[发明专利]一种泵用导向器

说明书

技术领域

本发明属于旋转机械领域，更具体地讲，属于离心泵。

背景技术

泵出口部件用以汇集从叶轮流出的液体，并将液体的动能转变为压力能。当泵的扬程较高时，泵轮出口的压力和流速非常高，导向器的撞击损失和摩擦损失很大，同时并伴随较大的振动冲击。故对于大功率涡轮泵，必须选择具有较高性能的导向器结构。最好是采用无叶导向器，但是对于大功率泵这样会导致泵壳的厚度很厚，液体火箭发动机泵产品无法接受。一般在大功率涡轮泵上，为了提高泵壳强度降低重量，在出口部件内设置环列的叶片式导向器。

目前在液体火箭发动机离心泵上应用的叶片式导向器，其通道截面为矩形，从进口到出口通道截面面积逐渐增大。使用中发现其存在明显的缺点：1）由于叶片式导向器入口角是固定的，因而当泵的工况范围发生变动时，叶片入口处的攻角变化大，这样产生较大的冲击，引起泵的振动和脉动的增加，因而使泵的工作范围受到约束；2）叶片式导向器的通道截面是矩形，容易产生二次流损失和旋涡损失，因而效率水平不高。这些缺点导致涡轮泵振动、脉动量级偏大，影响产品的可靠性。

发明内容

为了解决现有的叶片式导向器泵的工作范围窄、振动脉动水平高的技术问题，本发明提供一种新型结构的泵用导向器，能够提高现有泵的性能，降低泵的脉动和振动水平。

实现本发明目的技术方案是：

一种泵用导向器，其特殊之处在于：包括一个围绕在叶轮出口的环形部件，所述环形部件上周向均布有多个通道，所述通道从环形部件的内表面径向延伸至外表面，相邻通道在靠近内表面的相交处形成椭圆形入口边6，相邻通道在靠近内表面的贯通处形成无叶导向段；

所述通道包括依次连接的直线段和扩口段，所述直线段的另一端朝向环形部件的内表面，所述扩口段的另一端朝向环形部件的外表面；

所有通道的中心线均相切于一个公共圆，所述公共圆的圆心在环形部件的中心轴线上，所述公共圆的直径Dt大于内表面的直径D4且小于外表面的直径D5。

上述通道的截面为圆形。

上述无叶导向段在靠近内表面的一端设置有锥形导向段5。

上述椭圆形入口边6要倒圆。

通道数目z_g在1-5谐波阶次下满足以下条件：k_rZ/Z_g≠m和（k_rZ±1）/Z_g≠m，式中：k_r为叶轮叶片频率的谐波阶次，m为任一整数，Z为叶轮叶片数。

上述直线段直径d_L的选取需保证速比(c_L/c_2u)在0.5-0.8范围内，式中：c_L为直线段流速，c_2u为叶轮出口绝对速度的圆周分量。

上述直线段长度L=(0.3～0.6)d_L，其中d_L为直线段直径。

上述扩口段的扩散锥角α为4°<α<12°。

上述环形部件的外表面上安装具有环形空间的集液器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明设计的导向器装置通道的横截面为圆形，圆截面通道消除了传统叶片式导向器矩形通道特有的二次流；

2、本发明设计的导向器圆孔形通道在入口处相交，相交部位形成的椭圆形入口边在导向器流动方向形成后掠，入口边的后掠效应降低导向器入口撞击损失；

3、本发明提出的导向器使得壳体强度更高；

4、本发明提出的新结构泵用导向器的结构方案简单有效。

附图说明

图1是本发明泵用导向器的主视图；

图2是图1的I区局部放大图；

图3是图2的A-A剖视图；

其中附图标记为：1-内表面，2-外表面，3-直线段，4-扩口段，5-锥形导向段，6-椭圆形入口边。

具体实施方式