一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵的制作方法

本发明属于流体机械技术领域，尤其是涉及一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵，可用于提高混流泵叶轮内部流动的稳定性。

背景技术：

混流泵是一种性能和结构介于离心泵和轴流泵之间水力机械，具有大流量、高效率、结构简单、使用方便和抗汽蚀性能强等优点，在农业排灌、城市供排水、大型水利工程和核电站的循环水系统等领域发挥着重要作用。为了保证混流泵的安全运行，在设计混流泵叶轮时，混流泵叶轮的叶片轮缘和转轮室内壁面之间就不可避免的存在一定的间隙。虽然叶片轮缘和转轮室壁面之间间隙的高度和整个叶片的高度相比所占比例很小，但该处却容易产生轮缘泄漏流，泄漏流与吸力面主流混掺形成轮缘泄漏涡。研究发现，泄漏流干扰主流运动，对流道近20％的区域产生影响，造成了很大的能量损失，降低了整个混流泵装置的扬程和效率。因此，减少或防止混流泵的轮缘泄漏流可以改善叶轮内的流场结构，降低叶轮流道内流体流动的能量损失，使得整个混流泵的扬程和效率有很大的提高。

经检索，已公开的专利CN201310412030.9通过将叶片轮缘加工成迷宫式的结构来减弱轴流泵的轮缘泄漏流和泄漏涡。然而，该方法需要在较薄的叶片上加工出一定数量的锯齿形迷宫结构，加工难度较大，而且流体经过迷宫结构的时间很短，动能的消耗也较少，对减弱轮缘泄漏流和泄漏涡的作用有限。专利201410385906.X通过将圆筒套在轴流泵叶轮上来确保叶轮轮缘和圆筒内壁面之间没有间隙存在，从根本上避免了轮缘泄漏流和泄漏涡。但是，该方法只针对于轴向入流和出流的轴流式水力机械，而对于轴向入流和斜向出流的混流泵难以适用。因此，有必要设计一种能够降低混流泵轮缘间隙泄漏流和泄漏涡发生的结构和方法。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种改善轮缘泄漏流的混流泵，减弱混流泵叶片轮缘泄漏流的产生，进而提高了混流泵的扬程和效率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵，其特征在于，包括叶片、叶轮轮毂、转轮室壳体、导叶、导叶轮毂、导叶室壳体、泵轴、轴承，所述叶片安装在叶轮轮毂上；叶轮轮毂通过平键固定在泵轴上；所述叶片、叶轮轮毂位于转轮室壳体构成的转轮室内，所述叶片轮缘加工有“齿状”方形凸起，所述转轮室内壁加工有“齿状”方形凹槽，所述“齿状”方形凸起伸入所述“齿状”方形凹槽内，所述叶片的轮缘和转轮室壳体的内壁之间具有间隙；所述导叶安装在导叶轮毂上，导叶轮毂通过轴承安装在泵轴上，所述导叶、导叶轮毂位于导叶室壳体构成的导叶室内，所述导叶的轮缘和导叶室壳体的内壁紧密接触；所述转轮室壳体和导叶室壳体相连接的一端均设有法兰盘、并通过所述法兰盘及第一螺栓连接。

进一步的，所述“齿状”方形突起和所述“齿状”方形凹槽之间的间隙c₁为0.2mm～1mm。

进一步的，所述叶片轮缘的“齿状”方形凸起之间的距离l₁为5mm～10mm；所述转轮室内壁的“齿状”方形凹槽之间的距离l₂为(l₁+2*c₁)mm；所述转轮室内壁相邻的“齿状”方形凹槽之间的距离l₃为3mm～10mm。

进一步的，所述叶片轮缘的“齿状”方形凸起的高度h₁和所述转轮室内壁的“齿状”方形凹槽的深度h₂均为0.5mm～2mm，并且h₁＝h₂。

进一步的，所述导叶室壳体的法兰盘的端面上加工有环形密封凹槽，所述环形密封凹槽内设置有O形密封圈。

进一步的，所述转轮室壳体的法兰盘端面上靠近转轮室的部分具有环形凸起。

进一步的，所述转轮室壳体包括上转轮室壳体和下转轮室壳体，所述上转轮室壳体和所述下转轮室壳体的两侧均设有供螺栓连接的筋板，所述筋板上开设有螺栓孔，所述筋板通过第二螺栓连接。

进一步的，所述筋板上还设有供定位用的销孔，所述上转轮室壳体和所述下转轮室壳体通过定位销定位。

进一步的，所述上转轮室壳体和所述下转轮室壳体连接的端面沿着内端壁型线均开设有密封凹槽；所述密封凹槽内设置有橡胶密封材料。

本发明的有益效果：

本发明所述的一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵，通过在叶片轮缘处加工出的“齿状”方形凸起和在转轮室内壁加工出的“齿状”方形凹槽相互配合，使得流体经过混流泵轮缘间隙时能够有较大的阻力，增加了轮缘区域流体的动能损失，从而减弱了轮缘泄漏流和泄漏涡的产生，提高了混流泵的水力性能。

附图说明

图1为本发明所述的一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵的结构示意图。

图2为所述的叶片轮缘区和转轮室内壁面放大图。

图3为所述的转轮室壳体示意图。

图4为所述的下转轮室壳体三维结构示意图。

图中：

1-叶片，2-叶轮轮毂，3-泵轴，4-轴承，5-平键，6-法兰盘，7-导叶，8-导叶轮毂，9-第一螺栓，10-导叶室壳体，11-O形密封圈，12-“齿状”方形凸起，13-“齿状”方形凹槽，14-转轮室壳体，14a-上转轮室壳体，14b-下转轮室壳体，15-第二螺栓，16-定位销，17-筋板，18-密封凹槽，19-销孔。

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。

如图1所示，本发明所述的一种改善叶片轮缘泄漏流的混流泵，包括叶轮部件、转轮室壳体14、导叶部件、导叶室壳体10、泵轴3、轴承4，所述叶轮部件包括叶片1和叶轮轮毂2，所述叶片1安装在叶轮轮毂2上，所述导叶部件包括导叶7和导叶轮毂8，所述导叶7安装在导叶轮毂8上；导叶轮毂8通过轴承4安装在泵轴3上，叶轮轮毂2通过平键固定在泵轴3上，叶轮部件通过平键5固定在泵轴3上并随泵轴3一起旋转。所述导叶7、导叶轮毂8位于导叶室壳体10构成的导叶室内，所述导叶7的轮缘和导叶室壳体10的内壁紧密接触；所述叶片1、叶轮轮毂2位于转轮室壳体14构成的转轮室内，所述叶片1轮缘加工有“齿状”方形凸起12，所述转轮室内壁加工有“齿状”方形凹槽13，如图2所示，所述叶片1轮缘的“齿状”方形凸起12之间的距离l₁为5mm～10mm；所述转轮室内壁的“齿状”方形凹槽13之间的距离l₂为(l₁+2*c₁)mm；所述转轮室内壁相邻的“齿状”方形凹槽之间的距离l₃为3mm～10mm。所述“齿状”方形凸起12伸入所述“齿状”方形凹槽13内，所述叶片1的轮缘和转轮室壳体14的内壁之间具有间隙；所述“齿状”方形突起和所述“齿状”方形凹槽13之间的间隙c₁为0.2mm～1mm。所述叶片轮缘的“齿状”方形凸起的高度h₁和所述转轮室内壁的“齿状”方形凹槽的深度h₂均为0.5mm～2mm，并且h₁＝h₂。所述导叶室壳体10和转轮室壳体14相连接的一端均设有法兰盘6、并通过所述法兰盘6及第一螺栓9连接。所述导叶室壳体10的法兰盘6的端面上加工有环形密封凹槽，所述环形密封凹槽内设置有O形密封圈11。所述转轮室壳体14的法兰盘6端面上靠近转轮室的部分具有环形凸起。

如图3所示，所述转轮室壳体14包括上转轮室壳体14a和下转轮室壳体14b，所述上转轮室壳体14a和所述下转轮室壳体14b的两侧均设有供螺栓连接的筋板17，所述筋板17上开设有螺栓孔，所述筋板17通过第二螺栓15连接。所述筋板17上还设有供定位用的销孔20，所述上转轮室8a和所述下转轮室8b通过定位销16定位。

如图4所示，所述上转轮室8a和所述下转轮室8b连接的端面沿着内端壁型线均开设有密封凹槽18；所述密封凹槽18内设置有橡胶密封材料。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。