[发明专利]一种高效抗汽蚀离心泵叶轮

说明书

本发明可能涉及离心泵、叶轮等技术领域，特别涉及一种高效抗汽蚀离心泵叶轮。所述叶轮的叶片上至少开有一个通孔；所述通孔由叶片工作面贯穿至叶片背面。本发明通过在叶轮叶片上设置通孔，将叶轮出口高压依靠通孔引至叶轮叶片进口边的背面区域，提高了叶轮内低压区的压力，减小了低压区的面积，极大地抑制了离心泵叶轮内部由空化产生的空泡体积，提高了叶轮的抗汽蚀能力。在不牺牲叶轮效率的前提下提高了叶轮的抗汽蚀性能，既不改变其固化的外形尺寸和接口，又能够轻微减轻叶轮重量满足轻量化要求，且加工工艺简单，易于推广，有较高的使用价值。

技术领域

本发明可能涉及离心泵、叶轮等技术领域，特别涉及一种高效抗汽蚀离心泵叶轮。

背景技术

发动机燃油离心泵高速旋转发生空化，引起叶轮表面空泡体积、叶片表面压力分布不均匀程度增强，抑制能量转换，造成燃油泵性能下降，空化进一步发展形成汽蚀。同时，汽蚀又会导致叶轮内低压区域由叶轮入口向叶轮出口端迅速扩张，会进一步促进叶轮内部空泡产生和空泡体积扩大，对燃油泵的能量转换产生更严重的抑制。另外，汽蚀产生的燃油离心泵过流部件的破坏是影响发动机运行安全性和可靠性的关键因素。因此，发动机燃油离心泵效率提升和抗汽蚀性能的改善是提升其性能亟待解决的核心问题。

现在用于提高离心泵抗汽蚀性能的方法很多，比如：开式叶轮增加诱导轮、改变壳体进口结构、在过流部件表面增加涂层和提高供油压力等措施。现有提高叶轮抗汽蚀性能的方法虽然能达到提高抗空化性能的目的，但会降低离心泵的效率或需改变离心泵已经固化的结构，而发动机燃油离心泵产品研发过程中往往受到安装空间、重量指标、接口尺寸以及生产周期的制约，导致对其结构进行改动而增强抗汽蚀性能的可行性降低。

发明内容

本发明解决的技术问题：为使离心泵叶轮不牺牲效率而提高抗汽蚀性能，且既不改变其固化的外形尺寸和接口，又满足重量指标要求和加工可操作性，本发明提出了一种高效抗汽蚀离心泵叶轮。

本发明的技术方案：一种抗汽蚀离心泵叶轮，所述叶轮的叶片上至少开有一个通孔；

所述通孔由叶片工作面贯穿至叶片背面。本发明通过在叶轮叶片上设置通孔，将叶轮出口高压依靠通孔引至叶轮叶片进口边的背面区域，提高了叶轮内低压区的压力，减小了低压区的面积，极大地抑制了离心泵叶轮内部由空化产生的空泡体积，提高了叶轮的抗汽蚀能力。在不牺牲叶轮效率的前提下提高了叶轮的抗汽蚀性能，既不改变其固化的外形尺寸和接口，又能够轻微减轻叶轮重量满足轻量化要求，且加工工艺简单，易于推广，有较高的使用价值。

优选地，所述通孔的介质进出口位于不同圆周面上。

优选地，所述通孔的介质进口中心径向位置R_L＝K_RL*R，介质出口中心径向位置R_S＝K_Rs*R；

其中，R为叶轮外径，K_RL为通孔进口长度系数，K_Rs为通孔出口长度系数，K_RL取0.75～0.85，K_Rs取0.55～0.65。本发明具体公开了所述通孔介质进出口中心的径向位置计算公式，并经过仿真试验，给出了相应的最优参数，提高了整改方案的可实施性，保证了技术效果。

优选地，所述通孔的介质进口角为10°＜β_RL＜60°，介质出口角为0°≤β_Rs≤15°；

其中，进口角β_RL为通孔轴线与叶片骨线在此处切线的夹角，出口角β_Rs为通孔轴线与叶片骨线在此处切线的夹角。本发明进一步定义了通孔介质进口角和出口角，并且经过大量仿真试验给出了相应最优参数，一方面便于加工定位，另一方面能够保证本发明达到最优的技术效果。