[发明专利]一种高抗汽蚀性能诱导轮

说明书

一种高抗汽蚀性能诱导轮，涉及航空航天飞行器推进剂供应系统领域；包括叶轮、静止叶栅、壳体和驱动轴；其中，壳体为中空筒状结构；静止叶栅为环状结构；静止叶栅贴附在壳体的内壁；驱动轴为轴向水平放置在壳体内部的杆状结构；且驱动轴位于壳体的轴线位置；叶轮套装在驱动轴的外壁；在驱动轴的带动下，叶轮在静止叶栅中旋转；且静止叶栅固定不动；静止叶栅包括基座和2n个叶栅叶片；叶栅叶片为螺旋条状结构；叶栅叶片沿基座内侧壁螺旋设置；叶栅叶片的螺旋方向与叶轮叶片的螺旋方向相反；本发明明显提高了诱导轮设计工况的抗汽蚀性能，并可以拓宽诱导轮高抗汽蚀性能的工况范围，特别适合于高转速、宽流量工作范围的应用场合。

技术领域

本发明涉及一种航空航天飞行器推进剂供应系统领域，特别是一种高抗汽蚀性能诱导轮。

背景技术

航空航天飞行器需要在远离地面的高空或太空工作，受飞行器空间尺寸和结构质量的约束，推进剂供应系统的结构尺寸和质量受到严格限制。为了尽量减小结构尺寸和质量，推进剂泵的转速越来越高，而为了减轻贮箱增压系统的质量和规模，推进剂贮箱的压力越来越低。推进剂泵高转速和低入口压力的特点，要求泵具有非常高的抗汽蚀性能。

通常采用在离心轮前增设诱导轮的方法提高泵的抗汽蚀性能，但提高幅度有限，而且在偏离设计点较远的工况，受限于诱导轮自身的抗汽蚀性能，推进剂泵抗汽蚀性能仍然不满足低入口压力下正常工作的要求。

通常采用在主泵前增压预压泵的方式提高泵组的抗汽蚀性能，主燃油泵前增加一个低转速叶片式泵或者射流泵作为预增压泵，提高主泵入口压力，预增压泵可以在低的入口压力下正常工作。但这种预增压泵需要额外增设驱动机构或者高压源，大幅增加了系统的结构尺寸和重量，并且降低了系统效率，使得系统复杂化，在空间尺寸紧张的情况下，是不可行的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种高抗汽蚀性能诱导轮，明显提高了诱导轮设计工况的抗汽蚀性能，并可以拓宽诱导轮高抗汽蚀性能的工况范围，特别适合于高转速、宽流量工作范围的应用场合。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种高抗汽蚀性能诱导轮，包括叶轮、静止叶栅、壳体和驱动轴；其中，壳体为中空筒状结构；静止叶栅为环状结构；静止叶栅贴附在壳体的内壁；驱动轴为轴向水平放置在壳体内部的杆状结构；且驱动轴位于壳体的轴线位置；叶轮套装在驱动轴的外壁；在驱动轴的带动下，叶轮在静止叶栅中旋转；且静止叶栅固定不动。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，所述静止叶栅包括基座和2n个叶栅叶片；其中，基座为中空筒状结构；基座的外壁固定贴附在壳体的内壁上；2n个叶栅叶片中的n个叶栅叶片沿轴向均匀固定安装在基座的顶部；另外n个叶栅叶片沿轴向均匀固定安装在基座的底部；且基座顶部的n个叶栅叶片与基座底部的n个叶栅叶片交错对应布置；n为正整数。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，所述叶栅叶片为螺旋条状结构；叶栅叶片沿基座内侧壁螺旋设置；所述叶轮的外壁设置有m个叶轮叶片；m为正整数；2n＞m。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，所述m个叶轮叶片的平均螺距为S1；基座顶部n个叶栅叶片的螺距与基座底部n个叶栅叶片的螺距相同，均为S2；S1为正数；S2为正数；且S2＜S1。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，所述叶栅叶片的螺旋方向与叶轮叶片的螺旋方向相反。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，叶轮叶片的径向高度为h1；叶栅叶片的径向高度为h2；h1为正数；h2为正数；且h2为h1的0.05-0.3倍。

在上述的一种高抗汽蚀性能诱导轮，所述叶轮叶片外侧壁与叶栅叶片内侧壁的最小间距为h；h为h1的0.02倍。