一种旋涡泵叶轮的制作方法

本实用新型涉及泵技术领域，具体来讲涉及一种旋涡泵叶轮，属于流体机械领域。

背景技术：

旋涡泵是一种低比转速叶片泵，因其扬程高、流量小、成本低、结构简单紧凑、易于加工、具有自吸功能和气液混输功能等优点，广泛应用于化工、消防、居民生活用水、仪器仪表、液压传动、航空航天和医疗器械等行业。

旋涡泵主要由泵壳和叶轮组成。叶轮外缘部分呈辐射状均匀排列多个径向叶片，叶片数目多达几十片。旋涡泵通过叶轮内的和流道内的动量交换来对流体增压加速，即每次的回流运动都会造成回流与流道压力流发生撞击，在流动区域内产生大量的纵向旋涡和径向旋涡。叶片两侧较大的压差导致叶顶间隙中发生潜流，产生容积损失，而且潜流还会与纵向、径向旋涡相互掺混，导致叶顶处更为复杂的二次流动。这种特定结构带来的回流、二次流等现象，不仅会大大降低叶轮的效率，而且容易发生汽蚀，给泵的运行带来不可忽视的损失。因此，旋涡泵的效率很低，通常只有20％-40％。

技术实现要素：

为了克服已有旋涡泵的叶顶间隙泄漏损失较大、叶轮抗汽蚀性能较低的不足，本实用新型提供了一种旋涡泵叶轮，改善旋涡泵叶顶处流动结构，提高叶轮抗汽蚀性能，降低叶顶间隙泄漏损失，使其更具有产业上的利用价值。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种旋涡泵叶轮，所述的叶轮包括叶片，每个叶片的叶顶处均进行修型处理，所述的叶片整体呈近似镰刀型，其外周轮廓由直叶片工作面、直叶片背面、修型工作面叶顶和修型背面叶顶围成，所述的修型工作面叶顶和修型背面叶顶为曲面，所述的修型工作面叶顶的下端与直叶片工作面的上端光顺相接，所述修型背面叶顶的下端与直叶片背面的上端光顺相接，修型工作面叶顶的上端与修型背面叶顶的上端相接。

进一步，所述叶轮还包括前导流板，所述前导流板外缘边位于叶片中部位置。

再进一步，所述的修型工作面叶顶和修型背面叶顶的交接边位于直叶片厚度的两倍宽位置。

更进一步，所述修型工作面叶顶的曲率γ1比所述修型背面叶顶的曲率γ2大。

优选的，所述修型工作面叶顶的曲率γ1和所述修型背面叶顶的曲率γ2满足以下公式：γ1＝K1γ2，其中K1为比例系数，取值为1.35-1.75，γ1和γ2的单位是mm^-1。

所述修型工作面叶顶的曲率γ1和所述修型背面叶顶的曲率γ2沿着叶片进口到出口的方向呈现线性增长，叶片进口处叶顶的曲率为出口处的1.2-1.3倍。

所述前导流板的外缘边距轮毂中心线为d1，旋涡泵叶轮外缘边距轮毂中心线为d2，且满足以下公式：d2＝K2d1，其中K2为比例系数，取值为1.15-1.25，d1和d2的单位是mm^-1。

所述的修型工作面与修型背面的连接处进行倒圆角处理。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：本实用新型的旋涡泵叶轮叶片，对叶顶处进行修边处理后，可以有效减弱旋涡泵叶轮射流尾迹区域，抑制吸力面的脱流，降低间隙涡的强度，弱化射流尾迹相互掺混和跨叶片流动等复杂的流动状态；并且叶片叶顶修型处理对流体形成了导流作用，增大了有效流道体积，使得流体流动更加均匀、更加稳定，减少熵增，增加叶轮的效力，提高旋涡泵效率，避免了能量的浪费。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述旋涡泵叶轮结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述旋涡泵叶轮正视图；

图3为本实用新型实施例所述旋涡泵叶轮剖面图；

图4为本实用新型实施例所述旋涡泵叶轮叶片剖面图。

其中：1、叶轮；2、前导流板；3、叶片；31、直叶片工作面；32、直叶片背面；33、修型工作面叶顶；34、修型背面叶顶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图4，一种旋涡泵叶轮，所述的叶轮包括叶片3，每个叶片的叶顶处均进行修型处理，所述的叶片整体呈近似镰刀型，其外周轮廓由直叶片工作面31、直叶片背面32、修型工作面叶顶33和修型背面叶顶34围成，所述的修型工作面叶顶33和修型背面叶顶34为曲面，所述的修型工作面叶顶33的下端与直叶片工作面31的上端光顺相接，所述修型背面叶顶34的下端与直叶片背面32的上端光顺相接，修型工作面叶顶33的上端与修型背面叶顶34的上端相接。

进一步，所述叶轮还包括前导流板2，所述前导流板2外缘边位于叶片中部位置。

再进一步，所述的修型工作面叶顶33和修型背面叶顶34的交接边位于直叶片厚度的两倍宽位置。

更进一步，所述修型工作面叶顶33的曲率γ1比所述修型背面叶顶34的曲率γ2大。

优选的，所述修型工作面叶顶33的曲率γ1和所述修型背面叶顶34的曲率γ2满足以下公式：γ1＝K1γ2，其中K1为比例系数，取值为1.35-1.75，γ1和γ2的单位是mm^-1。

所述修型工作面叶顶33的曲率γ1和所述修型背面叶顶34的曲率γ2沿着叶片进口到出口的方向呈现线性增长，叶片进口处叶顶的曲率为出口处的1.2-1.3倍。

所述前导流板2的外缘边距轮毂中心线为d1，旋涡泵叶轮外缘边距轮毂中心线为d2，且满足以下公式：d2＝K2d1，其中K2为比例系数，取值为1.15-1.25，d1和d2的单位是mm^-1。

所述的修型工作面与修型背面的连接处进行倒圆角处理。

本实施例的旋涡泵叶轮叶片1，闭式叶轮直叶片叶顶处进行修型处理，所述的叶轮1包括几十个叶片3。

由以上所有公式中确定的各项参数γ1、γ2、d1、d2、K1、K2均经过优化设置，其保证了修型叶片能更有效的增大流道体积，抑制间隙泄漏涡，提高流体流动稳定性和效率。

本实用新型的旋涡泵叶轮叶片修型，可以有效地模糊旋涡泵叶轮1射流尾迹区域，抑制吸力面的脱流，降低间隙涡的形成，弱化射流尾迹相互掺混和跨叶片流动等复杂的流动状态；并且叶片叶顶修型处理对流体形成了导流作用，很大程度上降低了泵的运行噪声；增大了有效流道体积，使得流体流动更加均匀、更加稳定，减少熵增，增加叶轮1的效力，提高旋涡泵效率，避免了能量的浪费。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为实用新型的优选实例而已，并不用于限制实用新型，尽管参照前述实例对实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在实用新型的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在实用新型的保护范围之内。