[发明专利]一种具有低噪声特性的分层错列导叶

说明书

本发明涉及一种具有低噪声特性的分层错列导叶。本发明与常规的均匀对称式导叶布置不同，将导叶叶片分为多层并错列一定角度，形成多层错列导叶。使叶轮扫略错列导叶时存在时差与相位差，抑制叶轮扫略导叶后产生的压力脉动能量，从而达到减弱动静干涉引起的振动噪声能量的目的，并提高泵的综合运行效率及稳定性。

技术领域

本发明涉及一种具有低噪声特性的分层错列导叶，该设计方法可以被用在空间导叶设计，径向导叶设计，泵叶轮的设计，风机叶轮、导叶的设计，风扇设计，及其它领域。

背景技术

导叶体也叫导流壳，被用于各种井用泵(深井泵、潜水泵)和导叶式混流泵，其内部流动复杂，是泵能量转换的重要环节。导叶起到把叶轮出口液体收集起来并送到下级叶轮进口或出口管路、转换速度能为压力能、消除速度环量的作用。非设计工况下，导叶叶片进口存在大量的回流和旋涡，内部流动复杂，尤其在空间导叶吸力面存在大量的二次流，产生较大的水力损失，影响泵的效率，资料表明导叶体中的水力损失占泵内水力损失的40％～50％，其是泵重要的流动损失源。与此同时，受叶轮和导叶动静干涉作用的影响，这些二次流、旋涡等现象更会加剧流体诱发的泵体振动，降低泵的运行稳定性。

目前针对导叶体的研究主要集中于叶片型线、几何参数、叶片数等参数的优化方面。例如黄辉等研究了导叶体的出口直径、叶片出口安放角对叶轮匹配特性及泵性能的影响。张德胜等研究了斜流泵导叶叶片数对泵性能及压力脉动的影响。周岭等对深井泵进行研究，分析了具有圆柱型和扭曲型两种不同叶片形式导叶体对泵性能的影响。目前的研究均以叶片沿圆周均匀布置的导叶体为研究对象，尚未从叶片的结构出发研究导叶性能，以进一步提高导叶体的效率及其与叶轮、压水室的匹配性能。因此打破传统设计对导叶体进行结构重构，对提高水力性能，降低叶轮-导叶的动静干涉作用，优化泵的振动噪声水平具有重要的工程意义。

发明内容

本发明提出了一种具有低噪声特性的分层错列导叶，减弱了由动静干涉引起的振动噪声能量，达到低噪声泵设计的目的。

本发明与常规的均匀对称式导叶布置不同，将导叶叶片分为多层并错列一定角度，形成多层错列导叶。使叶轮扫略错列导叶时存在时差与相位差，抑制叶轮扫略导叶后产生的压力脉动能量，从而达到减弱动静干涉引起的振动噪声能量的目的，并提高泵的综合运行效率及稳定性。

本发明采用的技术方案如下：一种具有低噪声特性的分层错列导叶，由n₁层叶片，n₁-1个连接隔板(4)及盖板(2)组成导叶体，导叶体安装于叶轮(3)和蜗壳(5)之间。

在本发明中，通过n₁-1个连接隔板将导叶叶片隔为n₁个独立的部分，并以首层导叶为基准，逐层将导叶沿叶轮旋向旋转一定角度即错列角度θ，形成多层错列导叶。其相邻层间错列角度取决于分层数n₁及导叶叶片数n₂,其大小为θ＝360/n₁n₂。

分层数n₁由叶轮出口宽度b₂与比转速n_s决定，可取2≤n₁≤4。全部的导叶叶片数n₂为3～20。其中连接隔板厚度b与叶片平均厚度δ有关，其取值范围为0.5δ～1.0δ。

当离心泵比转速10＜n_s＜80时，导叶分层数取2。

当离心泵比转速80≤n_s＜150时，导叶分层数取2＜n₁≤3。

当离心泵比转速150＜n_s＜300时，导叶分层数取2≤n₁≤4。

在本发明中所当混流泵比转速300＜n_s＜500时，导叶分层数取3≤n₁≤4。