本實(shí)用新型涉及離心泵領(lǐng)域，具體涉及一種工作效率高的離心泵葉輪。

背景技術(shù)：

離心泵廣泛應(yīng)用于石油化工、農(nóng)田水利建設(shè)、船舶等工程領(lǐng)域，工作時(shí)流動(dòng)介質(zhì)從離心泵的葉輪進(jìn)口流入葉輪內(nèi)部，依靠高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片獲得離心力并做功，產(chǎn)生能量，從離心泵出口流出的介質(zhì)被輸送至設(shè)備。葉輪是離心泵的核心部分，對(duì)流動(dòng)介質(zhì)的輸送起到重要作用。傳統(tǒng)離心泵的葉輪葉片背面流線是按照葉片加厚原理得到，葉片背面流線是一條與葉片工作面(即葉片壓力面)相近的光滑曲線。但是按照這種方式設(shè)計(jì)出的葉輪在實(shí)際工作過(guò)程中，葉輪的葉片背面極易產(chǎn)生脫流現(xiàn)象，并誘發(fā)渦流、回流等不利流動(dòng)產(chǎn)生，尤其是當(dāng)葉輪葉片為大包角時(shí)，這種現(xiàn)象更明顯，不但影響了離心泵的正常工作，也大大降低了離心泵的水力性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工作效率高的離心泵葉輪。本實(shí)用新型可有效減小或消除葉輪的葉片背面脫流現(xiàn)象，進(jìn)而提高了離心泵的水力效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種工作效率高的離心泵葉輪，包括葉片，葉片背面設(shè)置有整流凸部，所述整流凸部設(shè)置在葉片背面的中部或者葉片背面中部的靠近葉片進(jìn)口一側(cè)。

優(yōu)選的，所述整流凸部的幾何參數(shù)如下：

0.25≤θ1/φ≤0.55；

0.24≤(θ2-θ1)/φ≤0.40；

0.25≤δ/h≤0.95；

式中：φ—葉片包角，度；

θ1—葉片進(jìn)口與整流凸部起點(diǎn)之間的夾角，度；

θ2—葉片進(jìn)口與整流凸部終點(diǎn)之間的夾角，度；

h—整流凸部的最高點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)位置處的葉片工作面之間的間距；

δ—未設(shè)置整流凸部的葉片背面與相對(duì)應(yīng)位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距δ的取值位置相同。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述整流凸部的幾何參數(shù)如下：

θ1/φ＝0.32；

(θ2-θ1)/φ＝0.28；

δ/h＝0.67。

本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型通過(guò)在葉片背面增設(shè)整流凸部，從而優(yōu)化離心泵葉片背面流線，改善葉片背面流線分布規(guī)律，有效地減小或消除葉片背面的脫流或回流現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)到提高離心泵工作效率的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為離心泵葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的葉輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型中的葉輪葉片的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型中的葉輪葉片的放大圖。

圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的葉輪葉片中間流道的內(nèi)部流線分布圖。

圖6為本實(shí)用新型中的葉輪葉片中間流道的內(nèi)部流線分布圖。

圖7為使用現(xiàn)有技術(shù)中的葉片的離心泵與使用本實(shí)用新型中的葉片的離心泵的性能曲線比較示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)所對(duì)應(yīng)各部件名稱(chēng)如下：

1-前蓋板 2-后蓋板 3-軸鍵 4-葉片

41-葉片工作面 42-葉片背面 421-整流凸部

具體實(shí)施方式

為便于理解，此處結(jié)合圖3、4對(duì)工作效率高的離心泵葉輪的整體裝配組件及工作流程作以下描述：

如圖3、4所示，一種工作效率高的離心泵葉輪，包括葉片4，葉片背面42設(shè)置有整流凸部421，所述整流凸部421設(shè)置在葉片背面42的中部或者葉片背面42中部的靠近葉片進(jìn)口一側(cè)。

所述整流凸部421也即設(shè)置在葉片背面42上的凸起，此凸起的表面以及凸起與葉片背面42的相鄰區(qū)域之間均為平滑順延的光滑曲面。

如圖4所示，所述整流凸部421的幾何參數(shù)如下：

0.25≤θ1/φ≤0.55；

0.24≤(θ2-θ1)/φ≤0.40；

0.25≤δ/h≤0.95；

式中：φ—葉片包角，度；

θ1—葉片進(jìn)口與整流凸部起點(diǎn)之間的夾角，度；

θ2—葉片進(jìn)口與整流凸部終點(diǎn)之間的夾角，度；

h—整流凸部的最高點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)位置處的葉片工作面之間的間距；

δ—未設(shè)置整流凸部的葉片背面與相對(duì)應(yīng)位置處的葉片工作面之間的間距，且間距h與間距δ的取值位置相同。

需要說(shuō)明的是，未設(shè)置整流凸部的葉片也即現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)葉片，此常規(guī)葉片的背面型線為一條平滑的曲線。

下面結(jié)合附圖5～7對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)做進(jìn)一步說(shuō)明：

以流量Q＝80m³/h，轉(zhuǎn)速n＝2950r/min，揚(yáng)程H＝80m的低比轉(zhuǎn)速離心泵為例進(jìn)行說(shuō)明。其中，葉輪幾何參數(shù)：葉輪外徑D2＝255mm，進(jìn)口直徑D1＝147mm，葉片出口寬度b2＝10mm，葉片包角φ為125°。在保證葉輪的其他幾何結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅對(duì)葉輪葉片背面42的流線進(jìn)行調(diào)整，即在葉片背面42中間靠近葉片進(jìn)口附近增設(shè)整流凸部421,所述整流凸部421的幾何參數(shù)如下：

θ1/φ滿足：θ1/φ＝0.32；

(θ2-θ1)/φ滿足：(θ2-θ1)/φ＝0.28；

δ/h滿足：δ/h＝0.67。

上式中，φ、θ1、θ2、h、δ的含義與前面公式中的含義相同。

將增設(shè)整流凸部421的葉片與原始葉片(如圖2所示)的內(nèi)部流場(chǎng)和外部性能進(jìn)行比較：

從內(nèi)部流場(chǎng)分布可以清楚的看出，原始葉片受到葉片背面流線分布的影響，在葉片出口附近形成回流區(qū)域，特別是在小流量工況運(yùn)行時(shí)，回流區(qū)域較為明顯，如圖5所示。增設(shè)整流凸部421的葉片在相同運(yùn)行工況下，其中間流道內(nèi)部流線分布如圖6所示，相比于圖5，增設(shè)整流凸部421的葉片內(nèi)部回流區(qū)域有較為顯著的改善。

圖7為使用現(xiàn)有技術(shù)中的葉片的離心泵與使用本實(shí)用新型中的葉片的離心泵的性能曲線比較示意圖。圖7中的方案2即為含有增設(shè)整流凸部421的葉片的離心泵，而方案1則為含有原始葉片的離心泵。通過(guò)比較二者的性能曲線可以看出，方案2中的離心泵的揚(yáng)程和效率曲線明顯優(yōu)于方案1中的離心泵的性能曲線。在設(shè)計(jì)工況下，與方案1相比，方案2的工作效率提高了2.8％左右。