[实用新型]一种基于减阻降噪的混流泵仿生蜗壳

说明书

本实用新型提供一种基于减阻降噪的混流泵仿生蜗壳，所述仿生蜗壳具有隔舌和蜗壳螺旋段，所述蜗壳螺旋段靠近所述隔舌一端的内表面设有披针形轮廓结构；所述披针形轮廓结构自所述隔舌的部位起，沿所述蜗壳螺旋段的内表面分为轮廓前段组和轮廓交错段组；所述轮廓前段组和所述轮廓交错段组间隔设置，所述轮廓前段组和所述轮廓交错段组分别包括多个平行排布的披针形凹陷，至少部分所述披针形凹陷上设有减阻微结构。本实用新型能够有效地利用披针形轮廓结构结合减阻微结构，以及叶轮与蜗壳隔舌的匹配方式来实现减阻降噪的作用，最大幅度地降低隔舌及隔舌附近的流动阻力和流体噪声。

技术领域

本实用新型属于水泵技术领域，特别指涉及一种基于减阻降噪的混流泵仿生蜗壳。

背景技术

混流泵广泛应用于国民经济的各个部门，主要用于农业灌溉水、市政给排水、电厂循环供水、区域性调水等，另外，在核电、舰船喷水推进方面也得到应用。由于泵内部流动结构复杂，其运行过程中常伴有摩擦损失和强烈的噪声。

混流泵泵内部过流部件复杂，液体冲击隔舌部位会造成严重的摩擦损失，且叶轮与隔舌之间的动静干涉作用以及叶轮出口的不均匀流动引起远场流动噪声，并使得其内部为三维非稳态湍流。为了降低隔舌处的摩擦阻力，以及减小隔舌对离心泵脉动特性的影响，基于仿生学原理，提取生物原型形态特征，建立仿生降噪的结构模型，并对隔舌与叶轮的匹配方式进行改进。

目前仿生在风机蜗壳结构设计方面的应用多是如中国专利文献CN107676304A记载的一种基于具有仿生非对称倾斜蜗舌结构的风机蜗壳；专利文献CN106855062A记载一种基于变深度降噪蜗舌及多翼离心风机；专利文献CN104929953A公开了具有仿生结构的蜗舌及使用该蜗舌的蜗壳，上述设计均为对风机蜗舌造型进行设计，适用于气体输送。

在水泵技术领域，仿生在结构设计方面的应用如中国专利文献CN204126964U记载的一种基于大型蜗壳泵内衬仿生结构，主要目的是采用不锈钢泵壳内衬提高耐磨、耐腐蚀性能；CN109026726A公开了一种基于具有仿生非光滑表面的离心式泥泵,泵体与泥沙接触的表面形成仿生非光滑表面，减小摩擦损失、提高耐磨性；CN108213534A公开了一种基于水泵锥形进水管内壁仿生沟槽加工装置及加工方法，介绍了一种基于针对锥形进水管内壁仿生沟槽加工而设计的一种基于装置和方法；CN102042264A公开了具有仿生结构的减振降噪离心泵，在隔舌处运用仿生结构对泵进行减振降噪优化，并没有考虑其对泵整体水力性能的影响；以及现有的集中在蜗壳仿生方面的论文有：《混流泵仿生蜗壳离心泵内部非定常流动特性分析》和《混流泵仿生蜗壳结构对离心泵隔舌区域脉动特性的影响》，对蜗壳靠近隔舌段进行结构仿生，利用羽翼外轮廓的弹性区域来改善压力脉动，但破坏了水力性能，螺旋段流场较混乱，损失较大。

综上所述，目前针对离心泵蜗壳结构的仿生设计较少，且大多仿生结构适用于风机和离心泵，对于混流泵的仿生结构很少，本实用新型考虑混流泵叶片倾斜出口的形式，设计一种基于减阻降噪的混流泵仿生蜗壳，以实现减阻降噪的目的。

实用新型内容

为解决上述至少一个技术问题，本实用新型公开了一种基于减阻降噪的混流泵仿生蜗壳，所述仿生蜗壳具有隔舌和蜗壳螺旋段，所述蜗壳螺旋段靠近所述隔舌一端的内表面设有披针形轮廓结构；

所述披针形轮廓结构自所述隔舌的部位起，沿所述蜗壳螺旋段的内表面分为轮廓前段组和轮廓交错段组；所述轮廓前段组和所述轮廓交错段组间隔设置，所述轮廓前段组和所述轮廓交错段组分别包括多个平行排布的披针形凹陷，至少部分所述披针形凹陷上设有减阻微结构。

可选地，隔舌安放角

隔舌头部倒圆半径r＝(0.005～0.021)D₂

其中，n为额定转速，Q为泵设计流量，H为泵扬程，D₂为叶轮出口直径。