[实用新型]一种具有变截面进水管道式进水流道的喷水推进泵

说明书

一种具有变截面进水管道式进水流道的喷水推进泵，包括泵轴、叶轮室及位于叶轮室入口端的进水流道，所述叶轮室内设有叶轮和导轮；在进水流道沿泵轴的周向分布有多条变截面进水管道，变截面进水管道沿水流方向由上至下依次设有椭圆进口管段、过渡唇口管段、圆形直管段、过渡弯管段及扇环形出口段，并使椭圆进口管段高于扇环形出口段，且椭圆进口管段到扇环形出口段的口径呈渐缩状；多条变截面进水管道的扇环形出口段在叶轮室的进口端围成与所述叶轮室相连通的圆环形流体出口，以使变截面进水管道的流道、叶轮的流道、导轮的流道依次连通。本实用新型具有高效率、高比转速、高推力的水力性能的同时具有抗空化能力强、振动小，水下辐射噪声低等优点。

技术领域

本实用新型涉及叶片泵技术领域，尤其是一种具有变截面进水管道式进水流道的喷水推进泵。

背景技术

喷水推进泵是不同于传统螺旋桨推进的推进方式，它利用推进泵喷出水流的反作用力推动航体前进，被广泛应用于鱼雷、潜艇等高速水下航体的动力系统中，其设计的优劣直接关系到航体的巡航能力和机动性能。

研究表明，喷水推进泵工作时，有7％～9％的轴功率损会失在进水流道内，其与船体之间的相互作用对推进效率的影响甚至可以达到20％以上。一般用无量纲化的汽蚀比转速来综合衡量喷水推进泵的性能，进口流速比（IVR）来综合衡量喷水推进泵进水流道的工作状态。一般喷水推进泵比转速越高，IVR越小，设计工况下，公开文献中的喷水推进泵的汽蚀比转速均低于1300，所对应的进水流道IVR均大于0.8，但对于喷水推进泵比转速大于1300，进水流道IVR小于0.8时的喷水推进泵进水流道结构甚为罕见。与高IVR的进水流道结构不同的是，空化、出流均匀度低及涡旋畸变的规避是高比转速喷水推进泵进水流道设计的最大挑战。传统喷水推进器（如水面快艇、舰船等水上航体推进器）的进水流道的设计形式通常为单一独立入水口，不能满足水下航体对高速推进泵进水流道在稳定性、低噪声、高效引流等方面的严格要求，因此，针对于水下航体，亟待一种多元约束条件下，能有效避免大尺度流动分离、抗空化能力强、出流均匀性好、低噪声等优点设计要求的多入水口进水流道结构形式。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、避免大尺度流动分离、抗空化能力强、出流均匀性好且具有高效率、高比转速、高推力的具有变截面进水管道式进水流道的喷水推进泵。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案：一种具有变截面进水管道式进水流道的喷水推进泵，包括泵轴、叶轮室及位于叶轮室入口端的进水流道，所述叶轮室内设有叶轮和导轮；导轮位于叶轮的出口端并使导轮与叶轮同轴固定在泵轴上，在所述进水流道内沿泵轴的周向分布有多条变截面进水管道，所述变截面进水管道包括沿水流方向由上至下依次连接的椭圆进口管段、过渡唇口管段、圆形直管段、过渡弯管段及扇环形出口段；所述椭圆进口管段高于扇环形出口段，且椭圆进口管段到扇环形出口段的口径呈渐缩状；所述椭圆进口管段为两端截面均为椭圆形的管段，椭圆进口管段上端口的椭圆形截面的面积大于下端口的椭圆形截面的面积；过渡唇口管段的上端截面为与椭圆进口管段的下端截面相配适的椭圆形，下端截面为圆形；过渡弯管段的上端截面为与圆形直管段相配适的圆形，下端截面为扇环形；多条变截面进水管道的扇环形出口段在叶轮室的进口端围成与所述叶轮室相连通的圆环形流体出口，以使变截面进水管道的流道、叶轮的流道、导轮的流道依次连通。

所述变截面进水管道以泵轴为对称中心并沿泵轴的周向呈中心对称分布。

所述变截面进水管道的数量为6条，相邻两条变截面进水管道在过渡圆管段下端交汇处呈20~30°夹角。

所述圆形直管段与水平方向的倾斜角度为30~50°。

过渡弯管段的弯管圆心角为30~45°。