[发明专利]一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮

说明书

本发明涉及一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮，属于流体机械领域。该双层错列式叶轮适用于低振动噪声离心泵叶轮设计，通过隔板将叶轮分层错列，且将叶轮出口流道分割，使前、后叶轮出流无法混合，扫略隔舌时产生相位差，降低叶轮‑隔舌动静干涉引发的压力脉动，从而降低动静干涉引起的振动噪声能量，达到低噪声设计的目的。

技术领域

本发明涉及一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮，属于流体机械领域。

背景技术

离心泵被广泛应用于化工、机械、交通等行业，而随着工业的发展，对离心泵振动噪声的要求越来越高。要实现离心泵低振动噪声的目标，必须深入分析离心泵振动噪声的产生机理，以便在设计离心泵过程中可以有效地采取相关措施进行控制。离心泵产生振动噪声的主要原因有机械、结构以及水利方面的原因。而对于机械和结构方面的原因，在设计阶段以及生产装配过程中可以避免或者减少。对于水力原因，主要是流体在流道中的不稳定流动、流体流动过程中产生的汽蚀以及压力脉动等造成水力振动，因此在当前的水泵研发中，水力方面的原因是离心泵振动的主要原因，压力脉动则是水力方面引起水泵振动的主要原因之一，而引起水泵压力脉动的主要原因是叶轮和蜗壳之间的动静干涉。

目前，何希杰通过改变叶轮和蜗舌之间的间隙，监测离心泵内部压力脉动的变化，得到了叶轮与蜗壳之间的间隙与离心泵压力脉动变化的规律，并且得到了离心泵隔舌安装角与间隙之间的计算公式。祝磊等通过改变径向间隙及隔舌形状对离心泵进行数值模拟，得到径向间隙增大压力脉动会有一定的降低。蒋跃通过改变蜗壳基圆直径来研究叶轮与隔舌间隙对离心泵性能、压力脉动和径向力的影响规律，得到随着基圆直径的增大，蜗壳内部静压逐渐增加，计算模型叶轮转频的脉动幅值减小。说明调整叶轮与隔舌之间的间隙到一定数值的时候，可以改善叶轮与蜗壳之间的动静干涉作用。

本发明通过隔板将叶轮分层、错列一定角度，且隔板将叶轮出口流道分割，使前、后叶轮扫略隔舌时产生相位差，降低整个叶轮动静干涉引起的振动噪声能量，对叶轮隔舌动静干涉引发的压力脉动有一定的抑制作用，达到低噪声设计的目的。

发明内容

本发明提出了一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮，减少了由叶轮-隔舌动静干涉引起的振动噪声能量，达到低噪声泵设计的目的。

根据本发明提供的一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮，该叶轮由前叶轮、隔板与后叶轮组成，装配在蜗壳中。

在本发明中，隔板布置于叶轮中间截面处，将叶轮出口分成前后双层流道，使前、后叶轮出流流体不能混合，后叶轮相对于前叶轮沿叶轮中心按叶轮旋转方向正或反旋转，形成错列；从而使前、后叶轮能够单独扫略隔舌并产生相位差，形成明显的双重干涉。

所述隔板厚度b与叶轮叶片平均厚度δ有关，其取值范围为0.5δ～1.0δ。蜗壳隔舌位置决定隔板外径大小，隔板外径为，以叶轮旋转中心为圆心且与隔舌相切的圆的半径减去2～4mm。

后叶轮相对于前叶轮沿叶轮中心按叶轮旋转方向正或反旋转，旋转角度α取决于叶片数n，即0＜α≤180/n。

分层后的叶片保持原叶轮模型进口设计参数不变。

该双层错列叶轮结构适用于圆柱型叶片和扭曲型叶片的设计。

本发明提供了一种分层错列的低噪声特性离心泵叶轮，其具有以下技术优势：该双层错列式叶轮适用于低振动噪声离心泵叶轮设计，通过隔板将叶轮分层错列，且将叶轮出口流道分割，使前、后叶轮出流无法混合，扫略隔舌时产生相位差，降低叶轮-隔舌动静干涉引发的压力脉动，从而降低动静干涉引起的振动噪声能量，达到低噪声设计的目的。

附图说明

图1是本发明的双层错列叶轮-蜗壳示意图。

图2是本发明的双层错列叶轮隔板布置示意图。

图3是本发明的双层错列叶轮三维示意图。