[发明专利]一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵

说明书

本发明公开了一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵，包括吸水弯管、吸入直管、叶轮、导叶、喷嘴、导叶尾椎以及主轴，吸水弯管的出口连接吸入直管入口，吸入直管出口与叶轮入口连接，叶轮的出口依次连接导叶和喷嘴，导叶尾椎连接在导叶尾部，叶轮通过键固定在主轴上；叶轮叶片的叶轮叶片轮缘处的叶轮外壁上设有叶轮轮缘开孔。叶轮轮缘开孔为叶轮叶片轮缘处叶轮外壁面轮缘开孔，叶轮轮缘开孔的形状为轴面流道按转轴旋转扫掠而成的环状流道。本发明通过轮缘开孔将叶轮轮缘处的局部高压流体引导至叶轮叶片前缘靠轮缘处，使叶轮叶片进口区域压力增加，抑制空化产生，解决了高速高效喷水推进泵高抗汽蚀问题，同时该结构满足喷泵设计空间限制。

技术领域

本发明涉及喷水推进泵技术领域，具体地，涉及一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵，该喷水推进泵不仅可以满足高航速时效率高，同时能够满足抗汽蚀能力强、振动噪声小等特殊要求。

背景技术

随着船舶工业的不断发展，尤其是战争给军事领域技术带来的不断挑战，推进器技术成为决定海上战争的关键，隐身技术和精确制导技术要求推进器不仅具有高速度，而且要有低噪声。在军用领域的应用方面，喷水推进技术在高速攻击艇、高速车客渡船、海军高速运输舰、护卫舰、轻护卫舰、两栖装甲车辆和安静型核潜艇等领域都有所应用，并在某些方面具有特殊的优势。喷水推进泵利用推进泵喷出水流的反作用力推动船舶前进，与常规螺旋桨推进技术相比，喷水推进泵具有抗空化性能强、推进效率高、振动和噪声水平低、操纵性能好及变工况性能强等优点。喷水推进泵是喷水推进装置的核心部件，须根据船舶的类型、阻力大小、主机类型等来选择或设计。喷水推进泵要效率高、抗汽蚀性能好、流量系数和扬程系数大，要做到高速化大推力航行，但推进泵的结构尺寸又受安装空间限制，因此设计难度较大。高效、高抗汽蚀且具有强大做功能力的喷水推进泵的研发成为促进喷水推进技术发展的关键。目前，国内喷水推进泵技术普遍低于国外水平，又受制于国外技术的封锁，这不利于保持军事领域的竞争性。自主研发喷水推进泵，对加速国内喷水推进技术的发展和高性能船舶的开发都具有较大意义。

喷水推进泵的泵型主要是轴流泵和导叶式混流泵。通常喷水推进泵的设计主要通过对叶轮的设计来保证高航速时效率高，同时满足抗汽蚀能力强，振动噪声小等特殊要求。另一种方式是增加转速提高推进泵效率，但增加转速将导致叶轮内产生空化并伴有噪声和水力激振，严重影响推进泵安全稳定运行。

目前，高速、高效、高抗汽蚀性能的喷水推进泵的设计，受制于结构尺寸和水力部件叶片空化性能要求的双重制约，为保证喷水推进泵在高速低噪声下稳定运行，提出一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵设计是十分必要的。

发明内容

针对现有技术中存在的高速高效喷水推进泵高抗汽蚀问题，本发明的目的是提供一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵，该喷水推进泵是一种能够满足高航速时效率高，同时能够满足振动噪声小、水声信号低及抗汽蚀能力强等特殊要求的喷水推进泵。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种叶轮轮缘开孔的高抗汽蚀喷水推进泵，包括吸水弯管1、吸入直管2、叶轮3、导叶4、喷嘴5、导叶尾椎6以及主轴9，所述吸水弯管1的出口连接吸入直管2入口，吸入直管2出口与叶轮3入口连接，叶轮3的出口依次连接导叶4和喷嘴5，导叶尾椎6连接在导叶4尾部，所述叶轮3通过键固定在主轴9上；所述叶轮3的叶轮叶片800的叶轮叶片轮缘802处的叶轮外壁上设有叶轮轮缘开孔803；所述的叶轮3为半开式叶轮。

优选地，所述叶轮轮缘开孔803为半开式叶轮的叶轮叶片轮缘(802)处叶轮外壁面(808)轮缘开孔。

优选地，所述叶轮轮缘开孔803的形状为轴面流道按转轴旋转扫掠而成的环状流道。