[发明专利]一种具有消涡减阻孔的导叶体

说明书

技术领域

本发明涉及的空间导叶是多级离心泵的关键水力部件之一，属于水力机械领域。

背景技术

空间导叶也称为导流壳，位于叶轮之后，和叶轮一起构成泵的过流部件。空间导叶在深井离心泵和导叶式混流泵中应用非常广泛。空间导叶的主要作用是将叶轮出口的液体收集起来，并输送到出口或下一级叶轮吸入口；降低液流速度，将速度能转换为压能；尽可能地消除液流的速度环量。因此，空间导叶是一个重要的速度能转换装置，其设计的好坏对泵性能有着重大影响，有资料表明导叶内的水力损失约占泵内水力损失的 40%～50%。

相关的研究表明，空间导叶内部流动非常复杂，存在着流动分离、二次流、旋涡等现象，产生较大的水力损失。这些流动现象在降低泵效率的同时，也会加剧流动诱发的泵体振动、噪声，并导致泵运行稳定性的降低。在空间导叶叶片的吸力面往往存在着低速区     ，甚至循环着滞留涡，并伴随着较大的水力损失。

对于如何改善这一区域的流场形态，消减旋涡发生的可能性并降低水力损失，一直是相关学者研究的热点。专利申请号CN201320001280.9《一种具有吸力面副叶片的空间导叶体》提出了一种在空间导叶的吸力面布置副叶片来控制空间导叶内部二次流的方法。这种布置在导叶叶片吸力面中部的副叶片能够起到阻断轴向旋涡，但是不能从根源上消除旋涡。

在旋转机械中，叶轮或导叶的叶片的压力面和吸力面存在着明显的压力差，如果在叶片上开槽或开孔，则会有一部分高速流体通过沟槽或孔洞，从压力面流至吸力面，从而改善吸力面附近的流场形态。目前在这种方法在旋转机械的叶轮上已有相关的应用，专利申请号CN200910052014.7《泵沟槽引流叶片》提出一种泵的沟槽引流叶片，通过在叶轮叶片上开槽来抽吸边界层中阻滞了的流体，进而改善叶轮内部流场。

发明内容

为了改善空间导叶吸力面附近的流场分布，减少出现流动分离、旋涡和二次流的可能性，并减少水力损失，提高空间导叶的过流效率，本发明提供了一种具有消涡减阻孔的空间导叶。

本发明的技术方案是：

一种具有消涡减阻孔的空间导叶，包括空间导叶下盖板和空间导叶叶片，其特征在于，所述空间导叶片的叶片根部布置至少一个消涡减阻孔。

上述方案中，所述导叶叶片的导叶包角小于九十度，所述消涡减阻孔的个数为一个。

上述方案中，所述消涡减阻孔位于空间导叶流道高度的中心位置。

上述方案中，所述导叶叶片的导叶包角大于90度，所述消涡减阻孔的个数为2-3个。

上述方案中，所述消涡减阻孔在空间导叶流道高度上均布。

上述方案中，所述消涡减阻孔的中心线与消涡减阻孔所处圆周的切角α为0°—30°。

上述方案中，所述消涡减阻孔的直径为2-5mm。

本发明的有益效果是：结构简单，便于加工，高速液流从压力面经孔流至吸力面，能够冲散在吸力面滞留的低速液体，能够有效地改善导叶吸力面贴近下盖板区域的流动形态，降低产生二次流和旋涡的可能性，减少液流损失，且消涡减阻孔的开口倾斜向上，顺应液流流动趋势，进一步减少液流损失，显著提高导叶的过流效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，

图1是本发明所述具有消涡减阻孔的空间导叶在深井离心泵单级泵段上应用的简图；

图2是本发明所述具有消涡减阻孔的空间导叶的俯视图；

图3是本发明所述具有消涡减阻孔的空间导叶的三维实体模型；

图4是有无消涡减阻孔的泵单级扬程对比曲线图；

图5是有无消涡减阻孔的泵效率对比曲线图。

 

图中：1.叶轮  2.空间导叶下盖板  3. 消涡减阻孔  4.空间导叶叶片  5.空间导叶上盖板  6.空间导叶外壳  7.空间导叶叶片压力面  8.空间导叶叶片吸力面。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1所示是本发明具有消涡减阻孔的空间导叶在深井离心泵单级泵段中的应用，消涡减阻孔3呈半圆形，位于空间导叶叶片4的根部，消涡减阻孔3的数量为1~3，具体数量根据空间导叶叶片4的包角确定，当导叶叶片的导叶包角小于90度时，消涡减阻孔3的个数为一个，当导叶叶片的导叶包角大于90度时，消涡减阻孔3的个数为2-3个；消涡减阻孔3的直径为2~5mm。