一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，包括吸水彎管、吸入直管、葉輪、導(dǎo)葉、噴嘴、導(dǎo)葉尾椎以及主軸，吸水彎管的出口連接吸入直管入口，吸入直管出口與葉輪入口連接，葉輪的出口依次連接導(dǎo)葉和噴嘴，導(dǎo)葉尾椎連接在導(dǎo)葉尾部，葉輪通過鍵固定在主軸上；葉輪葉片的葉輪葉片輪緣處的葉輪外壁上設(shè)有葉輪輪緣開孔。葉輪輪緣開孔為葉輪葉片輪緣處葉輪外壁面輪緣開孔，葉輪輪緣開孔的形狀為軸面流道按轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)掃掠而成的環(huán)狀流道。本發(fā)明專利技術(shù)通過輪緣開孔將葉輪輪緣處的局部高壓流體引導(dǎo)至葉輪葉片前緣靠輪緣處，使葉輪葉片進(jìn)口區(qū)域壓力增加，抑制空化產(chǎn)生，解決了高速高效噴水推進(jìn)泵高抗汽蝕問題，同時(shí)該結(jié)構(gòu)滿足噴泵設(shè)計(jì)空間限制。

High anti cavitation water jet propelling pump for impeller flange opening

The invention discloses a wheel flange hole of high anti cavitation jet propulsion pump, including water pipe, suction pipe, impeller, guide vane and guide vane nozzle, tail and spindle, water pipe connected to the suction pipe entrance outlet, the outlet is connected with the impeller suction pipe entrance, impeller vane and connected in turn the nozzle guide vane tail connection in vane tail wheel key is fixed on the main shaft through the outer rim; impeller impeller blades of the impeller blades are arranged on the wheel flange hole. The opening of the impeller flange is the impeller blade, the flange surface of the impeller, the flange opening of the impeller, and the shape of the opening of the impeller flange is an annular flow passage which is swept by the rotating shaft of the axial flow channel. The present invention through the rim opening local high pressure fluid to the impeller blade impeller at the flange on the rim, the impeller blade inlet area increased pressure, inhibition of cavitation, solves the problem of high speed, high pump cavitation water jet, the jet pump structure meets the design space is limited.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵
本專利技術(shù)涉及噴水推進(jìn)泵
，具體地，涉及一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，該噴水推進(jìn)泵不僅可以滿足高航速時(shí)效率高，同時(shí)能夠滿足抗汽蝕能力強(qiáng)、振動(dòng)噪聲小等特殊要求。
技術(shù)介紹
隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展，尤其是戰(zhàn)爭(zhēng)給軍事領(lǐng)域技術(shù)帶來的不斷挑戰(zhàn)，推進(jìn)器技術(shù)成為決定海上戰(zhàn)爭(zhēng)的關(guān)鍵，隱身技術(shù)和精確制導(dǎo)技術(shù)要求推進(jìn)器不僅具有高速度，而且要有低噪聲。在軍用領(lǐng)域的應(yīng)用方面，噴水推進(jìn)技術(shù)在高速攻擊艇、高速車客渡船、海軍高速運(yùn)輸艦、護(hù)衛(wèi)艦、輕護(hù)衛(wèi)艦、兩棲裝甲車輛和安靜型核潛艇等領(lǐng)域都有所應(yīng)用，并在某些方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)。噴水推進(jìn)泵利用推進(jìn)泵噴出水流的反作用力推動(dòng)船舶前進(jìn)，與常規(guī)螺旋槳推進(jìn)技術(shù)相比，噴水推進(jìn)泵具有抗空化性能強(qiáng)、推進(jìn)效率高、振動(dòng)和噪聲水平低、操縱性能好及變工況性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。噴水推進(jìn)泵是噴水推進(jìn)裝置的核心部件，須根據(jù)船舶的類型、阻力大小、主機(jī)類型等來選擇或設(shè)計(jì)。噴水推進(jìn)泵要效率高、抗汽蝕性能好、流量系數(shù)和揚(yáng)程系數(shù)大，要做到高速化大推力航行，但推進(jìn)泵的結(jié)構(gòu)尺寸又受安裝空間限制，因此設(shè)計(jì)難度較大。高效、高抗汽蝕且具有強(qiáng)大做功能力的噴水推進(jìn)泵的研發(fā)成為促進(jìn)噴水推進(jìn)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，國(guó)內(nèi)噴水推進(jìn)泵技術(shù)普遍低于國(guó)外水平，又受制于國(guó)外技術(shù)的封鎖，這不利于保持軍事領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)性。自主研發(fā)噴水推進(jìn)泵，對(duì)加速國(guó)內(nèi)噴水推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和高性能船舶的開發(fā)都具有較大意義。噴水推進(jìn)泵的泵型主要是軸流泵和導(dǎo)葉式混流泵。通常噴水推進(jìn)泵的設(shè)計(jì)主要通過對(duì)葉輪的設(shè)計(jì)來保證高航速時(shí)效率高，同時(shí)滿足抗汽蝕能力強(qiáng)，振動(dòng)噪聲小等特殊要求。另一種方式是增加轉(zhuǎn)速提高推進(jìn)泵效率，但增加轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致葉輪內(nèi)產(chǎn)生空化并伴有噪聲和水力激振，嚴(yán)重影響推進(jìn)泵安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，高速、高效、高抗汽蝕性能的噴水推進(jìn)泵的設(shè)計(jì)，受制于結(jié)構(gòu)尺寸和水力部件葉片空化性能要求的雙重制約，為保證噴水推進(jìn)泵在高速低噪聲下穩(wěn)定運(yùn)行，提出一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵設(shè)計(jì)是十分必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的高速高效噴水推進(jìn)泵高抗汽蝕問題，本專利技術(shù)的目的是提供一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，該噴水推進(jìn)泵是一種能夠滿足高航速時(shí)效率高，同時(shí)能夠滿足振動(dòng)噪聲小、水聲信號(hào)低及抗汽蝕能力強(qiáng)等特殊要求的噴水推進(jìn)泵。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，包括吸水彎管1、吸入直管2、葉輪3、導(dǎo)葉4、噴嘴5、導(dǎo)葉尾椎6以及主軸9，所述吸水彎管1的出口連接吸入直管2入口，吸入直管2出口與葉輪3入口連接，葉輪3的出口依次連接導(dǎo)葉4和噴嘴5，導(dǎo)葉尾椎6連接在導(dǎo)葉4尾部，所述葉輪3通過鍵固定在主軸9上；所述葉輪3的葉輪葉片800的葉輪葉片輪緣802處的葉輪外壁上設(shè)有葉輪輪緣開孔803；所述的葉輪3為半開式葉輪。優(yōu)選地，所述葉輪輪緣開孔803為半開式葉輪的葉輪葉片輪緣(802)處葉輪外壁面(808)輪緣開孔。優(yōu)選地，所述葉輪輪緣開孔803的形狀為軸面流道按轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)掃掠而成的環(huán)狀流道。優(yōu)選地，所述葉輪輪緣開孔803的輪緣開孔吸入端805位于葉輪葉片800的葉輪葉片前緣804和葉輪葉片尾緣801之間，輪緣開孔吸入端805與葉輪葉片前緣804之前距離為L(zhǎng)1＝0.3～0.95L，所述葉輪輪緣開孔803的輪緣開孔出口端809位于葉輪葉片前緣804之前，輪緣開孔出口端809與葉輪葉片前緣804之間的距離為L(zhǎng)3＝0.05～0.3L，其中L為葉輪葉片前緣804與葉輪葉片尾緣801之間葉輪葉片輪緣802的距離。優(yōu)選地，所述輪緣開孔吸入端805的寬度為L(zhǎng)2＝(0.2～1)t，輪緣開孔出口端809的寬度為L(zhǎng)4＝(0.2～2)t，其中t為葉輪葉片輪緣802的最大厚度。優(yōu)選地，所述輪緣開孔吸入端805和輪緣開孔出口端809之間的輪緣壁810與葉輪外壁的葉輪外壁面808之間通過輪緣開孔支撐筋板807連接。優(yōu)選地，所述輪緣開孔支撐筋板807數(shù)量為多根，其中每一根輪緣開孔支撐筋板807的厚度均為b＝(1～3)t，其中t為葉輪葉片輪緣802的最大厚度；多根輪緣開孔支撐筋板807為環(huán)向均布。優(yōu)選地，所述輪緣開孔支撐筋板807數(shù)量為5～15根。優(yōu)選地，葉輪輪緣開孔803的內(nèi)外壁面之間的距離為H3＝(0.2～1.0)t，葉輪輪緣開孔803處的葉輪外壁面808的厚度為H2＝(1～2)t，輪緣開孔吸入端805和輪緣開孔出口端809之間的輪緣壁810在輪緣軸面視圖為直線時(shí)厚度為H4＝(1～2)t，葉輪輪緣開孔803處的輪緣外壁總壁面厚度H1＝H2+H3+H4＝(2.2～5)t，其中t為葉輪葉片輪緣802的最大厚度。優(yōu)選地，葉輪葉片輪緣802軸面視圖為凸曲線時(shí)，輪緣開孔吸入端805和輪緣開孔出口端809之間的輪緣壁810最低厚度為Hmin＝(1～1.5)t，其中t為葉輪葉片輪緣802的最大厚度。優(yōu)選地，輪緣開孔吸入端805和輪緣開孔出口端809采用圓弧過渡時(shí)，輪緣開孔吸入端805的內(nèi)圓弧半徑為R1，輪緣開孔吸入端805的外圓弧半徑為R2，輪緣開孔出口端809的內(nèi)圓弧半徑為R3，輪緣開孔出口端809的外圓弧半徑為R4，其中，R1、R2、R3、R4之間的關(guān)系為R1≤H4，R3≤H4，R1≤H1-H2，R3≤H1-H2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下有益效果：本專利技術(shù)提供的一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其葉輪外壁上開有葉輪輪緣開孔結(jié)構(gòu)，通過葉輪輪緣開孔將葉輪輪緣處的局部高壓流體引導(dǎo)至葉輪葉片前緣靠輪緣處，使葉輪葉片進(jìn)口區(qū)域壓力增加，抑制空化產(chǎn)生，解決了高速高效噴水推進(jìn)泵高抗汽蝕問題，同時(shí)該結(jié)構(gòu)滿足噴泵設(shè)計(jì)空間限制。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本專利技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：圖1是本專利技術(shù)一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵葉輪導(dǎo)葉結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)噴水推進(jìn)泵葉輪直線輪緣開孔的尺寸結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)噴水推進(jìn)泵葉輪凸形輪緣開孔尺寸結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本專利技術(shù)噴水推進(jìn)泵葉輪輪緣開孔樣式尺寸結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本專利技術(shù)噴水推進(jìn)泵葉輪葉片輪緣最大厚度示意圖。圖中：1為吸水彎管，2為吸入直管，3為葉輪，4為導(dǎo)葉，5為噴嘴，6為導(dǎo)葉尾椎，7為導(dǎo)葉體軸承，800為葉輪葉片，801為葉輪葉片尾緣，802為葉輪葉片輪緣，803為葉輪輪緣開孔，804為葉輪葉片前緣，805為輪緣開孔吸入端，806為輪緣開孔區(qū)域輪緣壁面，807輪緣開孔支撐筋板，808為葉輪外壁面，809為輪緣開孔出口端，810為輪緣開孔吸入端和輪緣開孔出口端之間的輪緣壁，9為主軸，10為油室前軸承，11為油室，12為油室后軸承。具體實(shí)施方式下面對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例如圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供了一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，包括吸水彎管1、吸入直管2、葉輪3、導(dǎo)葉4、噴嘴5、導(dǎo)葉尾椎6、主軸9，吸水彎管1的出口連接吸入直管2的入口，吸入直管2的出口與葉輪3的入口連接，葉輪3的出口依本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，包括吸水彎管(1)、吸入直管(2)、葉輪(3)、導(dǎo)葉(4)、噴嘴(5)、導(dǎo)葉尾椎(6)以及主軸(9)，所述吸水彎管(1)的出口連接吸入直管(2)入口，吸入直管(2)出口與葉輪(3)入口連接，葉輪(3)的出口依次連接導(dǎo)葉(4)和噴嘴(5)，導(dǎo)葉尾椎(6)連接在導(dǎo)葉(4)尾部，所述葉輪(3)通過鍵固定在主軸(9)上；所述葉輪(3)的葉輪葉片(800)的葉輪葉片輪緣(802)處的葉輪外壁上設(shè)有葉輪輪緣開孔(803)；所述葉輪(3)為半開式葉輪。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，包括吸水彎管(1)、吸入直管(2)、葉輪(3)、導(dǎo)葉(4)、噴嘴(5)、導(dǎo)葉尾椎(6)以及主軸(9)，所述吸水彎管(1)的出口連接吸入直管(2)入口，吸入直管(2)出口與葉輪(3)入口連接，葉輪(3)的出口依次連接導(dǎo)葉(4)和噴嘴(5)，導(dǎo)葉尾椎(6)連接在導(dǎo)葉(4)尾部，所述葉輪(3)通過鍵固定在主軸(9)上；所述葉輪(3)的葉輪葉片(800)的葉輪葉片輪緣(802)處的葉輪外壁上設(shè)有葉輪輪緣開孔(803)；所述葉輪(3)為半開式葉輪。2.如權(quán)利要求1所述的一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，所述葉輪輪緣開孔(803)為半開式葉輪的葉輪葉片輪緣(802)處葉輪外壁面(808)輪緣開孔，所述葉輪輪緣開孔(803)的形狀為軸面流道按轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)掃掠而成的環(huán)狀流道。3.如權(quán)利要求1所述的一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，所述葉輪輪緣開孔(803)的輪緣開孔吸入端(805)位于葉輪葉片(800)的葉輪葉片前緣(804)和葉輪葉片尾緣(801)之間，輪緣開孔吸入端(805)與葉輪葉片前緣(804)之前距離為L(zhǎng)1＝(0.3～0.95)L，所述葉輪輪緣開孔(803)的輪緣開孔出口端(809)位于葉輪葉片前緣(804)之前，輪緣開孔出口端(809)與葉輪葉片前緣(804)之間的距離為L(zhǎng)3＝(0.05～0.3)L，其中L為葉輪葉片前緣(804)與葉輪葉片尾緣(801)之間葉輪葉片輪緣(802)的距離。4.如權(quán)利要求3所述的一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，所述輪緣開孔吸入端(805)的寬度為L(zhǎng)2＝(0.2～1)t，輪緣開孔出口端(809)的寬度為L(zhǎng)4＝(0.2～2)t，其中t為葉輪葉片輪緣(802)的最大厚度。5.如權(quán)利要求3所述的一種葉輪輪緣開孔的高抗汽蝕噴水推進(jìn)泵，其特征在于，所述輪緣開孔吸入端(805)和輪緣開孔出口端(...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王德忠，龍?jiān)?/a>，尹俊連，蔡佑林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海交通大學(xué)，中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七零八研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：上海,31