本发明专利技术涉及航天领域内的一种复合叶轮及其具有前置稳流器的复合叶轮离心泵，包括后盖板、轮毂、长叶片以及短叶片；轮毂连接于后盖板上形成凸字形结构体，长叶片包括径向段和轴向段，自径向段至轴向段平滑过渡，径向段为弧形片，径向段连接于后盖板上，轴向段连接于轮毂上呈螺旋分布，长叶片为多片，多片长叶片沿圆周方向均布，短叶片为弧形片，短叶片连接于叶轮后盖板上，短叶片位于径向段之间，短叶片的弯曲方向与径向段一致；后盖板、轮毂、长叶片以及短叶片一体成型。本发明专利技术提供的复合叶轮，不仅具有与诱导轮相同的抗汽蚀性能，减小了重量以及轴向尺寸，同时泵的做功零件数量由常规两件减少为一件，提高精度的同时，便于结构设计和装配。和装配。和装配。
【技术实现步骤摘要】
复合叶轮及其具有前置稳流器的复合叶轮离心泵
[0001]本专利技术涉及航天领域，具体地，涉及复合叶轮及其具有前置稳流器的复合叶轮离心泵，特别是一种高抗汽蚀性能、高效率、小流量时稳定性的叶片泵，适用于小流量、高扬程和高转速的航天推进用增压泵。
技术介绍
[0002]航天领域用的小流量、高扬程泵具有体积小、重量轻、泵入口对应的贮箱压力低的特点，常规的小流量、高扬程泵的比转速低，泵效率偏低，需要消耗更多的能量。为降低能源消耗，减轻贮箱及系统重量，常通过提高泵的转速来增大比转速，采用高速泵一方面能够提高泵的效率、降低功耗，另一方面能够减小泵的尺寸和重量，但高速泵叶轮入口容易出现汽蚀，通常采用诱导轮提高泵的抗汽蚀能力，诱导轮也可降低贮箱内流体的压力来达到降低贮箱重量。常规诱导轮在偏离设计工况时，其抗汽蚀性能下降，严重时影响泵的稳定工作。此外，常规诱导轮和叶轮之间存在无叶片的过渡区域，过渡区内诱导轮尾迹损耗、壁面摩擦损耗和二次流损耗会降低整个泵的效率，诱导轮和离心轮分体式也会增加泵的轴向长度、给高速泵的转子动力学设计带来了一定的困难，由于同时涉及到叶轮、诱导轮多个零件的装测，对生产和工艺也提出了更高的要求。
[0003]此外，在小流量下工况下、诱导轮入口容易出现回流，造成诱导轮入口堵塞，引起诱导轮来流条件恶化，容易引起整个泵运行的不稳定。
[0004]经现有技术检索，公开号为CN113027775A，公开了一种带诱导轮的高效小流量闭式微型低温离心泵，一种带诱导轮的高效小流量闭式微型低温离心泵，为可拆卸的磁力驱动泵，包括前泵壳、诱导轮、叶轮、电机组件及隔离套；前泵壳为不锈钢材质的直角型离心泵泵壳，内部含有蜗壳结构，包括含VCR接头的进液口和排液口以及连接法兰；电机组件，包括电机前盖、电机定子、电机外壳、内磁转子、轴承部件、温度传感器和换热铜管。该技术方案即存在上述相应的技术问题
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种复合叶轮及其具有前置稳流器的复合叶轮离心泵。
[0006]根据本专利技术提供的一种复合叶轮，包括后盖板、轮毂、长叶片以及短叶片；
[0007]所述轮毂连接于所述后盖板上形成凸字形结构体，所述长叶片包括径向段和轴向段，自所述径向段至所述轴向段平滑过渡，所述径向段为弧形片，所述径向段连接于所述后盖板上，所述轴向段连接于所述轮毂上呈螺旋分布，所述长叶片为多片，多片所述长叶片沿圆周方向均布，所述短叶片为弧形片，所述短叶片连接于所述叶轮后盖板上，所述短叶片位于所述径向段之间，所述短叶片的弯曲方向与所述径向段一致；
[0008]所述后盖板、所述轮毂、所述长叶片以及所述短叶片一体成型。
[0009]一些实施方式中，所述轴向段为三维叶片，所述轴向段的螺距为等螺距设计或变
螺距设计。
[0010]一些实施方式中，所述轴向段的叶片前缘向后掠，所述轴向段的叶片前缘几何角度沿半径方向非均匀设置，所述轴向段的叶片前缘几何角度的范围为4
°
～20
°
。
[0011]一些实施方式中，所述长叶片的数量为2
‑
4片，位于相邻所述径向段之间的所述短叶片的数量为1
‑
3片。
[0012]一些实施方式中，所述轮毂位于所述轴向段的部分的型面为圆柱面、圆锥面或平滑过渡样条曲线形成的旋转面。
[0013]一些实施方式中，还包括前盖板，所述前盖板为喇叭状，所述前盖板的一端与于所述后盖板连接，所述径向段和所述短叶片位于所述前盖板内。
[0014]本申请还提供一种具有前置稳流器的复合叶轮离心泵，采用所述的复合叶轮，还包括泵壳、端盖、泵轴以及轴头螺母；
[0015]所述复合叶轮套接于所述泵轴上并通过所述轴头螺母锁紧固定，所述轴头螺母位于所述轮毂背离所述后盖板的一端，所述复合叶轮安装于所述泵壳内，所述泵壳的一端与所述端盖密封连接，所述泵壳的另一端与外部管路连接，与外部管路连接的所述泵壳的端口记为进口端，所述轴头螺母靠近所述进口端，所述泵壳设有排液管，流体介质自所述进口端以水平状态进入，通过所述复合叶轮增压后自所述排液管以垂直向上的方式排出；
[0016]所述泵壳中设有稳流器，所述稳流器包括入口导流环槽、导流结构以及出口导流环槽，所述入口导流环槽位于所述轴向段的入口处，所述出口导流环槽靠近所述进口端，当处于小流量工况时，所述轴向段的上游存在回流，回流的流体介质经所述入口导流环槽进入所述导流结构，并通过所述导流结构流至所述出口导流环槽，进而经所述出口导流环槽回流至所述进口端处。
[0017]一些实施方式中，所述入口导流环槽与所述出口导流环槽均为于所述泵壳的内周面上形成的截面为L状的环槽结构，所述回流结构包括环板和流线型支撑体，所述环板的外周面通过多个间隔设置的所述流线型支撑体连接于所述泵壳的内周面上，所述流线型支撑体之间为流体介质的流通通道。
[0018]一些实施方式中，所述环板的型面为圆柱面、圆锥面或者平滑过渡样条曲线形成的旋转面。
[0019]一些实施方式中，所述流线型支撑体为锥形体，所述流线型支撑体的两端头为椭圆形，所述流线型支撑体靠近所述入口导流环槽一侧的椭圆端头的长径和靠近所述出口导流环槽一侧的椭圆端头的长径比为1～3。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0021]1、本实施例提供的复合叶轮，将诱导轮和离心叶轮一体成型为复合叶轮，不仅具有与诱导轮相同的抗汽蚀性能，在偏工况下可有效防止汽蚀，且将轴向诱导轮和离心叶轮复合为一个零件，省却了诱导轮和离心叶轮之间的过渡区空间，减小了重量以及轴向尺寸，同时泵的做功零件数量由常规两件减少为一件，提高精度的同时，便于结构设计和装配。
[0022]2、本实施例提供的复合叶轮，通过于长叶片的径向段和短叶片部位设置前盖板，形成闭式结构的复合叶轮，扩展复合叶轮的适用场景。
[0023]3、本实施例提供的具有前置稳流器的复合叶轮离心泵，不仅通过利用复合叶轮而有效减小了泵的整体结构尺寸和重量，提高抗汽蚀性能，且通过于泵壳内设置稳流器，能够
有效改善小流量工况下的流量
‑
扬程特性曲线，提高离心泵的稳定性，降低相当于诱导轮的轴向段的尾迹损失和轴向段与径向段之间过渡区的损失，改善一体化叶轮径流区短叶片区域流动，提高泵效率。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1为本专利技术带有前盖板的复合叶片结构示意图；
[0026]图2为本专利技术无前盖板的复合叶片结构示意图；
[0027]图3为本专利技术具有前置稳流器的复合叶轮离心泵结构示意图；
[0028]图4为本专利技术具有前置稳流器的复合叶轮离心泵的部分剖视结构示意图；
[0029]图5为图4的轴向截面示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合叶轮，其特征在于，包括后盖板(11)、轮毂(12)、长叶片(13)以及短叶片(14)；所述轮毂(12)连接于所述后盖板(11)上形成凸字形结构体，所述长叶片(13)包括径向段(131)和轴向段(132)，自所述径向段(131)至所述轴向段(132)平滑过渡，所述径向段(131)为弧形片，所述径向段(131)连接于所述后盖板(11)上，所述轴向段(132)连接于所述轮毂(12)上呈螺旋分布，所述长叶片(13)为多片，多片所述长叶片(13)沿圆周方向均布，所述短叶片(14)为弧形片，所述短叶片(14)连接于所述叶轮后盖板(11)上，所述短叶片(14)位于所述径向段(131)之间，所述短叶片(14)的弯曲方向与所述径向段(131)一致；所述后盖板(11)、所述轮毂(12)、所述长叶片(13)以及所述短叶片(14)一体成型。2.根据权利要求1所述的复合叶轮，其特征在于，所述轴向段(132)为三维叶片，所述轴向段(132)的螺距为等螺距设计或变螺距设计。3.根据权利要求2所述的复合叶轮，其特征在于，所述轴向段(132)的叶片前缘向后掠，所述轴向段(132)的叶片前缘几何角度沿半径方向非均匀设置，所述轴向段(132)的叶片前缘几何角度的范围为4
°
～20
°
。4.根据权利要求1所述的复合叶轮，其特征在于，所述长叶片(13)的数量为2
‑
4片，位于相邻所述径向段(131)之间的所述短叶片(14)的数量为1
‑
3片。5.根据权利要求1所述的复合叶轮，其特征在于，所述轮毂(12)位于所述轴向段(132)的部分的型面为圆柱面、圆锥面或平滑过渡样条曲线形成的旋转面。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的复合叶轮，其特征在于，还包括前盖板(15)，所述前盖板(15)为喇叭状，所述前盖板(15)的一端与于所述后盖板(11)连接，所述径向段(131)和所述短叶片(14)位于所述前盖板(15)内。7.一种具有前置稳流器的复合叶轮离心泵，其特征在于，采用如权利要求1
‑
6任一所述的复合叶轮(1)，还包括泵壳(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：周治华，王园丁，田桂，游良平，郭曼丽，刘新宇，李小芳，
申请(专利权)人：上海空间推进研究所，
类型：发明
国别省市：
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