本发明属流体机械领域，涉及一种叶轮机械的叶片，具体是一种叶轮机械脉瓣式叶片。
背景技术：
叶轮机械一般是指以连续旋转叶片为本体，使流体工质的能量通过叶轮转换为轴动力的动力机械，如燃气轮机、蒸汽轮机、风力机、水轮机等原动机，也可以是指将轴动力的能量通过叶轮传递给流体工质的动力机械，如鼓风机、水泵、离心式压气机等工作机。叶轮机械在国民经济尤其是整个重工业体系中占有十分重要的地位，已广泛应用于航空、电站、舰船以及冶金、勘探、化工、土木等领域。
由于流体工质在进入叶轮前、处于叶轮叶片间或在叶轮出口的扩压器中等阶段易形成非定常涡流、紊流，导致现有常规的叶轮机械的效率一般都低于90％，有些叶轮机械，比如离心式压气机，压缩效率甚至低于85％，致使能源转化、利用效率较低，一定程度上限制了其应用范围。针对能源利用效率较低的现状，有些叶轮机械在叶轮入口处增设导向叶片和/或在叶轮出口的扩压器中增设叶片，以改善流体工质的流动状况，提高效率，但总体效果仍不够理想。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种叶轮机械脉瓣式叶片，其叶片采用脉瓣式结构设计，使流体工质更加有序流动，有效地减轻和防止非定常涡流、紊流形成，而且相邻的脉瓣叶片与原有叶片构成的U型结构可对流体工质波动的能量进行收集、反射，实现再利用，从而减少流动损失，进而提高叶轮机械的能量转换效率。
本发明所采用的技术方案：
一种叶轮机械脉瓣式叶片，其特征是在叶轮机械主叶片上间隔设置数个脉瓣叶片，脉瓣叶片的长短和相互间距可根据需要进行设计，相邻叶片的间距通常较小。所述主叶片是指叶轮入口处的导向叶片、叶轮叶片或叶轮出口处的扩压器的叶片。所述脉瓣叶片设计为片状结构，其一端与主叶片的侧壁(压力面和/或吸力面)固连，相对另一端延伸到流体通道中，脉瓣叶片的走向与流道内流体的流动方向呈锐角(一般小于45度)。脉瓣叶片的作用原理和功能与人体动脉瓣、静脉瓣的作用类似，因此被称为脉瓣叶片，脉瓣叶片一方面可以防止和减轻流体在流道内回流，另一方面，可以减轻流道内非定常涡流、紊流的发生，减少流动损失，同时，相邻的脉瓣叶片和主叶片侧壁构成的U型结构可以对流道内复杂的波(比如激波)进行收集、反射，可实现波的能量重新利用，从而减少流动损失，U型结构的底部通常加工成光滑的半圆弧形，以提高对波的反射效率。
作为本发明的进一步改进，脉瓣叶片设计为弹性结构，可以采用弹簧钢、橡胶等弹性材料制作，使其可在一定范围内发生形变，从而使脉瓣叶片可根据工质流速、压力等参数的变化而在一定范围内变化，使得叶轮机械在更宽的范围内稳定工作。
作为本发明的进一步改进，脉瓣叶片可以根据实际需要设置在主叶片的一侧(通常是吸力面)或同时设置在主叶片的两侧(压力面和吸力面)。
作为本发明的进一步改进，所述脉瓣叶片延伸到流体通道中的一端设计为刀刃结构。
作为本发明的进一步改进，在叶轮叶片上设置脉瓣叶片，脉瓣叶片的一端与叶轮叶片固连，同时脉瓣叶片与叶轮轮盘贴近的一侧与轮盘固连成一体，既可以起到防止和减轻流体通过脉瓣叶片和轮盘之间的间隙回流以及出现非定常涡流、紊流，减少流动损失，又可以对原有的叶轮叶片起到支撑加固作用，从而提高叶轮叶片的整体强度。
作为本发明的进一步改进，由相邻的脉瓣叶片、主叶片侧壁构成的U型结构空间内部分填充弹性物质(即用弹性物质填充U型空间的一部分空间)，如橡胶、橡胶气泡等，使U型结构可对更宽频谱范围内的波进行反射，从而进一步减少损失、提高效率，这种改进主要适用于工质为液体工质的情况。
理论上，脉瓣叶片这种设计思想可以推广应用到叶轮机械流体通道的任何部位，应用到流道中流体工质速度、压力急剧变化，或者流体和机械构件可能产生分离的部位以及可能产生激波的部位，除了前述的应用到叶轮入口前的导轮、叶轮的叶片、叶轮出口的扩压器等部位，还可以用到弯度较大的流体管道等部位，这时候可以将脉瓣叶片设置在流体管道的管壁上，脉瓣叶片的走向与流体工质的流动方向呈锐角，这种设计也可以减少弯道部位的流动损失，提高效率。
本发明的有益效果主要体现在：
1、可实现更高的效率，在现有的叶轮机械上增加脉瓣叶片可有效减少流道内流体的流动损失，使整机效率得以提高。
2、在叶轮叶片上设置脉瓣叶片，脉瓣叶片贴近叶轮轮盘的一侧与叶轮轮盘固连，使得脉瓣叶片在主叶片侧面起支撑作用，由于设置了多个脉瓣叶片，使得叶片整体的横截面积大大增加，从而增加了叶片的整体强度，可延长叶轮叶片的使用寿命。
附图说明
图1是本发明在离心式压气机叶轮和扩压器的应用示意图。
图中：1、叶轮轮盘；2、扩压器；3、扩压器叶片；4、扩压器脉瓣叶片；5、叶轮脉瓣叶片；6、叶轮叶片。
具体实施方式
下面结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本发明采用脉瓣式结构设计，使流体工质更加有序流动，有效地减轻和防止非定常涡流、紊流形成，减少流动损失，进而提高叶轮机械的能量转换效率，以离心式压气机为例，如图1所示。本发明所述离心式压气机包括由叶轮轮盘1和叶轮叶片6构成的叶轮，在叶轮出口处设置扩压器2，在扩压器内设置扩压器叶片3。在叶轮叶片6的吸力面上设置数个间隔的叶轮脉瓣叶片5，叶轮脉瓣叶片5设计为片状结构，采用与叶轮叶片6相同的材料制作，其一端与叶轮叶片6的侧壁固连，贴近叶轮轮盘的一侧固连在叶轮轮盘1上，相对另一端设计为刀刃结构并延伸到叶轮叶片之间的流体流道中，其走向与流道内流体的流动方向呈锐角；在扩压器叶片3的两侧壁上分别间隔设置数个扩压器脉瓣叶片4，扩压器脉瓣叶片4设计为片状结构，采用弹簧钢材料制作，其一端与扩压器叶片3的侧壁固连，相对另一端设计为刀刃结构并延伸到扩压器叶片之间的流体流道中，其走向与流道内流体的流动方向呈锐角。在叶轮脉瓣叶片5、扩压器脉瓣叶片4的作用下，可大大改善叶轮和扩压器内气体流动，减少气体流动损失，提高压气机效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。