[发明专利]一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构

说明书

本发明公开了一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构，其包括离心叶轮，离心叶轮包括后盘、前盘、多个叶片，叶片包括长叶片(41)、短叶片(42)，长叶片、短叶片具有相同的外径，多个长叶片、多个短叶片沿周向交替间隔设置；其特征在于：至少51％的短叶片(42)的前缘内径/半径尺寸不等。本发明能够减少叶轮腔的压力脉动，降低泵入口不均匀液流对叶轮的冲击，使液流对叶轮的冲击趋于均匀，从而减少振动。

技术领域

本发明涉及火箭发动机的涡轮泵技术领域，具体涉及一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构。

背景技术

火箭发动机的涡轮泵主要由诱导轮、离心叶轮、机械密封、轴承、轴系支承系统和壳体等组成。但现有的涡轮泵的离心叶轮存在压力脉动较大、冲击振动较大的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构，通过短叶片的设计，使至少51％的短叶片的前缘内径/半径尺寸不等，优选地，各个短叶片的前缘内径/半径尺寸不等，能够减少叶轮腔的压力脉动，降低泵入口不均匀液流对叶轮的冲击，使液流对叶轮的冲击趋于均匀，从而减少振动。通过导流部的设计，导流部包括第一弧形部、第二弧形部，能够减少短叶片的入口处涡流，从而降低泵的压力脉动。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构，其包括第一壳体(1)、第二壳体(2)、第三壳体(3)、第一离心叶轮(4)、第一螺旋诱导轮(5)、公共轴(6)、第二离心叶轮(7)、第二螺旋诱导轮(8)、机械密封(9)、进口流道，第一壳体的一端通过连接件与第二壳体相连接，另一端通过连接件与第三壳体相连接，第一离心叶轮的上游端设置有第一螺旋诱导轮，第一螺旋诱导轮与进口流道相邻接，第二离心叶轮的上游端设置有第二螺旋诱导轮，第一离心叶轮、第一螺旋诱导轮、第二离心叶轮、第二螺旋诱导轮分别安装于公共轴上，第一壳体内且位于公共轴的外周安装有机械密封，第一离心叶轮与第二离心叶轮关于机械密封背靠背设置，具有第一离心叶轮(4)的第一泵用于泵送低温甲烷或低温液氧，具有第二离心叶轮(7)的第二泵用于泵送低温甲烷或低温液氧；第一离心叶轮和/或第二离心叶轮包括后盘、前盘、叶片，多个叶片沿周向分布于后盘与前盘之间，叶片包括长叶片(41)、短叶片(42)，长叶片、短叶片具有相同的外径，多个长叶片、多个短叶片沿周向交替间隔设置；其特征在于：至少51％的短叶片(42)的前缘内径/半径尺寸不等。

进一步地，各个短叶片(42)的前缘内径/半径尺寸不等。

进一步地，所述短叶片(42)的前缘内径尺寸为长叶片(41)的前缘内径尺寸的1.5-2.5倍。

进一步地，所述短叶片(42)具有相对设置的凹面、凸面，短叶片4的前缘部且在其凹面一侧设置有导流部(43)。

进一步地，所述导流部(43)包括第一弧形部(44)、第二弧形部(45)，第一弧形部与第二弧形部之间平滑过渡，第一弧形部与第二弧形部的凸起方向相反。

进一步地，所述导流部(43)的沿叶片长度方向的尺寸为短叶片(42)弦长的0.05-0.20倍。

进一步地，在轴向截面视图中，短叶片(42)的前缘部具有第三弧形部(46)，第三弧形部为圆的一部分。

本发明的一种火箭发动机涡轮泵的叶轮结构，通过短叶片的设计，使至少51％的短叶片的前缘内径/半径尺寸不等，优选地，各个短叶片的前缘内径/半径尺寸不等，能够减少叶轮腔的压力脉动，降低泵入口不均匀液流对叶轮的冲击，使液流对叶轮的冲击趋于均匀，从而减少振动。通过导流部的设计，导流部包括第一弧形部、第二弧形部，能够减少短叶片的入口处涡流，从而降低泵的压力脉动。

附图说明

图1为本发明火箭发动机涡轮泵结构示意图；

图2为本发明火箭发动机涡轮泵的叶轮结构结构示意图；