一种轴流泵叶轮及其轴流泵的制作方法

本发明属于流体输送泵设计制造技术领域，特别涉及一种轴流泵叶轮的设计制造技术。

背景技术：

轴流泵主要适用于低扬程、大流量的场合，如船舶的喷水推进、船坞排水、运河船闸的水位调节等，还常常用作电厂大型循环水泵。由于轴流泵的叶片通常悬臂式结构，在重载负荷及周期性不稳定运行时，可能会出现疲劳失效等强度问题。另一方面随着社会的发展需求，对轴流泵的可靠性、稳定性提出了更高的要求，需要满足高转速和高负荷运行场合下的稳定使用，如喷水推进用泵的应用等。因此目前亟需一种可靠性强、稳定性高同时适用于高转速和高负荷运行场合的轴流泵。

技术实现要素：

本发明根据现有技术的不足公开了一种轴流泵叶轮结构及其构成的轴流泵。本发明要解决的问题是提供一种更稳定、可靠性更高，进一步提高叶轮结构强度的轴流泵叶轮。

本发明通过以下技术方案实现：

轴流泵叶轮，叶轮由叶轮轮毂及其周向对称布置的叶轮叶片构成，其特征在于：所述叶轮轴向、相邻叶片之间设置有分流栅，各分流栅联接相邻叶片在叶轮轴向构成圆环。

所述分流栅构成的圆环半径是0.5～0.6叶轮叶片的外径。进一步分流栅构成的圆环半径是0.6叶轮叶片的外径。

所述分流栅在叶轮轴向的长度与叶轮叶片轴向长度相同。

所述分流栅沿叶轮的进口的方向至出口厚度呈线性增加，总厚度不超过叶轮叶片厚度。

本发明还公开了一种轴流泵，包括构成轴流泵的泵壳和泵轴，在泵壳内转动并位于泵轴前端的叶轮和叶轮后端的固定导叶，所述叶轮采用上述带分流栅的叶轮。

本发明有益性，本发明叶轮设计结构在叶轮周向设置分流栅，分流栅的存在能改善轴流泵运行时叶轮出口和导叶壳入口的压力和速度分布均匀性，能有效地提高叶轮出口压力，使得导叶出口速度分布更趋均匀，防止噪音和喘振，提高运行的可靠性和稳定性，增强叶轮的结构强度，在高转速、高负荷运行场合节能效果显著。本发明叶轮能够有明显增加轴流泵运行时的可靠性和稳定性，提高叶轮的结构强度，改善轴流泵内的流场分布，该带分流栅叶轮的轴流泵特别适合于高转速和高负荷运行场合。

附图说明

图1为本发明叶轮结构示意图；

图2为本发明轴流泵结构示意图，箭头方向为水流方向；

图3为常规叶轮结构示意图；

图4为轴流泵导流体示意图。

图中，1-导流锥，2-叶轮轮毂，3-叶轮叶片，4-分流栅，5-叶轮键槽，6-泵壳，7-导叶轮毂，8-导叶叶片，9-泵轴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

如图所示，图1为本发明叶轮结构示意图；图2为本发明轴流泵结构示意图。轴流泵叶轮叶片3固定在叶轮轮毂2上，叶轮轮毂2通过键及轴端螺母与泵轴9固定，键约束旋转运动，轴端螺母约束轴向运动，叶轮与旋转轴的相对位置不发生变化。当流体经过叶轮时，高速旋转的轴流泵叶轮叶片3对流体做功，增加流体的动能和压能。导叶轮毂7和泵轴9通过轴承连接，导叶的外部设有相匹配的泵壳6，泵壳6的入口接进水段，周向螺旋360度后接出水段。分流栅4安装在叶轮轮毂2与泵壳6的之间，分流栅4构成的圆环在本例位置为0.6倍叶轮叶片3的外径，每个分流栅4形状呈流线型与叶轮轮毂2平行，分流栅4沿叶轮的进口的方向至出口厚度呈线性增加，但总厚度不超过叶轮叶片3的厚度。如图1、图2所示，叶轮按照逆时针方向旋转，使液体依次通过叶轮叶片3、分流栅4和导叶叶片8组成的过流流道，实现流体介质的输送。

分流栅4的存在能改善轴流泵运行时叶轮出口和导叶壳入口的压力、速度分布均匀性，能有效地提高叶轮出口压力，使得导叶出口速度分布更趋均匀，防止噪音和振动，提高运行的可靠性和稳定性，增强叶轮的结构强度，在高转速、高负荷运行场合节能效果显著。采用分流栅4后，还可以改善流道中的二次流结构，使叶轮的出口压力较没有分流栅的压力提高1％～3％，同时叶轮的结构强度增加10％。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种轴流泵叶轮结构及其构成的轴流泵。叶轮由叶轮轮毂及其周向对称布置的叶轮叶片构成，叶轮轴向、相邻叶片之间设置有分流栅，各分流栅联接相邻叶片在叶轮轴向构成圆环。本发明叶轮设计结构在叶轮周向设置分流栅，分流栅的存在能改善轴流泵运行时叶轮出口和导叶壳入口的压力和速度分布均匀性，能有效地提高叶轮出口压力，使得导叶出口速度分布更趋均匀，防止噪音和喘振，提高运行的可靠性和稳定性，增强叶轮的结构强度，在高转速、高负荷运行场合节能效果显著。本发明叶轮能够有明显增加轴流泵运行时的可靠性和稳定性，提高叶轮的结构强度，改善轴流泵内的流场分布，该带分流栅叶轮的轴流泵特别适合于高转速和高负荷运行场合。

技术研发人员：文海罡;刘清友;叶道星;张葛祥;杨强;王宇
受保护的技术使用者：西华大学;成都理工大学
技术研发日：2019.05.13
技术公布日：2019.08.09