一种带分流叶片的透平专用叶轮制造技术

本实用新型专利技术公开一种带分流叶片的透平专用叶轮，包括主体，主体安装在离心泵的主轴上，主体内固接有若干轴向等间距分布的主叶片，主叶片连通主体的进口与出口，相邻的主叶片之间设置有分流叶片；主叶片为前弯型设计，分流叶片的型线与主叶片对应设置；分流叶片的进口与主叶片的进口平齐，并与主体的外边缘对应设置，分流叶片的长度小于主叶片的长度。本实用新型专利技术在不增加叶片进口阻塞的情况下，增加了有效叶片数，使流体沿叶轮流道流动更加均匀，减小了叶轮流道内部因高速旋转导致的流动分离和二次流，改善叶轮内部流场分布，减小叶轮内部漩涡的区域和强度，提高液力透平能量回收的效率和运行稳定性，提高了透平的水力效率，并拓宽了高效区范围。拓宽了高效区范围。拓宽了高效区范围。

【技术实现步骤摘要】
一种带分流叶片的透平专用叶轮


[0001]本技术属于离心泵
，尤其涉及一种带分流叶片的透平专用叶轮。

技术介绍

[0002]在石油化工行业、海水淡化、城市供水管网等工业流程中存在大量的余压能，这些余压能通常是通过孔板或减压阀直接减压，能量被白白浪费掉了，用能量回收装置代替减压装置可避免余压能的浪费。离心泵作透平(简称泵作透平)是一种技术和经济上有效的能量回收方式，与传统的水轮机相比，泵作透平具有结构简单，造价便宜、运行维护方便、经济性高等优点。在偏远农村地区使用泵作透平技术发电不仅经济上可行，而且可以有效改善当地人民的生活品质。由于原型离心泵直接反转作透平后性能不能准确预知，并且泵作透平的效率普遍不高于泵工况的效率，此外，在实际运行中泵作透平常存在噪声和振动的问题，影响机组的安全稳定运行，基于系统高可靠性的要求，企业通常不愿在工业流程中加装能量回收装置。上述因素都客观上限制了液力透平节能技术在工业余压能回收的推广应用。针对上述问题，申请者开发了专门适用于泵反转运行的一种透平专用叶轮，透平专用叶轮不仅显著提升了液力透平的运行效率，并且解决了透平运行高效点预测不准的问题。但因为水流在圆周方向是非对称的流入叶轮，导致即使是在设计工况，叶轮内部仍然会出现轴向漩涡、二次流等非理想流动，在叶轮流道中形成不同形式的漩涡运动，造成流体的不稳定流动进而增加了流体的能量损失，因此要想进一步提高液力透平的效率和运行稳定性，必须对透平专用叶轮内部不稳定流动进行改善。
[0003]因此，亟需设计一种带分流叶片的透平专用叶轮来解决上述的问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本技术提出了一种带分流叶片的透平专用叶轮。
[0005]为实现上述目的，本技术提供了一种带分流叶片的透平专用叶轮，包括主体，所述主体安装在离心泵的主轴上，所述主体内固接有若干轴向等间距分布的主叶片，所述主叶片连通所述主体的进口与出口，相邻的所述主叶片之间设置有分流叶片；
[0006]所述主叶片为前弯型设计，所述分流叶片的型线与所述主叶片对应设置；
[0007]所述分流叶片的进口与所述主叶片的进口平齐，并与所述主体的外边缘对应设置，所述分流叶片的长度小于所述主叶片的长度。
[0008]优选的，所述分流叶片的进口厚度大于出口的厚度，所述分流叶片型线为光滑平缓过渡结构。
[0009]优选的，所述分流叶片的长度为所述主叶片长度的0.5
‑
0.8倍。
[0010]优选的，相邻的所述主叶片之间设置有流道，所述流道的进口宽度大于所述流道的出口宽度，且所述流道为弧形设置；所述分流叶片位于所述流道进口位置且沿所述流道分布。
[0011]优选的，所述主体包括平行设置的前盖板和后盖板，所述主叶片和所述分流叶片
均固接在所述前盖板和所述后盖板之间；所述流道的进口与所述前盖板和所述后盖板的外边缘对应设置。
[0012]优选的，所述前盖板上固接有流体出口，所述流体出口与所述流道的出口连通。
[0013]优选的，所述后盖板远离所述前盖板的一端固接有轮毂，所述轮毂用于连接离心泵的主轴；所述轮毂中心开设有键槽；所述后盖板上贯穿开设有平衡孔。
[0014]优选的，相邻的所述主叶片的进口之间的夹角为θ，所述分流叶片的偏置角为0.4θ
‑
0.6θ。
[0015]与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果：本技术的叶轮主要用于透平专用的离心泵上，流体从主体的外侧流入，经过主叶片和分流叶片的导流后由主体的出口流出，在此过程中流体的压力变化带动主体旋转，进而带动离心泵的主轴旋转，实现将流体的高压能转化为机械能或电能；本技术在不增加叶片进口阻塞的情况下，增加了有效叶片数，使流体沿叶轮流道流动更加均匀，减小了叶轮流道内部因高速旋转导致的流动分离和二次流，改善叶轮内部流场分布，减小叶轮内部漩涡的区域和强度，提高液力透平能量回收的效率和运行稳定性，提高了透平的水力效率，并拓宽了高效区范围。
附图说明
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0017]图1为本技术带分流叶片的透平专用叶轮顶端结构示意图；
[0018]图2为本技术带分流叶片的透平专用叶轮俯视结构示意图；
[0019]图3为本技术带分流叶片的透平专用叶轮底端结构示意图；
[0020]图4为本技术分流叶片分布示意图；
[0021]图5为本技术与现有叶轮的内部流场对比图；
[0022]图6为本技术与常规叶轮的两透平运行外特性曲线图；
[0023]图中：1、主体；2、主叶片；3、分流叶片；4、流道；5、前盖板；6、后盖板；7、流体出口；8、轮毂；9、键槽；10、平衡孔。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0025]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0026]参照图1
‑
6所示，本实施例提供一种带分流叶片的透平专用叶轮，包括主体1，主体1安装在离心泵的主轴上，主体1内固接有若干轴向等间距分布的主叶片2，主叶片2连通主体1的进口与出口相邻的主叶片2之间设置有分流叶片3；
[0027]主叶片2为前弯型设计，分流叶片3的型线与主叶片2对应设置；前弯型叶片是指叶片从进口到出口的弯曲方向与叶轮的旋转方向一致，与常规的离心泵叶轮叶片有显著的区
别，这是为了满足水流从蜗壳流出后无撞击的进入叶轮，并且根据水流在叶轮中能量损失小，计算出叶片出口安放角，且按一定规律生成型线。
[0028]分流叶片3的进口与主叶片2的进口平齐，并与主体1的外边缘对应设置，分流叶片3的长度小于主叶片2的长度。
[0029]本技术的叶轮主要用于透平专用的离心泵上，流体从主体1的外侧流入，经过主叶片2和分流叶片3的导流后由主体1的出口流出，在此过程中流体的压力变化带动主体1旋转，进而带动离心泵的主轴旋转，实现将流体的高压能转化为机械能或电能；本技术在不增加叶片进口阻塞的情况下，增加了有效叶片数，使流体沿叶轮流道4流动更加均匀，减小了叶轮流道4内部因高速旋转导致的流动分离和二次流，改善叶轮内部流场分布，减小叶轮内部漩涡的区域和强度，提高液力透平能量回收的效率和运行稳定性，提高了透平的水力效率，并拓宽了高效区范围。
[0030]主叶片2前弯设置使其具有与叶轮旋转方向相同的弯曲度，叶片弯曲方向与水流运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带分流叶片的透平专用叶轮，其特征在于：包括主体(1)，所述主体(1)安装在离心泵的主轴上，所述主体(1)内固接有若干轴向等间距分布的主叶片(2)，所述主叶片(2)连通所述主体(1)的进口与出口，相邻的所述主叶片(2)之间设置有分流叶片(3)；所述主叶片(2)为前弯型设计，所述分流叶片(3)的型线与所述主叶片(2)对应设置；所述分流叶片(3)的进口与所述主叶片(2)的进口平齐，并与所述主体(1)的外边缘对应设置，所述分流叶片(3)的长度小于所述主叶片(2)的长度。2.根据权利要求1所述的带分流叶片的透平专用叶轮，其特征在于：所述分流叶片(3)的进口厚度大于出口的厚度，所述分流叶片(3)型线为光滑平缓过渡结构。3.根据权利要求1所述的带分流叶片的透平专用叶轮，其特征在于：所述分流叶片(3)的长度为所述主叶片(2)长度的0.5
‑
0.8倍。4.根据权利要求1所述的带分流叶片的透平专用叶轮，其特征在于：相邻的所述主叶片(2)之间设置有流道(4)，所述流道(4)的进口宽度大于所述流道(4)的出口宽度，且所述流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桃，余河，魏启能，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：新型
国别省市：