一种基于仿生学的轴流泵叶片制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种基于仿生学的轴流泵叶片，其安装在轴流泵轮毂上，下方与导流帽相连接，包括了叶顶、叶根、叶根轴、叶身。其中，所述叶身为整个轴流泵叶片的工作部位，其横截面设有凹凸前缘突出、表面仿生耦合的结构；所述叶身上设置有自轮毅向叶尖一侧凸出的凹凸前缘突出结构，叶身表面为仿生耦合功能表面；所述仿生耦合功能表面为非光滑结构，所述非光滑结构为沟槽状；所述的沟槽状横截面为三角形。本发明专利技术能有效地对流控制体介质流动，延长轴流泵叶轮使用寿命，这对轴流泵的稳定运行及减少能耗有着重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生学的轴流泵叶片
本专利技术涉及一种轴流泵叶片，特别涉及一种基于仿生学的轴流泵叶片。
技术介绍
目前，轴流泵具有流量大、扬程低的特点，在农业排灌、石油化工、动力工业、建筑、城市给排水、核电、火力发电、冶金采矿和船舶工业等方面有着较为广泛的作用，但同时也存在着巨大的能源损耗等问题，因此对探究轴流泵的降低能耗措施有着重要的意义。经过观察发现，驼背鲸的鲸鳍前缘突出，这特殊的鱼鳍结构，能减少水的阻力，使得驼背鲸有着良好的水下机动性能。同时，也发现海豚沟槽式表皮能够对不均等的压力起缓冲作用,能够将湍流变成层流,从而减少水的摩擦阻力。根据这两点，可以从仿生学的角度出发，将仿生学运用到轴流泵叶轮零件的设计中，从而提高轴流泵的效率，降低能源损耗。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术涉及一种轴流泵叶片，其基于仿生学的原理，选取海洋生物驼背鲸的鲸鳍前缘突出结构，并与海豚沟槽式表皮结构相结合，将其运用到轴流泵的叶片的设计中来，从而提供一种基于仿生学的轴流泵叶片。实现上述目的所采用的技术方案是：本专利技术的目的在于提供一种仿驼背鲸鳍的轴流泵叶片，其安装在轴流泵轮毂上，下方与导流帽相连接，包括了叶顶、叶根、叶根轴和叶身。所述叶根是安装在轴流泵轮毂上的叶片底端部位，其内部设有叶根轴；所述叶根轴固定及支撑叶片，叶根轴的一端焊接在叶根上，另一端通过卡环与轴流泵轮毂连接；所述叶身为整个轴流泵叶片的工作部位，所述叶身上进水边一侧设置有凹凸前缘突出结构，叶身表面为仿生耦合功能表面，表面设有沟槽；叶身表面依次涂覆有高分子树脂材料涂层和环氧树脂材料涂层。进一步的，所述凹凸前缘突出结构(5)的突出部分变化分布规律如下：中部突出，逐步向两侧递减。进一步的，所述叶身表面为仿生耦合功能表面，叶身表面的仿生耦合功能表面的沟槽横截面为梯形，沟槽结构参数如下：L＝1.5～4.5mm，D＝2.5L，H＝0.85L，d＝0.5D，S＝2.5H～5H；式中，L为沟槽间距，mm；D为梯形沟槽长底边长度，mm；d为梯形沟槽短底边长度，mm；H为梯形沟槽高度，mm；S为叶片厚度，mm。进一步的，所述的仿生耦合功能表面的沟槽交错布置在叶片背面及工作面。进一步的，所述高分子树脂材料涂层，是通过浸沾的方法敷于叶片表面及沟槽。进一步的，所述环氧树脂材料涂层的涂覆方法为：叶片表面在进行高分子树脂材料填涂后，需要经去离子水清洗，置于干燥箱中干燥后，采用环氧树脂材料进行二次面调整填涂，在45～55℃温度下固化145min～150min后，同时在固化过程完成滚压，完成滚压后放置在室温条件下直至完全固化，以保证叶片表面的光滑度和塑性。本专利技术有益效果为：当轴流泵在运行时，流体介质流经仿生叶片前缘后，能降低流速，降低脉动振幅，对流体起到收拢的作用，减少流体阻力，对流体介质流动有着有效的控制，延长轴流泵叶轮使用寿命，这对轴流泵的稳定运行及减少能耗有着重要意义。附图说明图1是本专利技术一个实施例的轴流泵叶轮结构图；图2是同一实施例的叶片主示意图；图3是同一实施例的叶片剖面示意图；图中：1.轮毂，2.叶片，3.导流帽，4.叶顶，5.凹凸前缘突出结构，6.仿生耦合功能表面，7.叶根，8.叶身，9.叶根轴，10.高分子树脂材料涂层，11.环氧树脂材料涂层。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图通过特定的实施例进一步清楚、完整地说明本专利技术的实施方式。显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。本实施例基于仿生学的原理，选取海洋生物驼背鲸的鲸鳍前缘突出结构，并与海豚沟槽式表皮结构相结合，将其运用到轴流泵的叶片的设计中来，从而提供一种基于仿生学的轴流泵叶片。如图1、2所示，本专利技术所提供得一种仿驼背鲸鳍的轴流泵叶片，叶片2安装在轴流泵轮毂1上，下方与导流帽3相连接，包括了叶顶4、叶根7、叶身8、叶根轴9。其中，所述叶根7是安装在轴流泵轮毂1上的叶片2底端部位，其内部设有叶根轴9；所述叶根轴9主要起固定及支撑叶片2的作用，叶根轴9的一端焊接在叶根7上，另一端通过卡环与轴流泵轮毂1连接；所述叶身8为整个轴流泵叶片的工作部位，所述叶身上进水边一侧设置有凹凸前缘突出结构5，叶身表面为仿生耦合功能表面6，表面设有沟槽；叶身表面依次设有高分子树脂材料涂层10和环氧树脂材料涂层11。如图2所示，所述叶身8上设置有凹凸前缘突出结构5，其突出部分变化分布规律如下：中部较两侧突出，并逐步向两侧递减。如图3所示，所述叶身8表面的仿生耦合功能表面6的的沟槽横截面为梯形，沟槽结构参数如下：L＝1.5～4.5mm，D＝2.5L，H＝0.85L，d＝0.5D，S＝2.5H～5H；式中，L为沟槽间距，mm；D为梯形沟槽长底边长度，mm；d为梯形沟槽短底边长度，mm；H为梯形沟槽高度，mm；S为叶片厚度，mm。所述的仿生耦合功能表面6采用微细电火花加工、金刚石切削或飞秒激光加工技术完成；所述的仿生耦合功能表面6的沟槽交错布置在叶片背面及工作面；采用用浸沾的方法，将高分子树脂材料涂层10敷于已加工的叶片表面及沟槽；所述环氧树脂材料涂层的涂覆方法为：所述仿生耦合功能表面6在进行高分子树脂材料涂层10填涂后，需要经去离子水清洗,置于干燥箱中干燥后，采用环氧树脂材料涂层11进行二次面调整填涂，在45～55℃温度下固化145min～150min后，在固化过程中需要迅速完成滚压，完成滚压后放置在室温条件下直至完全固化，以保证叶片表面的塑性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仿生学的轴流泵叶片，安装在轴流泵轮毂上，下方与导流帽相连接，其特征在于：包括叶顶、叶根、叶根轴和叶身，所述叶根是安装在轴流泵轮毂上的叶片底端部位，其内部设有叶根轴；所述叶根轴固定及支撑叶片，叶根轴的一端焊接在叶根上，另一端通过卡环与轴流泵轮毂连接；所述叶身为整个轴流泵叶片的工作部位，所述叶身上进水边一侧设置有凹凸前缘突出结构，叶身表面为仿生耦合功能表面，表面设有沟槽；叶身表面依次涂覆有高分子树脂材料涂层和环氧树脂材料涂层。

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生学的轴流泵叶片，安装在轴流泵轮毂上，下方与导流帽相连接，其特征在于：包括叶顶、叶根、叶根轴和叶身，所述叶根是安装在轴流泵轮毂上的叶片底端部位，其内部设有叶根轴；所述叶根轴固定及支撑叶片，叶根轴的一端焊接在叶根上，另一端通过卡环与轴流泵轮毂连接；所述叶身为整个轴流泵叶片的工作部位，所述叶身上进水边一侧设置有凹凸前缘突出结构，叶身表面为仿生耦合功能表面，表面设有沟槽；叶身表面依次涂覆有高分子树脂材料涂层和环氧树脂材料涂层。2.根据权利要求1所述的一种基于仿生学的轴流泵叶片，其特征在于：所述凹凸前缘突出结构的突出部分变化分布规律如下：中部突出，逐步向两侧递减。3.根据权利要求1所述的一种基于仿生学的轴流泵叶片，其特征在于：叶身表面的仿生耦合功能表面的沟槽横截面为梯形，沟槽结构参数如下：L＝1.5～4.5mm，D＝2.5L，H＝0.85L，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣生，陈一鸣，王秀礼，安策，陈靖，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32