一种半开式叶轮离心泵的抗汽蚀结构及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于离心栗技术领域，尤其是涉及一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构及方法。
【背景技术】
[0002]汽蚀现象已经严重制约了发动机冷却水栗的发展。发动机冷却水栗作为发动机水冷系统的重要部件，其结构尺寸受到空间的限制，并在高温、变转速、大流量工况下工作，极易发生汽蚀破坏。同时，发动机冷却水栗通常配备半开式叶轮，半开式叶轮在吸入口一侧无盖板，叶片边缘回流较大，这加剧了汽蚀发生的可能性。由于发动机冷却水栗结构复杂、体积小，栗体大多铸造而成，使得蜗壳前栗壁和流道内的汽蚀破坏一直未得到很好地解决，除了通过常规的优化水力设计提高抗汽蚀性能外，亟待寻找一种新的技术和方法来预防汽蚀破坏。申请号为201410394785.5的发明专利公开了一种抗汽蚀水栗叶轮，在叶片、轮毂座和固定轴孔表面设抗汽蚀锌镍层，并通过涂层下的感应层监控抗汽蚀锌镍层的脱落来提高半开式叶轮的抗汽蚀性能，但其存在以下缺点:由于半开式叶轮是旋转部件，抗汽蚀涂层易脱落，监控装置的稳定性也受到巨大考验。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中半开式叶轮离心栗的蜗壳前栗壁存在抗汽蚀破坏能力不足的缺陷，本发明提供了一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构及方法，目的在于显著改善蜗壳前栗壁的抗汽蚀性能，从而提高离心栗的效率和使用寿命。
[0004]本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]—种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，包括半开式叶轮、蜗壳和蜗壳前栗壁，还包括一金属嵌件，所述金属嵌件包括一体化光滑连接的外圆环和内圆环；所述外圆环为水平环；所述内圆环为倾斜环；所述金属嵌件固定于蜗壳前栗壁上，且与半开式叶轮同轴；所述内圆环的宽度大于等于半开式叶轮的叶片前流线的长度。
[0006]优选的，所述内圆环与叶片前流线平行。
[0007]优选的，所述内圆环与叶片前流线的间距不大于1mm。
[0008]优选的，所述金属嵌件的厚度为l_3mm。
[0009]优选的，所述金属嵌件的材料为不锈钢、合金钢、铸猛、青铜或高镍合金。
[0010]优选的，所述外圆环上设有多个孔，所述外圆环与蜗壳前栗壁为螺纹连接。
[0011]—种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀方法，包括如下步骤:
[0012]S1:在蜗壳前栗壁加工出环形台阶，所述台阶的高度大于等于外圆环的厚度；
[0013]S2:将外圆环上加工出多个孔，随后加工出一体化光滑连接的外圆环与内圆环构成金属嵌件；
[0014]S3:将步骤S2中所述金属嵌件的外圆环螺纹连接蜗壳前栗壁的台阶；
[0015]S4:在金属嵌件的后端同轴安装半开式叶轮，使内圆环与叶片前流线平行，且间距不大于Imm0
[0016]优选的，步骤SI中所述台阶的高度比外圆环的厚度多l_2mm。
[0017]当半开式叶轮离心栗发生汽蚀时，气泡沿着半开式叶轮叶片的出口方向移动，当气泡移动到蜗壳前栗壁附近的高压区时将会产生收缩和溃灭，溃灭产生的瞬间冲击力作用在蜗壳前栗壁固定的金属嵌件上，防止了蜗壳前栗壁遭受汽蚀破坏。
[0018]本发明的有益效果:
[0019]本发明所述的半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构及方法，通过在原有蜗壳前栗壁外部安装与半开式叶轮同轴的金属嵌件，不仅减小了水力损失、改善了半开式叶轮内部介质的流动状态，而且显著改善了半开式叶轮离心栗蜗壳前栗壁的抗汽蚀性能，提高了离心栗的工作效率和使用寿命；本发明所述抗汽蚀方法简单、实施方便，大大降低了离心栗的改造成本。
【附图说明】
[0020]图1为本发明所述半开式叶轮离心栗的抗汽蚀装置的结构图。
[0021]图2为本发明所述金属嵌件的俯视图。
[0022]附图标记说明如下:
[0023]1-金属嵌件，2-半开式叶轮，3-蜗壳前栗壁，4-蜗壳，5_外圆环，6_孔，7_内圆环。
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]如图1和图2所示，一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，包括半开式叶轮2、蜗壳4和蜗壳前栗壁3，还包括一金属嵌件1，所述金属嵌件I的材料为不锈钢、合金钢、铸锰、青铜或高镍合金，所述金属嵌件I的厚度为1_3_，这样既防止金属嵌件变形，又可降低成本。
[0026]所述金属嵌件I包括外圆环5和内圆环7 ;所述外圆环5为水平环，外圆环5上设有多个孔6，孔6内放置有螺栓螺母，所述外圆环5与蜗壳前栗壁3为螺纹连接，用于固定金属嵌件I。
[0027]所述内圆环7为倾斜环，即内圆环7的外边缘与内边缘不在同一水平面上，其侧视图为一斜线；所述外圆环5与内圆环7 —体化光滑连接构成金属嵌件I ;所述金属嵌件I固定于蜗壳前栗壁3上，且与半开式叶轮2同轴。所述内圆环7与叶片前流线平行，内圆环7的宽度大于等于半开式叶轮2的叶片前流线的长度，这样可以更大范围地保护蜗壳前栗壁3从进口到出口区域的汽蚀破坏；内圆环7与叶片前流线的间距不大于1mm。本发明不仅减小了水力损失、改善了半开式叶轮内部介质的流动状态，而且显著改善了半开式叶轮离心栗蜗壳前栗壁的抗汽蚀性能，提高了离心栗的工作效率和使用寿命；本发明所述抗汽蚀方法简单、实施方便，大大降低了离心栗的改造成本。
[0028]利用该抗汽蚀结构的抗汽蚀方法，包括如下步骤:
[0029]S1:在蜗壳前栗壁3加工出环形台阶，所述台阶的高度比外圆环5的厚度多出l_2mm ；
[0030]S2:将外圆环5上加工出多个孔6，随后加工出一体化光滑连接的外圆环5与内圆环7构成金属嵌件I ;
[0031]S3:将步骤S2中所述金属嵌件I的外圆环5螺纹连接蜗壳前栗壁3的台阶；
[0032]S4:在金属嵌件I的后端同轴安装半开式叶轮2，使内圆环7与叶片前流线平行，且间距不大于1_。
[0033]当半开式叶轮离心栗发生汽蚀时，气泡沿着半开式叶轮2叶片的出口方向移动，当气泡移动到蜗壳前栗壁3附近的高压区时将会产生收缩和溃灭，溃灭产生的瞬间冲击力作用在蜗壳前栗壁3固定的金属嵌件I上，防止了蜗壳前栗壁3遭受汽蚀破坏。
[0034]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。
【主权项】
1.一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，包括半开式叶轮(2)、蜗壳(4)和蜗壳前栗壁(3)，其特征在于，还包括一金属嵌件(I)，所述金属嵌件(I)包括一体化光滑连接的外圆环(5)和内圆环(7);所述外圆环(5)为水平环；所述内圆环(7)为倾斜环；所述金属嵌件(I)固定于蜗壳前栗壁(3)上，且与半开式叶轮(2)同轴；所述内圆环(7)的宽度大于等于半开式叶轮(2)的叶片前流线的长度。2.根据权利要求1所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，其特征在于，所述内圆环(7)与叶片前流线平行。3.根据权利要求2所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，其特征在于，所述内圆环(7)与叶片前流线的间距不大于1mm。4.根据权利要求1所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，其特征在于，所述金属嵌件(I)的厚度为l_3mm。5.根据权利要求1所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，其特征在于，所述金属嵌件(I)的材料为不锈钢、合金钢、铸猛、青铜或高镍合金。6.根据权利要求1所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀结构，其特征在于，所述外圆环(5)上设有多个孔(6)，所述外圆环(5)与蜗壳前栗壁(3)为螺纹连接。7.一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀方法，其特征在于，包括如下步骤: 51:在蜗壳前栗壁(3)加工出环形台阶，所述台阶的高度大于等于外圆环(5)的厚度； 52:将外圆环(5)上加工出多个孔(6)，随后加工出一体化光滑连接的外圆环(5)与内圆环(7)构成金属嵌件⑴； 53:将步骤S2中所述金属嵌件(I)的外圆环(5)螺纹连接蜗壳前栗壁(3)的台阶； S4:在金属嵌件(I)的后端同轴安装半开式叶轮(2)，使内圆环(7)与叶片前流线平行，且间距不大于Imm08.根据权利要求7所述的一种半开式叶轮离心栗的抗汽蚀方法，其特征在于，步骤SI中所述台阶的高度比外圆环(5)的厚度多l_2mm。
【专利摘要】本发明提供了一种半开式叶轮离心泵的抗汽蚀结构，包括半开式叶轮、蜗壳和蜗壳前泵壁，还包括一金属嵌件，所述金属嵌件包括一体化光滑连接的外圆环和内圆环；所述外圆环为水平环；所述内圆环为倾斜环；所述金属嵌件固定于蜗壳前泵壁上，且与半开式叶轮同轴；所述内圆环的宽度大于等于半开式叶轮的叶片前流线的长度。该抗汽蚀结构不仅减小了水力损失、改善了半开式叶轮内部介质的流动状态，而且显著改善了半开式叶轮离心泵蜗壳前泵壁的抗汽蚀性能，提高了离心泵的工作效率和使用寿命；本发明所述抗汽蚀方法简单、实施方便，大大降低了离心泵的改造成本。
【IPC分类】F04D29/42, F04D29/66
【公开号】CN105134667
【申请号】CN201510639094
【发明人】李伟, 李维强, 施卫东, 赵晓凡, 周岭, 蒋小平
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月30日