[发明专利]一种具有二次分流叶片的泵叶轮

说明书

本发明属于叶片式泵设计领域，具体公开了一种具有二次分流叶片的泵叶轮，包括前盖板、后盖板、长叶片、一次分流叶片、二次分流叶片一及二次分流叶片二；叶片为扭曲叶片，叶片数为3；一次分流叶片进口直径为0.42～0.46D₂，叶片进出口沿叶轮旋转方向分别偏置0.4～0.5θ和0.4～0.5θ，θ为相邻两长叶片之间的夹角；二次分流叶片一的进口直径为0.61～0.64D₂，叶片进出口沿叶轮旋转方向分别偏置0.2～0.25θ和0.2～0.25θ；二次分流叶片二的进口直径0.65～0.75D₂，叶片进出口沿叶轮旋转方向分别偏置0.65～0.75θ和0.7～0.8θ；二次分流叶片二的叶片厚度在出口处向相邻叶片吸力面额外加厚，且叶片最大厚度是长叶片最大叶片厚度的1.3～1.6倍。本发明能够抑制或减少泵叶轮内脱流及射流‑尾迹等现象的发生，提高在小流量工况下泵的运行效率。

技术领域

本发明属于叶片式泵设计领域，特别指涉及一种具有二次分流叶片的泵叶轮。

背景技术

随着石油、化工、航空航天、冶金及轻工业等领域的快速发展，泵的性能往高速、高压、高效和大功率方向发展，而低比转速泵具有流量小、扬程高的特点，被广泛应用于上述行业。

目前低比转速泵采用的多是如中国专利文献记载的一种离心泵复合叶轮【申请号：201520005753.1；公布号：CN204419688U】的一次分流叶轮，其优点在于叶轮进口不产生排挤的同时增加了叶片数，但一次分流叶轮仍然存在叶片稠密度不足的情况，在小流量工况运行时，叶片对出口处的流体约束不足，叶轮出口易产生射流-尾迹、二次流等现象，造成较大的水力损失，从而导致泵的运行效率低下。

在此基础上，中国专利文献记载的二次分流叶片式离心叶轮【申请号：200910023223.9；公布号：CN101598138A】设计出一款应用于离心式压缩机的二次分流叶轮，高速复合离心泵【申请号：96203683.8；公布号：CN2265446Y】则设计出一种长中短复合叶轮，将二次分流技术应用到了低比转速泵上，但是上述文献均只对叶片数进行了增加，并未深入阐述叶片之间的合理组合对泵性能的影响，以及未考虑蜗壳和叶轮的相互作用和叶轮内部各流道的流动各不相同的情况，在不同的流道中均采用相同的短叶片进行分流，导致分流叶片相邻流道内流量不等，流入泵体的流速不均匀，增加了叶轮内及叶轮出口边外水力损失。其次，上述文献并未考虑低比转速离心泵中分流叶片进口直径对流道内流动的影响，导致文献涉及的叶轮在小流量工况下运行时，分流叶片进口吸力面可能会产生脱流，紊乱叶轮内部流动，增加叶轮内部水力损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有二次分流叶片的泵叶轮，它针对不同流道采用不同的短叶片，使分流叶片相邻流道内部流量相等，有效的减小叶轮内和叶轮出口边外水力损失，同时本发明提供的一种具有二次分流叶片的泵叶轮可以有效地改善小流量工况下泵叶轮内部流场，抑制叶片吸力面脱流现象的发生和提高叶片在出口处对流体的约束，消除射流-尾迹、二次流现象，从而进一步提高泵效率。

为达到以上目的，采用如下技术方案：

一种具有二次分流叶片的泵叶轮，包括前盖板、后盖板、长叶片、一次分流叶片、二次分流叶片一和二次分流叶片二。

所述长叶片、一次分流叶片、二次分流叶片一和二次分流叶片二均为扭曲叶片，且叶片数均为3。

长叶片在叶轮圆周方向上均匀分布；一次分流叶片位于两个相邻长叶片形成的流道中，二次分流叶片一位于长叶片吸力面与一次分流叶片压力面之间的流道，二次分流叶片二位于一次分流叶片吸力面与相邻长叶片压力面之间的流道。