞减小，有效提升了叶轮的做功能力，降低过叶轮内的水力损失，使得扬程和效率上升。图3为采用本发明叶轮结构后扬程和效率明显提升，最大扬程和效率的提升量分别达到了3％和1.6％。
通过上述方式，本发明一种半开式离心泵叶轮结构通过设置叶顶翼3能够降低叶片进口相对液流角，使得叶轮进口的低速区由流道中间转移到叶片吸力面，叶片吸力面的反流区范围明显减小，强度减弱，并且向下游延伸的趋势增强，对主流的阻挡作用减弱，降低了叶顶阻塞，并且使得从而降低过流部件的水力损失，提高叶轮的欧拉扬程，使得扬程和效率上升。

Claims (5)

1.一种半开式离心泵叶轮结构，其特征在于，包括后盖板(2)，后盖板(2)的端面上设置有主叶片(1)，主叶片(1)上远离后盖板(2)的一端沿其长度方向设置有叶顶翼(3)。
2.如权利要求1所述的一种半开式离心泵叶轮结构，其特征在于，所述叶顶翼(3)的厚度沿主叶片(1)的高度方向由近及远逐渐线性增大。
3.如权利要求1或2所述的一种半开式离心泵叶轮结构，其特征在于，所述叶顶翼(3)沿主叶片(1)高度方向的截面为等腰梯形，等腰梯形的顶边与主叶片(1)连接且顶边长度与主叶片(1)厚度相当。
4.如权利要求3所述的一种半开式离心泵叶轮结构，其特征在于，所述等腰梯形的底边长度为顶边长度的两倍。
5.如权利要求1或4所述的一种半开式离心泵叶轮结构，其特征在于，所述叶顶翼(3)远离主叶片(1)一端与前壁面(4)的间距为叶顶翼(3)高度的一半。
CN202110386192.4A 2021-04-09 2021-04-09 一种半开式离心泵叶轮结构 Pending CN113236601A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN2782937Y (zh) * 2005-03-10 2006-05-24 上海大学 抑制叶顶间隙泄漏的叶轮机械叶片
CN201159202Y (zh) * 2008-02-28 2008-12-03 大连海事大学 一种压气机动叶叶尖小翼
CN109162956A (zh) * 2018-09-13 2019-01-08 清华大学 一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的t型叶顶及具有其的泵
CN212376954U (zh) * 2020-05-25 2021-01-19 浙江理工大学 一种叶顶布置间隙通道的离心泵半开式叶轮

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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