[发明专利]一种紧凑型反导叶

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种紧凑型反导叶，可以用于深井离心泵或其他形式的多级离心泵，尤其适用于要求导叶乃至整泵轴向尺寸较小的应用场合。

背景技术

深井离心泵由于在井下工作，泵体受到井径的限制，其直径较小。导叶是深井离心泵中的关键水力部件之一，其水力性能和轴向长度影响着整泵性能和整泵长度，过长的泵体导致泵轴加长，降低泵的使用可靠性，因此，设计出紧凑型、轴向长度短的导叶具有重要意义。

传统的导叶形式有空间导叶和径向导叶两种，而空间导叶的轴向尺寸较大；径向导叶由正导叶—环形空间—反导叶等三部分构成，而正导叶部分占用了叶轮空间，进一步约束了叶轮的直径，限制了叶轮单级扬程的提高。

近年来，在径向导叶的基础上逐渐发展出一些新的导叶形式，专利申请号200510123015.8《一种深井离心泵》提出了一种进口边扭曲的反导叶，将径向导叶的正导叶取消，保留反导叶，其反导叶出口部分为圆柱形叶片，导叶中间部分的凹面是三维曲面，凸面是圆柱面；专利申请号201220277154.1《一种井用潜水泵导叶》提出一种圆柱弯扭导叶，导叶上圆柱曲面的边界分布有两条相互平行的上轮廊线和下轮廊线，且在导叶进口处的下轮廊线向下倾斜15°。

这两种导叶形式都是采用圆柱和三维曲面相结合的方法，具有结构紧凑、轴向尺寸小的特点，但圆柱面的存在并不有利于水力损失的减小，在圆柱面和三维曲面的过渡处容易产生较大的水力损失，并在小流量工况容易诱发流动分离的发生。

发明内容

为了尽可能地在减少导叶轴向尺寸的同时减少导叶内部的水力损失，本发明提供一种紧凑型反导叶，叶片工作面和背面均为三维曲面，即采用扭曲叶片，几何形状由三条型线光滑拟合而成。

本发明的技术方案是：

1.本发明提供的紧凑型反导叶的叶片工作面(凹面)是由三条型线光滑联接构成的三维曲面，叶片背面(凸面)由叶片工作面平行加厚而成，叶片的加厚尺寸根据所用材料确定，确保足够的叶片强度。这样的设计可以使叶片几何形状与液流的流动趋势相吻合，达到减少水力损失的目的。

2.三条型线决定了导叶扭曲叶片的三维曲面形状，三条型线采用变进口安放角设计，以进口安放角等于设计工况的进口液流角，或者略大于进口液流角为宜，即进口冲角以0°～5°为宜。导叶出口安放角要尽可能大一些，以便减小液流的圆周速度分量，同时保证导叶流道面积逐渐增加，流道内的流速逐渐减小为好。

3.紧凑型反导叶的外径接近于泵体外壳的内径，紧凑型反导叶的下盖板外径约等于叶轮后盖板直径，从而保证足够的导叶入口过流面积。

本发明的有益效果是，相比现有的反导叶，本发明采用全扭曲叶片，叶片工作面和背面全部由三维曲面构成，结构紧凑小巧，几何形状更为符合液流流动趋势，减少了导叶流道内产生旋涡的可能，降低了水力损失，有利于导叶过流效率的提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明在深井离心泵上的一个实施例简图；

图2是本发明实施例的俯视图；

图中：1.电机段  2.进口滤网  3.进口座  4.斜切式离心叶轮  5.紧凑型反导叶  6.泵体外壳  7.泵轴  8.出口段  9.导叶内径  10.导叶下盖板  11.型线a  12.型线b  13.型线c  14.导叶叶片背面  15.导叶叶片工作面  16.导叶外径

具体实施方式

图1所示实施例是本发明紧凑型反导叶(5)在深井离心泵中的应用，与斜切式离心泵叶轮(4)配合，可以使斜切式离心泵叶轮(4)的直径仅小于泵体外壳(6)的内径2～4mm，使叶轮直径最大化，从而使单级扬程最大化的同时，也保证泵体的轴向长度较短，减少泵轴(7)的长度，有利于泵可靠性和使用寿命的提高。

图2是紧凑型反导叶(5)的俯视图，导叶外径(16)等于泵体外壳(6)的内径，导叶内径(9)大于泵轴(7)的外径2～4mm，导叶叶片工作面(15)是扭曲的三维曲面，由型线a(11)、型线b(12)、型线c(13)三条曲线来构成，导叶叶片背面(14)由导叶叶片工作面(15)平行加厚而成，加厚的厚度根据所用的加工材料来确定，确保足够的叶片强度。