[实用新型]一种能避免流体失速的离心泵叶片

说明书

本实用新型公开了一种能避免流体失速的离心泵叶片，包括叶片本体，叶片本体在其吸力面一侧设有安装槽，安装槽内设有被动式射流装置，被动式射流装置包括壳体，壳体内设有与叶片本体外连通的储水槽和封闭的空腔，储水槽和空腔通过一弹性薄膜分隔。本实用新型的好处是：通过弹性薄膜产生的形变位移对叶片表面流体进行不断的抽吸过程，叶片能够很快的适应吸力面尾部位置处的压力变化，防止形成回流和失速涡等不稳定流动现象，提高离心泵整体的稳定性；被动式射流装置属于被动控制，不需要外界的信号和能量注入，能够对离心泵运行时的内部流场进行实时的自适应；装置的结构简单，成本低，提高离心泵整体的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及流体机械设备技术领域，尤其涉及一种能避免流体失速的离心泵叶片。

背景技术

离心泵由于其本身流道扩散度大等一些结构特点，使得离心泵在小流量工况下运行时，流体极易在叶片吸力面出现流动分离，形成分离涡，分离涡逐渐发展成为失速团，失速团使流道的通流能力减弱，严重时甚至会造成流道堵塞，严重影响了泵的运行稳定性和效率。目前对离心泵失速的控制研究大都停留在对小流量工况下离心泵内部失速现象的分析和对失速团运动特性的分析上，并没有比较好的解决方案和成果转化去减小和控制离心泵的失速现象，对离心泵叶片本身进行的优化与改型设计效果不明显。

例如，中国专利文献中授权公告号为CN205744585U，授权公告日为2016年11月30日公开的名为“一种工作效率高的离心泵叶轮”的实用新型专利，该申请案公开了一种工作效率高的离心泵叶轮。本离心泵叶轮在叶片背面设置有整流凸部，整流凸部设置在叶片背面的中部或者叶片背面中部的靠近叶片进口一侧。整流凸部的几何参数如下：0.25≤θ1/φ≤0.55；0.24≤(θ2-θ1)/φ≤0.40；0.25≤δ/h≤0.95；式中：φ—叶片包角；θ1—叶片进口与整流凸部起点之间的夹角；θ2—叶片进口与整流凸部终点之间的夹角；h—整流凸部的最高点与相对应位置处的叶片工作面之间的间距；δ—未设置整流凸部的叶片背面与相对应位置处的叶片工作面之间的间距，且间距h与间距δ的取值位置相同。其不足之处在于：1、对离心泵叶片本身进行的优化与改型设计效果不明显，其工作原理为增加凸部来强行干扰离心泵内的水体流动，不能对离心泵内叶片背压区的水流补偿压力，会降低水体动能，降低离心泵的功率传递；2、整流凸部的结构参数辅助并和叶片为一体结构，增加了叶片的制造成本。

因此设计一种能避免流体失速的、自动调节叶片表面压力的离心泵叶片就很有必要了。

实用新型内容

本实用新型要克服现有技术中的离心泵叶片的背压区容易出现失速现象的不足，提供了一种能避免流体失速的离心泵叶片，能够很快的适应吸力面尾部位置处的压力变化，防止形成回流和失速涡等不稳定流动现象，提高离心泵整体的稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种能避免流体失速的离心泵叶片，包括叶片本体，叶片本体在其吸力面一侧设有安装槽，安装槽内设有被动式射流装置，被动式射流装置包括壳体，壳体内设有与叶片本体外连通的储水槽和封闭的空腔，储水槽和空腔通过一弹性薄膜分隔。

当离心泵稳定运行时射流口外的压力与空腔内的压力处于一个平衡状态，当泵在小流量工况下运行时，由于入流角的变化以及流道扩散度大等原因使得离心泵极易在叶片吸力面尾部位置发生流动分离、回流、失速涡等不稳定流动现象进而形成低压甚至负压区，被动式射流装置的存在使得当叶片表面压力开始变小边界层能量不足时由于压力变化的原因使得弹性薄膜向射流口的位移，此时储水槽内的流体会因为储水槽体积变小的原因，通过射流口以一定的速度流向流道，具有速度的流体增加了边界层的能量使得流体在吸力面尾端不易发生流动分离，避免产生失速涡；当射流口表面压力过大时，可以将流体压致储水槽内使弹性薄膜发生远离射流口的位移，缓解了叶片本体尾部形成的局部高压区，进而使流体不易在叶片本体的前端进口位置处由于叶轮进出口巨大的压差而产生回流；被动式射流装置镶嵌于叶片本体的内部，不改变叶片本体的原有形状，不会影响叶片本体做功，提高离心泵内水流的稳定性。