[发明专利]一种叶片极大扭曲的离心泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体机械设备，特指一种叶片极大扭曲的离心泵，主要应用于火电厂、化工厂、钢铁厂、造纸厂、水泥厂等大型燃煤企业。

背景技术

目前，国内离心泵行业大多采用带有平衡孔的叶轮(如图2)，这种结构形式的叶轮有两个缺点，一是平衡孔的回流会影响叶轮进口的液流流动状态导致振动以及噪声，二是回流产生的能量损失会影响到泵的水力性能，其平衡作用并不显著，另外，带有叶轮背叶片的离心泵叶轮会降低泵的效率，从而影响离心泵的输送性能。从水力设计角度出发，优化各设计参数的选取来达到离心泵水力性能的提高，是目前主流的设计方法之一，但是其设计过程较为繁琐，人工工作量较大且设计周期相对较长，也不能完全作为指导性的设计参考。

发明内容

为了解决现有离心泵水力性能改善方面存在的不足，本发明提供了一种叶片极大扭曲的离心泵，目的是为了解决现有技术中由于平衡孔的泄露造成的能量损失以及叶轮背叶片使离心泵的效率降低的问题。在叶片极大扭曲设计过程中引入了应用于二维图形应用程序的贝塞尔曲线，该数学曲线的每一个顶点都有两个控制点，用于控制在该顶点两侧的曲线的弧度，这样就能较好地控制叶片的扭曲程度，与传统方法相比，叶片极大扭曲法能够使叶片流线与输送介质的运动流线极其吻合，这样一方面减少了输送过程中产生的摩擦损失，另一方面提高了输送效果，在很大程度上改善了离心泵的水力性能。

本发明设计了一种叶片极大扭曲的离心泵，包括叶轮叶片1，后盖板2，叶轮背叶片3，平衡孔4，叶片后盖流线始端A，叶片前盖流线始端B，及叶片前盖流线末端C，其特征在于：叶轮叶片1采用贝塞尔(bezier)曲线控制呈现极大扭曲形状，叶片进口边曲线AB的扭曲曲率范围为90°～140°，叶片前盖流线BC的扭曲曲率为110°～150°，可以使离心泵的叶轮叶形流线更符合流场内流体流动规律，减少冲击震动噪声并减低能量损失，凸显离心泵的水力性能。

附图说明

图1为本发明的叶轮结构图。图1中：1.叶轮叶片，2.后盖板，A.叶片后盖流线始端，B叶片前盖流线始端，C.叶片前盖流线末端。

图2为现有技术的叶轮结构图。图2中：1.叶轮叶片，2.后盖板，3.叶轮背叶片，4.平衡孔。

具体实施方式

图1中包含叶轮叶片1，后盖板2，叶片后盖流线始端A，叶片前盖流线始端B，及叶片前盖流线末端C，其特征在于：叶轮叶片1利用贝塞尔(bezier)曲线控制呈现极大扭曲形状，贝塞尔曲线定义有四个点：起始点、锚点、以及两个相互分离的中间点，滑动两个中间点会引起贝塞尔曲线的形状发生变化，达到叶片角度允许的最大扭曲值。本发明设计了一种极大扭曲的叶轮叶片，叶片进口边曲线AB的扭曲曲率范围为90°～140°，叶片前盖流线BC的扭曲曲率为110°～150°，本发明利用对贝塞尔(bezier)曲线的控制实现叶片极大扭曲形状，使叶片流线达到符合流体运动规律的最佳值，这样不仅避免了平衡孔导致的回流损失和振动噪声问题，还能减少沿程阻力损失，提高离心泵的效率，凸显离心泵的水力性能。