[发明专利]一种离心泵用缝隙引流叶片式扩压器

说明书

本发明公开了一种离心泵用缝隙引流叶片式扩压器，其结构包括前盖板和后盖板，所述前盖板和后盖板平行相对放置，其特征是，所述前盖板和后盖板之间设有多个导叶片，前盖板和后盖板与导叶片构成若干流道，所述导叶片径向中间部位开缝。通过导叶片开缝联通叶片两侧流道，其内缝隙引流可以有效的控制改善叶片表面流动分离，消除分离涡，减小失速风险，提升扩压稳定性。使得偏工况或扩压器周向安放角不当时，其内部流场及叶片载荷重新分配。有效改善扩压器内流场周向不均匀现象，减小扩压器流场非定常速度和压力脉动，减小叶轮所受径向交变应力。改善整机稳定性，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及水力机械技术领域，具体的说是一种离心泵用缝隙引流叶片式扩压器。

背景技术

叶片式扩压器作为降低叶轮径向交变应力，提升离心泵运行安全稳定性的重要过流部件，广泛应用于国民经济领域中的泵站系统。由于离心叶轮高速旋转，液体在离心力的作用下，转轴机械能转变为液体的动能和压力能。下游扩压器在规则流体流动的同时，进一步将流体动能转变为压力能起到压力回收的作用，同时减小蜗壳隔舌与叶轮的动静干涉作用，降低流场压力脉动和作用于离心叶轮上的径向力。因此，扩压器的几何结构及内部流动状态对离心泵整体压力回收、运行安全稳定性和高效性具有重要影响。

在无叶扩压器中，液体流动遵行动量守恒，其流动轨迹为对数螺旋线，导致其在扩压器内运动时间和距离较长，摩擦损失较大。因此离心泵多采用有叶扩压器，以限定液体流动方向，增大其液流角，减小液体在扩压器内流动时间和流动距离，减小摩擦损失。现有的叶片式扩压器通常只有若干固定的无缝隙的导叶片，在偏离最优工况点运行时，导叶片前缘存在冲角，在扩压器内部出现流动分离诱导的漩涡，严重时造成扩压器内的旋转失速，增大了流动损失，降低了扩压器内流动稳定性，产生不同频率的振动和噪声现象，削弱了扩压器压力回收及减小叶轮径向力的能力。其次，即使运行于最优工况下，若扩压器圆周安装角度不合理，在时序效应的影响下，蜗壳隔舌处扩压器流道内易产生堵塞涡，造成流场畸变，影响运行的安全高效性。因此，现有导叶在设计上还存在一定的不足，难以满足生产要求，有必要对其结构作进一步探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心泵用缝隙引流叶片式扩压器，该扩压器在导叶片上开设缝隙，通过缝隙引流能有效的控制导叶片表面流动分离和扩压器流场及导叶片载荷重新分配，改善扩压器流场均匀性，提高离心泵运行的稳定性和高效性，改善整机性能。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种离心泵用缝隙引流叶片式扩压器，其结构包括前盖板和后盖板，所述前盖板和后盖板相对放置，其特征是，所述前盖板和后盖板之间设有多个导叶片，前盖板和后盖板与导叶片构成若干流道，所述导叶片径向中间部位开缝。

进一步，所述导叶片的缝隙相对位置为lc,所述lc的计算公式为lc＝l1/l，其中l1为开缝处骨线距进口边弦长。

进一步，所述缝隙相对位置lc在0.25-0.7之间。

进一步，所述导叶片的缝隙相对宽度为bc，所述bc的计算公式为bc＝b2/b1，其中所述b1为开缝处导叶片厚度，所述b2为缝隙宽度。

进一步，所述导叶片的缝隙相对宽度bc在0.5-1.5之间。

进一步，所述导叶片的缝隙相对倾角系数计算公式为θ＝(β+α)/α，其中β为开缝角度，α为开缝处导叶片安放角。

进一步，所述缝隙相对倾角系数θ在3-5之间。

进一步，所述导叶片包角为Wα40°。

本发明的有益效果：

本发明的扩压器结构简单，易于加工实施，仅须在原有的离心泵叶片式扩压器的基础上对原有导叶片进行切割开缝，联通叶片两侧流道，加工简单，方便实现。