C型叶片进口边形式的离心泵叶轮

c型叶片进口边形式的离心泵叶轮
技术领域
1.本实用新型属于离心泵叶轮技术领域，涉及一种c型叶片进口边形式的离心泵叶轮。


背景技术：

2.离心泵的结构简单紧凑、体积小，操作使用简单、使用寿命长，这些突出的优点使其广泛应用于水利、电厂及农业等领域，在流程系统中几乎是不可缺少的一种设备。
3.当离心泵运行在小流量工况下时，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，容易产生不稳定流动，还会伴随有空化等多种复杂现象，影响叶轮流道内的流态，造成了能量损失，从而使离心泵的扬程和效率下降。但离心泵的叶轮运行在一定量的正冲角时对减小水力损失非常有效，同时明显提高抗汽蚀性能，且对效率影响不大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，解决现有离心泵叶轮存在的小流量工况下由于冲角变化引起的不稳定流动现象的问题。
5.本实用新型所采用的技术方案是，c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，包括后盖板，后盖板上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片，叶片的进口边为c型结构，后盖板上套接有前盖板，叶片被包裹在后盖板和前盖板之间。
6.本实用新型的特点还在于：
7.叶片的c型进口边型线轮廓的特征点(x,y)满足如下等式：
[0008][0009]
其中，l为叶片c型进口边两顶点间线段长度为l，
[0010]
叶片的c型进口边的两顶点之间分别加工有侧缘涡。
[0011]
叶片的c型进口边加工有两处前缘涡，前缘涡与侧缘涡的方向相反。
[0012]
两个前缘涡之间形成了二次涡。
[0013]
本实用新型的有益效果是，本实用新型利用叶片的c型进口边结构制造的侧缘涡，其与离心泵叶轮进口边产生的前缘涡方向相反，在这二者中间诱导出二次涡，有效地控制了叶轮进口边的流动分离，对工作面产生侧洗和上洗影响，加速了工作面边界层液流的流动速度。在它们的相互作用下即使在冲角较大的情况下，叶片的c型进口边结构的离心泵叶轮模型仍能保持比较高的扬程和较好的空化特性，表现出其良好的小流量工况运行适应性。在冲角变大的情况下，叶片的c型进口边结构的工作效率大于其它型式。且在正冲角增加至20
°
以上时，由于空化作用产生的效率下降也更加平缓，表现出良好的空化性能，可见其相对于其它型式拥有更大的工况范围。
附图说明
[0014]
图1是本实用新型c型叶片进口边形式的离心泵叶轮的整体结构示意图；
[0015]
图2为本实用新型c型叶片进口边形式的离心泵叶轮隐去前盖板后的主视图；
[0016]
图3是本实用新型c型叶片进口边形式的离心泵叶轮中叶片的结构示意图；
[0017]
图4是本实用新型c型叶片进口边形式的离心泵叶轮中叶片的设计原理图。
[0018]
图中，1.后盖板，2.前盖板，3.叶片，4.侧缘涡，5.前缘涡，6.二次涡。
具体实施方式
[0019]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0020]
本实用新型c型进口边结构的离心泵叶轮结构，如图1、2所示，包括后盖板1，后盖板1上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片3，叶片3的进口边为c型的半圆弧结构，后盖板1上套接有前盖板2，叶片3被包裹在后盖板1和前盖板2之间，叶片3的数量为5～8个。
[0021]
如图3所示，叶片3的c型进口边两顶点间线段长度为l，以靠近后盖板的顶点为原点，以原点与靠近前盖板处顶点连线为y轴，原点处沿y轴的垂直方向为x轴，叶片c型进口边型线轮廓的特征点(x，y)的生成方式如公式所示：
[0022][0023]
获取叶片c型进口边型线轮廓的特征点(x，y)后，根据叶片c型进口边型线轮廓的特征点(x，y)进行拟合绘制叶片c型进口边横截面轮廓的初始外形，再根据离心机上叶片的安装尺寸对叶片c型进口边横截面轮廓的初始外形进行比例缩放，以配合不同尺度下的离心机蜗壳。
[0024]
叶片3的c型进口边结构的原理示意图，如附图4所示(图4中a为工作面，b为吸力面)，叶片3的c型进口边的两顶点之间分别加工有侧缘涡4，叶片3的c型进口边加工有两处前缘涡5，前缘涡5与侧缘涡4的方向相反。两个前缘涡5之间形成了二次涡6。
[0025]
本实用新型通过叶片3的c型进口边结构制造的侧缘涡4，其与前缘涡5方向相反，在这二者中间诱导出二次涡6，有效地控制了叶轮进口边的流动分离，对工作面产生侧洗和上洗影响，加速了工作面边界层液流的流动速度。显然，在大冲角下带有c型进口边结构的离心泵叶轮的流动要比平直进口边结构的离心泵叶轮的流动复杂得多。在它们的相互作用下，即使在冲角较大的情况下，c型进口边结构的离心泵叶轮模型仍能保持比较高的扬程和不错的空化特性，表现出其良好的小流量工况运行适应性。在冲角持续变大的情况下，c型进口边结构的工作效率也会优于其它型式，且依旧能够表现出良好的空化性能，使其相对于其它型式能够拥有更大的工况范围。
[0026]
本实用新型c型进口边结构的离心泵叶轮通过改变叶片进口翼型的形状有效拓宽了流体介质在流道内流通工作流量的范围，提高了离心泵的效率，也增强了离心泵叶轮性能和运行稳定性。
[0027]
本实用新型c型进口边结构的离心泵叶轮结构的工作原理如下：
[0028]
离心泵在输送气液两相流时，叶轮逆时针高速旋转，流体介质随叶片3一起旋转进入后盖板1，流体介质在离心力的作用下发生离心运动，沿着叶轮圆周旋转的切线方向流向出口。


技术特征：
1.c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，其特征在于：包括后盖板(1)，后盖板(1)上呈螺旋状均匀分布有若干个叶片(3)，叶片(3)的进口边为c型结构，后盖板(1)上套接有前盖板(2)，叶片(3)被包裹在后盖板(1)和前盖板(2)之间。2.根据权利要求1所述的c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，其特征在于：所述叶片(3)的c型进口边型线轮廓的特征点(x,y)满足如下等式：其中，l为叶片c型进口边两顶点间线段长度为l，。3.根据权利要求1所述的c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，其特征在于：所述叶片(3)的c型进口边的两顶点之间分别加工有侧缘涡(4)。4.根据权利要求3所述的c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，其特征在于：所述叶片(3)的c型进口边加工有两处前缘涡(5)，前缘涡(5)与侧缘涡(4)的方向相反。5.根据权利要求4所述的c型叶片进口边形式的离心泵叶轮，其特征在于：两个所述前缘涡(5)之间形成了二次涡(6)。

技术总结
本实用新型公开了一种C型叶片进口边形式的离心泵叶轮，包括相互套接的前盖板和后盖板，后盖板上均匀分布有多个叶片，叶片的进口边为一种形似C型的半圆弧结构。本实用新型通过改变的叶片进口边的侧缘涡与叶片进口边前缘涡产生的二次涡，有效地控制了叶轮进口边的流动分离，使其在小流量等工况下，保持比较高的扬程和良好的空化特性，拓宽了离心泵的工作范围，提高了离心泵的效率和运行稳定性。提高了离心泵的效率和运行稳定性。提高了离心泵的效率和运行稳定性。


技术研发人员：李晨昊 吴希桐 罗兴锜 冯建军 朱国俊
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2022/11/15