[发明专利]一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶及具有其的泵

说明书

本发明公开了一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶及具有其的泵，其中，叶顶包括：叶片，叶片的厚度沿叶弦方向等尺度增大近叶片顶部区域，形成T型叶顶，以减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流。采用T型叶顶是抑制泵间隙泄漏涡，提高泵水力效率和运行稳定性的有效途径。T型叶顶抑制叶片压力侧的流动分离，抑制流体从叶片压力侧进入叶顶间隙，从而减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流；延伸间隙的周向流道长度，从而减弱叶顶间隙内的压力梯度和泄漏涡对间隙泄漏流的卷吸作用，从而抑制叶顶间隙内压力脉动和叶轮流道内泄漏涡，提高泵的运行效率和稳定性，并且T型叶顶结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的泵。

技术领域

本发明涉及泵技术领域，特别涉及一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶及具有其的泵。

背景技术

相关技术，泵是一种将机械能传送给流体使流体能量增加，以用于输送流体或使流体增压的通用机械。叶顶间隙是指叶片顶部与泵壳体之间存在的间隙，在泵中的叶轮中不可避免。在叶片压力侧和吸力侧的压差作用下，叶顶间隙诱发的泄漏涡与叶轮流道内主流发生相互干扰和掺混，进而导致叶轮流道内和叶顶间隙内复杂的旋涡运动。叶顶间隙诱发的间隙流动和泄漏涡对主流的强烈干扰作用，导致叶轮内部流态的恶化和叶片做功能力的下降，从而造成泵能量损失的增大和水力效率的降低。叶顶间隙诱发的泄漏涡造成叶轮内尤其是叶顶间隙区流体压力和速度急剧变化，进而导致剧烈的压力脉动，对泵的运行稳定性产生重要影响。

叶轮内叶顶间隙产生的泄漏涡对于泵的能量损失，运行效率和稳定性有重大影响，但对其控制的研究尚不多见。

发明内容

本发明旨在解决抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的问题。

为此，本发明的一个目的在于提出一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶，该叶顶可以有效提高泵的运行效率和稳定性，并且T型叶顶结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的泵。

本发明的另一个目的在于提出一种具有T型叶顶的泵。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶，沿叶弦方向等尺度增大近叶片顶部区域的叶片厚度，形成T型叶顶，以减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流。

根据本发明实施例的泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶，采用T型叶顶是抑制泵间隙泄漏涡，提高泵水力效率和运行稳定性的有效途径，T型叶顶抑制叶片压力侧的流动分离，抑制流体从叶片压力侧进入叶顶间隙，从而减少叶片压力侧到叶片吸力侧的间隙泄漏流；延伸间隙的周向流道长度，从而减弱叶顶间隙内的压力梯度和泄漏涡对间隙泄漏流的卷吸作用，从而抑制叶顶间隙内压力脉动和叶轮流道内泄漏涡，提高泵的运行效率和稳定性，并且T型叶顶结构简单，易于加工制造，适用于任何类型的泵。

另外，根据本发明上述实施例的抑制泵内叶顶间隙泄漏涡的T型叶顶还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述叶片的厚度为：以原始叶片高度H₁和叶顶间隙尺寸τ为参考值，从起始位置进行叶片加厚，所述起始位置的叶片高度H_T0＝H₁-h_max，所述起始位置的叶片厚度δ_T0取值为等叶高处的原始叶片厚度δ₀；以叶顶间隙尺寸τ为参考，在叶片顶部的叶片高度H_T1＝H₁处叶片加厚至最大厚度；所述T型叶顶的起始位置至所述叶片顶部，叶片厚度δ_T与对应叶片高度H_T服从抛物线分布规律。

进一步地，在本发明的一个实施例中，h_max的取值范围为1.0τ-5.0τ，且叶片最大厚度δ_T1取值范围为0.5τ-2.0τ。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述抛物线分布规律为：