降低进口回流的稳流离心叶轮论文和设计-陈小平

全文摘要

本实用新型公开了降低进口回流的稳流离心叶轮。离心叶轮进口回流会导致流场紊乱。本实用新型包括进口通道、泵轴、导流金属环和叶轮本体；进口通道套置在泵轴外，并固定在叶轮前盖板的进口孔内；导流金属环整体呈圆台形，且开设有中心孔；中心孔的孔径等于圆台的上底面直径，在圆台侧面形成一个导流锥面；导流金属环的中心孔与泵轴固定，导流金属环的下底面与叶轮后盖板固定；且导流金属环的高度与叶片进口高度相等。本实用新型通过在叶轮进口处增加圆台形的导流金属环，形成导流锥面，从而减小叶轮的进口回流，使叶轮进口均匀来流，降低振动的噪声，提高泵的稳定性和运行的高效区；且避免了旋涡引起的能量损耗以及空化，延长了泵的使用寿命。

主设计要求

1.降低进口回流的稳流离心叶轮，包括泵轴和叶轮本体；所述的叶轮本体包括叶轮后盖板、叶轮前盖板和叶片，叶片的数量多于三片；所述的叶片与叶轮后盖板和叶轮前盖板均固定；所述的叶轮前盖板开设有进口孔，叶轮后盖板开设有泵轴安装孔；所述的泵轴穿过叶轮前盖板的进口孔，并固定在叶轮后盖板的泵轴安装孔内；其特征在于：还包括进口通道和导流金属环；所述的进口通道套置在泵轴外，并固定在叶轮前盖板的进口孔内；所述的导流金属环整体呈圆台形，且开设有中心孔；所述中心孔的孔径等于圆台的上底面直径，在圆台侧面形成一个导流锥面；导流金属环的中心孔与泵轴固定，导流金属环的下底面与叶轮后盖板固定；且导流金属环的高度与叶片进口高度相等。

设计方案

设计说明书

技术领域

本实用新型属于流体机械领域，涉及大流量低转速离心叶轮，具体涉及一种降低进口回流的稳流离心叶轮，针对离心叶轮的进口回流进行改善。

背景技术

离心泵是我们生活中最常见的机械之一，从航空航天到农田抽水灌溉都离不开离心泵的运用。与此同时，离心泵的运行带来了巨大的能源消耗。因此提高离心泵的运行效率和稳定性，可以节省大量的能源，有利于国民经济的发展和环境的保护。

离心叶轮作为离心泵最核心的部件，现有技术生产的离心叶轮存在一种问题，离心叶轮进口容易发生回流现象(主要是由于离心力作用下，外缘处与靠近轴心处形成压力差)。离心叶轮进口回流会导致流场紊乱，改变叶轮进口流动结构，导致进口非均匀来流，降低泵的运行高效区。并且回流旋涡消耗了能量，堵塞了部分流道，导致流动不稳定，使得进口回流的流速场与压力场发生变化，产生压力脉动，进而产生噪声。同时旋涡还会引起空化，降低泵的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种降低进口回流的稳流离心叶轮，能够有效降低进口的回流情况，减小振动噪声，提高泵的稳定性、可靠性。

本实用新型包括进口通道、泵轴、导流金属环和叶轮本体；所述的叶轮本体包括叶轮后盖板、叶轮前盖板和叶片，叶片的数量多于三片；所述的叶片与叶轮后盖板和叶轮前盖板均固定；所述的叶轮前盖板开设有进口孔，叶轮后盖板开设有泵轴安装孔；所述的泵轴穿过叶轮前盖板的进口孔，并固定在叶轮后盖板的泵轴安装孔内；所述的进口通道套置在泵轴外，并固定在叶轮前盖板的进口孔内；所述的导流金属环整体呈圆台形，且开设有中心孔；所述中心孔的孔径等于圆台的上底面直径，在圆台侧面形成一个导流锥面；导流金属环的中心孔与泵轴固定，导流金属环的下底面与叶轮后盖板固定；且导流金属环的高度与叶片进口高度相等。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过在叶轮进口处增加一个圆台形的导流金属环，形成一个导流锥面，从而减小了叶轮的进口回流，使叶轮进口均匀来流，降低了振动的噪声，提高泵的稳定性和运行的高效区。并且避免了旋涡引起的能量损耗，以及空化，延长了泵的使用寿命。实现了可靠性强、性能高、运行稳定的离心泵，具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视图；

图2为图1中导流金属环结构的放大图；

图3为传统离心叶轮的计算机模拟运行流线图；

图4为本实用新型离心叶轮的计算机模拟运行流线图；

图中：1、泵轴，2、进口通道，3、叶轮前盖板，4、导流金属环，5、叶片，6、出口，7、叶轮后盖板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细的描述。

如图1和2所示，降低进口回流的稳流离心叶轮，包括进口通道2、泵轴1、导流金属环4和叶轮本体；叶轮本体包括叶轮后盖板7、叶轮前盖板3和叶片5，叶片的数量多于三片；叶片与叶轮后盖板7和叶轮前盖板3均固定连接；叶轮前盖板3开设有进口孔，叶轮后盖板7开设有泵轴安装孔，叶轮后盖板7和叶轮前盖板3的相对面之间外缘位置为叶轮本体的出口6；泵轴穿过叶轮前盖板3的进口孔，并固定在叶轮后盖板7的泵轴安装孔内；进口通道2套置在泵轴1外，并固定在叶轮前盖板3的进口孔内；导流金属环整体呈圆台形，且开设有中心孔；中心孔的孔径等于圆台的上底面直径，在圆台侧面形成一个导流锥面，导流锥面与泵轴柱面之间的曲面过渡对来流起到很好的导流作用，减小了叶轮本体的进口回流；导流金属环的中心孔与泵轴固定，导流金属环的下底面与叶轮后盖板固定；且导流金属环的高度与叶片进口高度相等；导流金属环的材料是耐腐蚀、磨蚀、抗汽蚀的钢。

如图3和4是通过计算机使用ANSYS软件对两种离心叶轮模型的内部流动情况进行模拟得到的流线图，两种离心叶轮模型除增加的导流金属环外其它结构完全一致，通过计算机计算时所设定值完全一样。图3为传统离心叶轮流线模拟图，在叶轮的进口处可以看到明显的回流现象，导致流场混乱，影响泵的稳定性。图4为本实用新型一种降低进口回流的稳流离心叶轮的流线模拟图，在叶轮进口处流线平滑，没有如图3一样的回流现象，提高了离心叶轮的稳定性。且传统离心叶轮与改进后的离心叶轮在最终模拟后得到的扬程相近。

以上所述仅为本实用新型的较优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。凡在本实用新型的精神范围和原则上，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范畴之内。

设计图

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