一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]葉輪、徑向?qū)~都是栗中常見的主要過流部件，在一些水栗中，由于結(jié)構(gòu)及設(shè)計等原因常需要將壓水室設(shè)計成球型結(jié)構(gòu)，由于球型壓水室和葉輪的匹配特性較低，流體在球型壓水室中產(chǎn)生較大的水力損失，導(dǎo)致栗效率較低；徑向?qū)~可以將從葉輪流出的液體收集輸送至下游，并將部分液流的動能轉(zhuǎn)化為壓能，消除液流的旋轉(zhuǎn)，可顯著地提高栗效率；傳統(tǒng)的定子部件布置方案均將球型壓水室中心軸線與栗軸同心布置，根據(jù)流體流動規(guī)律可知:沿葉輪旋轉(zhuǎn)方向流出導(dǎo)葉體的流量逐漸增加，流體流出徑向?qū)~后在沿圓周方向上速度分布并不均勻，導(dǎo)致在壓水室內(nèi)的流動情況更為復(fù)雜，增加局部流域內(nèi)的水力損失，降低栗效率，甚至誘發(fā)栗體振動，對栗運行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。研究資料還表明，球型壓水室中水力損失在整栗中占據(jù)較大的比例。
[0003]目前針對徑向?qū)~和球型壓水室的研究主要集中于徑向?qū)~葉片型線、幾何參數(shù)、葉片數(shù)等因素的優(yōu)化以及球型壓水室出口管形狀、收縮角、出口管位置等因素的優(yōu)化設(shè)計；黃輝等研究了導(dǎo)葉體的出口直徑、葉片出口安放角對葉輪匹配特性及栗性能的影響，張德勝等研究了斜流栗導(dǎo)葉葉片數(shù)對栗性能及壓力脈動的影響，周嶺等對深井栗進(jìn)行研究，分析了具有圓柱型和扭曲型兩種不同葉片形式導(dǎo)葉體對栗性能的影響，朱榮生等研究分析了壓水室出口收縮角對反應(yīng)堆主栗水力性能的影響，張棟俊等以球型壓水室擴(kuò)散管位置為研究對象，分析其對核主栗性能的影響；目前的研究均以徑向?qū)~和球型壓水室為獨立研究對象，尚未從二者之間的布置結(jié)構(gòu)研究栗性能，以進(jìn)一步減少球型壓水室的水力損失及提高與葉輪、徑向?qū)~的匹配性能，因此打破傳統(tǒng)設(shè)計對球型壓水室與導(dǎo)葉體之間位置結(jié)構(gòu)重構(gòu)具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了減少球型壓水室內(nèi)水力損失，提高整栗水力效率，本發(fā)明打破傳統(tǒng)的球型壓水室與葉輪同心布置方式，提出了一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，本發(fā)明是一種匹配徑向?qū)~的混流栗球型壓水室與葉輪偏心布置方案。
[0005]一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，包括球型壓水室、徑向?qū)~和葉輪，徑向?qū)~安裝于葉輪和球型壓水室之間，徑向?qū)~與葉輪同心布置，其特征在于:球型壓水室與葉輪偏心布置，以栗軸基準(zhǔn)，依據(jù)葉輪旋轉(zhuǎn)方向，將球型壓水室出口中心軸面向一側(cè)水平移動15~30_，從進(jìn)口方向觀察，葉輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，球型壓水室出口中心軸面向左平移；葉輪沿逆時針旋轉(zhuǎn)，球型壓水室出口中心軸面向右平移，本方案中向左平移x=20mm，葉輪、徑向?qū)~所有葉片的進(jìn)出口安放角、包角等結(jié)構(gòu)參數(shù)都分別相同，為常規(guī)技術(shù)手段。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:根據(jù)導(dǎo)葉體出口過流斷面上流體沿水栗旋轉(zhuǎn)方向流量增加這一特性，通過改變球型壓水室出口中心軸面與栗軸之間的距離，改變球型壓水室內(nèi)的流動分布情況，使球型壓水室體內(nèi)流體速度分布均勻，從而達(dá)到減小栗內(nèi)部流動損失的目的，同時偏心結(jié)構(gòu)布置改善了徑向?qū)~及球型壓水室的水力匹配性能，可提高栗的效率和運行穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0008]圖1是本發(fā)明的偏心位置布置軸截面示意圖。
[0009]圖2是傳統(tǒng)的同心位置布置軸截面示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示在按傳統(tǒng)設(shè)計方法完成球型壓水室裝配之后，徑向?qū)~1與葉輪3同心布置，徑向?qū)~1安裝在葉輪3和環(huán)形壓水室2之間，徑向?qū)~和葉輪各自的葉片參數(shù)相同，球型壓水室中與葉輪偏心布置，以圖1為例:該徑向?qū)~1葉片數(shù)為12片，葉輪3葉片數(shù)為4片，球型壓水室2結(jié)構(gòu)以出口中心軸面為軸對稱分布，壓水室出口中心軸面與栗軸之間水平距離x=20mm，偏心布置，從進(jìn)口方向觀察，葉輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，壓水室出口中心軸面向左平移水平距離X;若葉輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)，壓水室出口中心軸面向右平移，原理相同。
[0011]傳統(tǒng)的葉片布局如圖2所示，采用相同的葉輪3和徑向?qū)~1，球型壓水室2與葉輪3同心布置。
[0012]本例中采用CFD手段對栗的性能進(jìn)行預(yù)測，在相同葉輪、徑向?qū)~和球形壓水室條件和CFD軟件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置參數(shù)下，采用偏心布置時，栗的效率比采用傳統(tǒng)同心布置時提高約 0.8%ο
[0013]葉輪、徑向?qū)~采用精密鑄造工藝完成，安裝時保證球型壓水室出口中心軸面與栗軸的水平位置距離，本發(fā)明改善了球型壓水室內(nèi)流體的速度場分布，降低壓水室水力損失，從而達(dá)到減小栗內(nèi)部流動損失的目的，球型壓水室與徑向?qū)~偏心布置改善了徑向?qū)~及壓水室的匹配性能，進(jìn)而提高栗的效率和運行穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1.一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，包括球型壓水室、徑向?qū)~和葉輪，徑向?qū)~安裝于葉輪和球型壓水室之間，徑向?qū)~與葉輪同心布置，其特征在于:球型壓水室與葉輪偏心布置，以栗軸基準(zhǔn)，依據(jù)葉輪旋轉(zhuǎn)方向，將球型壓水室出口中心軸面向一側(cè)水平移動 15~30mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，其特征是:葉輪所有葉片的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，徑向?qū)~所有葉片的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，其特征是:從進(jìn)口方向觀察，葉輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，球型壓水室出口中心軸面向左平移；葉輪沿逆時針旋轉(zhuǎn)，球型壓水室出口中心軸面向右平移。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流栗，其特征是:將球型壓水室出口中心軸面向一側(cè)水平移動20mm。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球型壓水室與葉輪偏心布置的混流泵，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域。該混流泵包括球型壓水室、徑向?qū)~和葉輪，徑向?qū)~安裝于葉輪和球型壓水室之間，徑向?qū)~與葉輪同心布置，其特征在于：球型壓水室與葉輪偏心布置，以泵軸基準(zhǔn)，依據(jù)葉輪旋轉(zhuǎn)方向，將球型壓水室出口中心軸面向一側(cè)水平移動15~30mm。本發(fā)明球型壓水室的偏心布置改善了葉輪及壓水室的水力匹配性能，進(jìn)而提高了泵的效率和運行穩(wěn)定性。
【IPC分類】F04D11/00, F04D29/40
【公開號】CN105275826
【申請?zhí)枴緾N201510723970
【發(fā)明人】高波, 王達(dá), 倪丹, 張永超
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月2日