一種離心泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，特指一種離心栗，通過在前栗蓋與葉輪前蓋板之間增設(shè)前葉片從而改善腔體內(nèi)流體流動特性。
【背景技術(shù)】
[0002]栗廣泛用于農(nóng)業(yè)、化工、航天、航海、食品加工以及電力等領(lǐng)域，則栗的性能的提高是具有重要的社會價(jià)值的；栗內(nèi)葉輪、蝸殼等過流部件的流動特性是人們廣為關(guān)注的重點(diǎn)，而其栗體與葉輪之間的腔體內(nèi)的流動特性則關(guān)注有限，尤其前腔與葉輪進(jìn)口、出口相通，直接影響著葉輪的工作條件，通過其泄漏的流體不僅會產(chǎn)生容積損失，更會因與進(jìn)口流體混合而產(chǎn)生能量損失，因此改善前腔內(nèi)的流動特性具有非常重大的社會意義。
[0003]傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中并不涉及到前腔內(nèi)的流動，使得流體從葉輪出口高壓側(cè)流向前腔，經(jīng)由口環(huán)而到葉輪進(jìn)口低壓側(cè)，由于前期內(nèi)與葉輪前蓋板接觸的流體會因前蓋板的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力，而與前栗蓋接觸的流體因其靜止而受到葉輪進(jìn)出口的壓力梯度的影響，所以前腔內(nèi)部會產(chǎn)生軸向和縱向的旋渦，這會將流體流動激勵的力傳遞到葉輪上，使葉輪受力增大，受力同時(shí)沿著周向分布不均勻，從而增加了軸功，使葉輪受到周期性不均布的徑向力和軸向力。
[0004]潘中永等學(xué)者為研究泄漏流對離心栗轉(zhuǎn)子振動特性的影響，以及計(jì)算由于離心栗前腔泄漏流作用在蓋板上的不對稱壓力形成的渦動力，建立了離心栗前腔泄漏流模型，提出了一種研究離心栗前腔泄漏流誘導(dǎo)產(chǎn)生渦動力的數(shù)值計(jì)算方法；王秀勇等人提出，栗腔內(nèi)的流場分布具有非軸對稱性，其流場結(jié)構(gòu)比由轉(zhuǎn)子-定子組成的封閉殼體內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，但二者的速度場沿軸向的變化規(guī)律相似；司喬瑞等人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，空化造成栗腔內(nèi)壓力脈動的幅值增大，由于前口環(huán)的存在，其前栗腔內(nèi)的壓力脈動幅值大于后栗腔；空化的加劇造成栗腔內(nèi)寬頻脈動的增加，以軸頻最為明顯。
[0005]綜上所述，目前的研究并未涉及到改善前腔內(nèi)部的流動特性，本發(fā)明提出了在栗前腔內(nèi)增加前葉片的方式來改善其內(nèi)部的流動特性，對傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了填補(bǔ)，是一種新的關(guān)于栗前腔的設(shè)計(jì)方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為改善栗前蓋與葉輪前蓋板之間腔體內(nèi)流體流動特性，并降低能量損失提高效率，本發(fā)明超越傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，將葉片放置于前腔中，提出了一種以環(huán)列葉片改善前腔內(nèi)流動特性的前葉片。
[0007]—種離心栗，包括前栗蓋和葉輪前蓋板，其特征在于:在前栗蓋和葉輪前蓋板之間設(shè)有改善前腔內(nèi)流動特性的前葉片。
[0008]進(jìn)一步地，前葉片固定在前栗蓋的內(nèi)壁。
[0009]進(jìn)一步地，前葉片以環(huán)列的形式固定在前栗蓋的內(nèi)壁。
[0010]進(jìn)一步地，前葉片個數(shù)為Z,推薦葉片個數(shù)Z為10~14片；前葉片的葉緣與葉輪前蓋板之間的距離為τ，τ的取值與前腔的軸向?qū)挾萣有關(guān)，推薦τ= (0.1~0.2) Xb ;每相鄰兩前葉片之間的角度為Φ，為360° /Z ;前葉片進(jìn)口直徑為Dbl，出口直徑為Db2，Dbl=(0.95-1) XD2，D2為葉輪出口直徑，Db2= (1.1-1.3) XDs，Ds為葉輪進(jìn)口直徑；前葉片的長度為λ，為λ = (Dbl-Db2)/2 ;前葉片的厚度為δ，δ = (0.8-1.2) X σ , σ為葉輪葉片出口圓周厚度。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:葉輪出口的流體經(jīng)由前腔與蝸殼進(jìn)口交界處進(jìn)入至前葉片內(nèi)，而使得該部分流體的渦流強(qiáng)度由于前葉片的作用而減弱，從而使能量損失減小，使效率增大。并且因前葉片使流體通過其后能量降低，而與葉輪進(jìn)口處的低能量流體混合而產(chǎn)生的擾動減弱，改善了葉輪入流條件和葉輪的工作條件。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]圖1是本發(fā)明的裝配圖的子午截面示意圖。
[0014]其中，I 前栗蓋；
2 前蓋板。
[0015]圖2是本發(fā)明的蝸殼軸截面不意圖，視圖是由栗后蓋向進(jìn)口觀察。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明以離心栗為例，在蝸殼前栗蓋內(nèi)側(cè)設(shè)置12片環(huán)列葉片，如圖2所示。每相鄰兩個前葉片之間的角度Φ由葉片個數(shù)Z決定，為360° /Ζ，本例中Z為12片，則Φ=30° ;前葉片的進(jìn)口直徑Dbl根據(jù)公式Dbl= (0.95-1) XD2，由葉輪外徑D2決定，本例中D2=240mm，Dbl=228 mm，前葉片的出口直徑Db2由D b2= (1.1~1.3) XDs決定，Ds為葉輪進(jìn)口直徑，本例中Db2=140 mm。如圖1所示，前葉片出口直徑位于口環(huán)上方，前腔子午截面快速收縮段；前葉片的長度λ = (Dbl-Db2)/2，本例中λ =44 mm。前葉片的高度因前腔的幾何結(jié)構(gòu)的改變而變化，其葉緣與葉輪前蓋板之間的間隙τ取定值，根據(jù)公式τ = (0.1~0.2) Xb來確定，b為前腔的各個位置處的軸向?qū)挾?，本例中?1.2 mm;前葉片的厚度δ由葉輪葉片的出口圓周厚度σ決定，其公式為δ = (0.8-1.2) X σ，本例中δ =3.5 mm。
[0017]當(dāng)葉輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其出口的高能量流體會通過前腔經(jīng)由口環(huán)進(jìn)入葉輪進(jìn)口，與葉輪進(jìn)口的低能量流體混合，對葉輪入流產(chǎn)生擾動，該過程中不僅存在容積損失，還存在水里損失；本發(fā)明中，在前腔內(nèi)部設(shè)置的前葉片使得進(jìn)入前腔的流體的流動受阻，減少前腔內(nèi)軸向旋渦的產(chǎn)生，抑制流體在前腔內(nèi)部產(chǎn)生的徑向力和軸向力，回收泄漏流體的能量，從而降低泄漏流體的能量，使其與葉輪進(jìn)口處的低能量流體混合時(shí)產(chǎn)生的擾動減弱，損失降低。
[0018]本例通過三維造型軟件進(jìn)行造型，并通過ICEM進(jìn)行六面體結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，再經(jīng)CFD平臺進(jìn)行數(shù)值模擬，采用基于k-印silon的RNG湍流模型，SIMPLE算法；得到結(jié)果:相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的離心栗，具有本
【發(fā)明內(nèi)容】
中涉及到的前葉片的離心栗其最高效率點(diǎn)提升了1.5%，且在葉輪的進(jìn)、出口部位的壓力脈動幅值降低了 10%，故本發(fā)明在提高離心栗效率，改善離心栗運(yùn)行性能方面具有良好的效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離心栗，包括前栗蓋和葉輪前蓋板，其特征在于:在前栗蓋和葉輪前蓋板之間設(shè)有改善前腔內(nèi)流動特性的前葉片。2.如權(quán)利要求1所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片固定在前栗蓋的內(nèi)壁。3.如權(quán)利要求2所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片以環(huán)列的形式固定在前栗蓋的內(nèi)壁。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的一種離心栗，其特征在于:前葉片個數(shù)為Z，推薦葉片個數(shù)Z為10~14片；前葉片的葉緣與葉輪前蓋板之間的距離為τ，τ的取值與前腔的軸向?qū)挾萣有關(guān)，推薦τ= (0.1-0.2) Xb ;每相鄰兩前葉片之間的角度為Φ，為360° /Z ;前葉片進(jìn)口直徑為Dbl，出口直徑為Db2，Dbl= (0.95-1) XD2，D2為葉輪出口直徑，Db2=(1.1~1.3) XDs，Ds為葉輪進(jìn)口直徑；前葉片的長度為λ，為λ= (Dbl-Db2)/2 ;前葉片的厚度為δ，δ = (0.8-1.2) X σ，σ為葉輪葉片出口圓周厚度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，特指一種離心泵，其特征在于：在前泵蓋和葉輪前蓋板之間設(shè)有改善前腔內(nèi)流動特性的前葉片。葉輪出口的流體經(jīng)由前腔與蝸殼進(jìn)口交界處進(jìn)入至前葉片內(nèi)，該部分流體的渦流強(qiáng)度由于前葉片的作用而減弱，能量損失減小，效率增大，且因前葉片使流體通過其后能量降低而與葉輪進(jìn)口低能量流體混合產(chǎn)生的擾動減弱，改善了葉輪入流條件。
【IPC分類】F04D29/24
【公開號】CN105201903
【申請?zhí)枴緾N201510666328
【發(fā)明人】高波, 王震, 張寧, 杜文強(qiáng)
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月16日