[发明专利]抑制空化喘振的离心泵

说明书

本发明涉及离心泵领域，提供了一种抑制空化喘振的离心泵，包括：整流板、诱导轮、叶轮、轮缘和轮毂，整流板固定于轮缘的内侧面，且位于诱导轮的入口端，叶轮位于诱导轮的出口端，叶轮包括长短复合叶片，长短复合叶片沿周向分布的相邻叶片不等距分布。本发明通过叶轮长短复合叶片、诱导轮以及整流板的设计，能很好的引导和限制诱导轮进口及诱导轮进水段处回流涡的产生和发展，能较好的抑制高速泵流道内回流涡的产生和发展，改善流道内的流动不稳定现象，抑制空化喘振现象的发生，减小系统压力波动，改善高速离心泵运行时的振动和噪声，提高泵的运行稳定性。

技术领域

本发明涉及离心泵领域，特别是涉及一种抑制空化喘振的离心泵。

背景技术

高速离心泵被广泛应用于石油化工及航空航天等领域，由于高速离心泵转速高，流量低等特点，在泵入口容易产生空化，同时在小流量工况下发生空化喘振现象，因此保证高速泵的长期安全、稳定运行是水力设计的关键。

目前，在高速离心泵中加装诱导轮已成为保证泵获取优越空化性能的关键技术。当诱导轮应用于高速离心泵中时，其运转时工况常常会发生变化，并且常常伴随着复杂的空化现象，即使诱导轮正常运行时，由于其叶片流道较扭曲，其内部流动比较复杂；当诱导轮在运行中发生空化时，其内部容易产生空化不稳定流动现象，发生空化喘振现象，引起的系统流量和压力的剧烈波动，产生振动和噪声，严重影响泵的稳定运行。

因此，针对高速离心泵不稳定问题以及改善小流量工况下的空化喘振现象具有重要的意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种抑制空化喘振的离心泵，缓解现有技术中高速离心泵中诱导轮容易发生空化喘振现象，避免引起的系统流量和压力的剧烈波动，产生振动和噪声，严重影响泵的稳定运行的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种抑制空化喘振的离心泵，包括：整流板、诱导轮、叶轮、轮缘和轮毂，所述轮缘为圆柱形中空结构，构造成泵流道，所述轮毂设于所述轮缘的内部，所述整流板固定于所述轮缘的内侧面，且位于所述诱导轮的入口端，所述叶轮位于所述诱导轮的出口端，所述叶轮采用长短复合叶片，所述长短复合叶片沿周向分布的相邻叶片不等距分布。

其中，所述整流板的长度方向为由所述轮缘向所述轮毂延伸，宽度方向为沿所述离心泵轴向方向延伸。

其中，所述长短复合叶片的设计参数根据公式：且

式中：为两个相邻长叶片背面之间的夹角；

为长叶片背面与相邻短叶片背面之间的夹角；

Z₁为长叶片的个数。

其中，所述诱导轮的设计扬程根据公式：H₁＝ΔH_ry+k设计，其中，ΔH_ry＝ΔH_r-Δh_r，

式中：k为安全系数，k的取值范围为1≤k≤1.2m；

H₁为诱导轮的设计扬程，单位为米；

ΔH_ry为诱导轮的理论扬程，单位为米；

ΔH_r为整个离心泵的空化余量，单位为米；

C为叶轮的空化比转速；

n为转速，单位为r/min；

q_v为流量，单位为m³/s；

Δh_r为叶轮的空化余量，单位为米。