一種泵噴水推進器用整流部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泵噴水推進器用整流部件，該整流部件安裝在泵噴水推進器葉輪的下游、噴嘴的上游或者與噴嘴以及泵噴水推進器葉輪外的殼體一體鑄造而成，該整流部件由內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成，所述分隔套為一斷面為翼型的環(huán)形殼體，分隔套位于內(nèi)殼與外殼之間。本發(fā)明通過在內(nèi)殼與外殼體之間增加一個斷面為翼型的環(huán)形殼體，該殼體將葉輪下游的流道分為兩個環(huán)形流道，出口設(shè)計要求兩個環(huán)形流道的出口流速相同，能夠調(diào)整泵噴水推進器葉輪下游的流速差別，以減小泵噴水推進器的內(nèi)部流動損失，提高相同輸入功率下泵噴水推進器的推力。本發(fā)明可以使整個泵噴水推進器的核心部件加工簡單、效率和功率密度更高。
【專利說明】一種泵噴水推進器用整流部件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于船用泵噴水推進裝置的過流部件，具體涉及一種泵噴水推進 器用整流部件。

【背景技術(shù)】
[0002] 泵噴水推進器是一種適用于高性能船舶的新型推進裝置，高比轉(zhuǎn)速軸流式葉輪是 其葉輪的主要形式。作為泵噴水推進器的一個重要水力部件，整流部件的設(shè)計是與葉輪設(shè) 計相聯(lián)系的。目前軸流式葉輪的設(shè)計理論主要有三種：基于翼型理論的圓弧法、基于葉柵理 論的升力法和基于一元設(shè)計理論的流線法。其中流線法是近年來采用比較多的一種方法， 在具體設(shè)計中，這種方法又分為自由旋渦法和強制旋渦法，兩種方法得到的揚程和流速分 布如圖1所示。通常情況下，軸流泵的設(shè)計目標要求在所有的半徑位置上，隨軸向位置的變 化總壓增長（或者降低）的變化速度相同，因此總壓在半徑方向上沒有變化，也就是自由旋 渦設(shè)計法。
[0003] 具體到泵噴水推進器的葉輪而言，通常要求是高比轉(zhuǎn)速（低揚程）葉輪，因此出口 絕對速度的圓周分量很小，所以用于一般排灌用軸流泵中的葉柵式整流部件（導(dǎo)流殼）事 實上不再具有能量轉(zhuǎn)換的作用，而且由于泵噴水推進器的整流區(qū)域是收縮的，一般導(dǎo)流殼 還會由于排擠作用而進一步增加其收縮損失，因此傳統(tǒng)的葉柵式整流部件不適合泵噴水推 進器的要求。
[0004] 另一方面，前述根據(jù)自由旋渦法得到的軸流式葉輪雖然其出口揚程和軸面流速在 半徑方向上均勻，但是同強制旋渦方法相比，自由旋渦設(shè)計得到葉片在輪轂側(cè)的葉片安放 角更大，輪緣側(cè)的葉片安放角更小，整個葉片的扭曲很大。不僅如此，根據(jù)自由旋渦法得到 的揚程在輪緣處同輪轂處相同，完全沒能利用輪緣做功能力強的優(yōu)勢。也就是說與強制旋 渦方法相比，其功率密度偏小。反過來說，強制旋渦方法得到的軸流式葉輪扭曲小、功率密 度高，更符合高效設(shè)計要求。但是其不足是出口軸面流速在半徑方向上不均勻，因此需要開 發(fā)一種針對強制旋渦法設(shè)計得到的軸流式葉輪的整流部件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種泵噴水推進器用整 流部件，用于調(diào)整泵噴水推進器葉輪下游的流速差別，以減小泵噴水推進器的內(nèi)部流動損 失，提高相同輸入功率下泵噴水推進器的推力。
[0006] 技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的泵噴水推進器用整流部件，該整流部件安裝 在泵噴水推進器葉輪的下游、噴嘴的上游，或者與噴嘴以及泵噴水推進器葉輪外的殼體一 體鑄造而成，該整流部件包括內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板，所述分隔套為一斷面為翼型的環(huán) 形殼體，分隔套位于內(nèi)殼與外殼之間，所述筋板在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼、夕卜殼以及分隔套垂直。
[0007] 本發(fā)明的泵噴水推進器用整流部件，不含葉片葉柵，由內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板 通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成。
[0008] 所述分隔套的軸面截面為符合流體動力學特性的翼型斷面，環(huán)形分隔套分別與內(nèi) 殼和外殼形成兩個環(huán)形過流流道，兩個環(huán)形過流流道的下游出口流速相同。
[0009] 所述分隔套的進口直徑dml的取值要求（dml-dhV(dt-dh)接近0. 618并向大值 圓整，符合黃金分割原理，其中dh是內(nèi)殼的外圓直徑，dt是外殼的內(nèi)圓直徑。
[0010] 所述分隔套的出口直徑dm2的取值要求環(huán)形分隔套與內(nèi)殼和外殼所形成的兩個 環(huán)形過流流道的出水速度相等。滿足整流器的整流要求，降低整流損失，提高效率。
[0011] 作為優(yōu)選，所述分隔套的進口直徑dml為1515mm，所述分隔套的出口直徑dm2 為1451. 5mm;或者所述分隔套的進口直徑dml為1215mm，所述分隔套的出口直徑dm2為 1164. 3mm;或者所述分隔套的進口直徑dml為2180mm，所述分隔套的出口直徑dm2為 2056mm。
[0012] 有益效果：本發(fā)明的泵噴水推進器用整流部件，通過在內(nèi)殼與外殼體之間增加一 個斷面為翼型的環(huán)形殼體，該殼體將葉輪下游的流道分為兩個環(huán)形流道，出口設(shè)計要求兩 個環(huán)形部分的出口流速相同，能夠調(diào)整泵噴水推進器葉輪下游的流速差別，以減小泵噴水 推進器的內(nèi)部流動損失，提高相同輸入功率下泵噴水推進器的推力。本發(fā)明針對強制旋渦 法設(shè)計得到的軸流式葉輪的優(yōu)點和缺點，使其優(yōu)點得到充分發(fā)揮，缺點則在本發(fā)明部件的 調(diào)整方式中受到抑制。因此本發(fā)明可以使整個泵噴水推進器的核心部件加工簡單、效率和 功率密度更高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中流線法設(shè)計軸流式葉輪的揚程和流速分布示意圖；
[0014] 圖2為泵噴水推進器組裝示意圖；
[0015] 圖3為本發(fā)明的泵噴水推進器用整流部件示意圖；
[0016] 圖4為圖3左視圖；
[0017] 圖中：1殼體、2葉輪、3整流部件、4內(nèi)殼、5外殼、6分隔套、7筋板。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0019] 如圖2至圖4所示，本發(fā)明的泵噴水推進器用整流部件3是一種安裝在泵噴水推 進器下游、噴嘴上游的整流裝置，具體是安裝在殼體1和葉輪2的下游。該整流部件3由內(nèi) 殼4、外殼5、分隔套6和筋板7通過鑄造或焊接為一體構(gòu)成，所述分隔套6為一斷面為翼型 的環(huán)形殼體，分隔套6位于內(nèi)殼4與外殼5之間，軸向筋板7在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼4、外殼5以 及分隔套6垂直。分隔套6的軸面截面為符合流體動力學特性的翼型斷面，分隔套6包括 進口和出口，該環(huán)形殼體將葉輪2下游的流道分為兩個環(huán)形流道，出口設(shè)計要求兩個環(huán)形 流道的出口流速相同。
[0020] 下面結(jié)合具體實施例和具體數(shù)值對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0021] 實施例一：推力T= 23516N，流量Q= 10m3/s，如圖3所示結(jié)構(gòu)參數(shù)，外殼5的內(nèi) 圓直徑dt= 2000mm，內(nèi)殼4的外圓直徑dh= 735mm，揚程H= 1. 5m。
[0022] 計算得到分隔套6的進口直徑dml= 1515mm。
[0023] 對于強制旋渦設(shè)計得到的軸流式葉輪2出口也就是整流部件3進口的能量和速度 分布為

【權(quán)利要求】
1. 一種泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：該整流部件安裝在泵噴水推進器葉輪 的下游、噴嘴的上游，或者與噴嘴以及泵噴水推進器葉輪外的殼體一體鑄造而成；該整流部 件包括內(nèi)殼、外殼、分隔套和筋板，所述分隔套為一斷面為翼型的環(huán)形殼體，分隔套位于內(nèi) 殼與外殼之間，所述筋板在軸面內(nèi)，與內(nèi)殼、夕卜殼以及分隔套垂直。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的軸面 截面為符合流體動力學特性的翼型斷面，環(huán)形分隔套分別與內(nèi)殼和外殼形成兩個環(huán)形過流 流道，兩個環(huán)形過流流道的下游出口流速相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進口 直徑dml的取值要求（dml-dh)/(dt_dh)接近0. 618并向大值圓整，符合黃金分割原理，其 中dh是內(nèi)殼的外圓直徑，dt是外殼的內(nèi)圓直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的出口 直徑dm2的取值要求兩個環(huán)形過流流道的出水速度相等。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進口 直徑dml為1515mm，所述分隔套的出口直徑dm2為1451.5mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進口 直徑dml為1215mm，所述分隔套的出口直徑dm2為1164. 3mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵噴水推進器用整流部件，其特征在于：所述分隔套的進口 直徑dml為2180mm，所述分隔套的出口直徑dm2為2056mm。
【文檔編號】B63H11/08GK104443335SQ201410713229
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】倪永燕, 朱仁慶, 王志東 申請人:江蘇科技大學