一種帶增壓孔的加力離心泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種帶增壓孔的加力離心泵，屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃油系統(tǒng)領(lǐng)域。該加力離心泵由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴(kuò)散管，葉輪安裝在蝸室中；擴(kuò)散管與蝸室連通；在擴(kuò)散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管；在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌；殼體還包括增壓孔，增壓孔為從擴(kuò)散管到隔舌下游的一圓形通孔。本實(shí)用新型的帶增壓孔的加力離心泵能有效解決加力離心泵因空化導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【專利說(shuō)明】
一種帶増壓孔的加力離心泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃油系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能有效解決加力離心栗因空化導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【背景技術(shù)】
[0002]加力離心栗是航空發(fā)動(dòng)機(jī)加力燃油系統(tǒng)的重要部件，其功能是向加力燃油系統(tǒng)提供具有一定壓力和流量的燃油。已有的加力離心栗結(jié)構(gòu)如圖1所示，通常由葉輪I和殼體2組成。殼體2包括蝸室3和擴(kuò)散管4。葉輪I采用徑向直葉輪，蝸室3采用斷面形狀為半圓形的同心蝸殼，葉輪I安裝在蝸室3中。擴(kuò)散管4為圓錐形擴(kuò)散管，擴(kuò)散管4與蝸室3連通。在擴(kuò)散管4的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管5。在蝸室3和錐形套管5的交界處形成隔舌6，隔舌6的安裝角為43°。在蝸室3中心處設(shè)有與葉輪同心的栗入口 7，擴(kuò)散管4的出口為栗出口 8，葉輪的葉片外緣旋轉(zhuǎn)形成的輪廓線為葉輪出口 9。殼體2、葉輪出口 9和栗出口 8形成了腔室10。
[0003]加力離心栗的工作過(guò)程為:燃油從栗入口7進(jìn)入加力離心栗，經(jīng)過(guò)葉輪I的高速旋轉(zhuǎn)獲得動(dòng)能和壓能，從葉輪出口9甩出進(jìn)入腔室10，由擴(kuò)散管4導(dǎo)出進(jìn)入輸油管路。加力離心栗在使用過(guò)程中，在隔舌6下游附近蝸室內(nèi)壁面出現(xiàn)了麻點(diǎn)、凹坑狀的空蝕損傷，其破壞區(qū)域?yàn)榭瘴g損傷區(qū)11 ο空蝕損傷區(qū)11范圍為以隔舌安裝角為起點(diǎn)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)9°到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)27°的區(qū)域壁面。空蝕損傷是由于空化導(dǎo)致殼體壁面金屬材料發(fā)生剝蝕?？栈侵溉加驮诹鲃?dòng)過(guò)程中，當(dāng)局部靜壓降低到燃油的飽和蒸汽壓時(shí)，燃油液體內(nèi)氣核爆發(fā)性長(zhǎng)大成空泡。當(dāng)空泡潰滅時(shí)，產(chǎn)生沖擊波和微射流作用于殼體壁面，對(duì)殼體壁面造成空蝕損傷。
[0004]空蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)在空蝕損傷區(qū)11處的殼體壁面形成穿透性孔洞，導(dǎo)致燃油泄漏，嚴(yán)重威脅航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。因此解決加力離心栗的空蝕損傷問題顯得尤為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是解決加力離心栗的空蝕損傷問題，提出一種帶增壓孔的加力離心栗，可抑制加力離心栗空化的發(fā)生，從而避免因空化導(dǎo)致加力離心栗的空蝕損傷，延長(zhǎng)加力離心栗的使用壽命，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。
[0006]本實(shí)用新型提出的一種帶增壓孔的加力離心栗。該加力離心栗由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴(kuò)散管，葉輪安裝在蝸室中；擴(kuò)散管與蝸室連通;在擴(kuò)散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管;在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌;其特征在于，殼體還包括增壓孔。增壓孔是在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的通孔。
[0007]本實(shí)用新型的特點(diǎn)及有益效果:
[0008]本實(shí)用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗是針對(duì)加力離心栗存在的空蝕損傷問題，采用在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的增壓孔，從擴(kuò)散管內(nèi)引入一小股高壓燃油，從隔舌下游流動(dòng)分離區(qū)的渦核中心處附近蝸室內(nèi)壁面噴出，可提高流動(dòng)分離區(qū)的靜壓強(qiáng)，將流動(dòng)分離區(qū)的流動(dòng)分離渦破碎成小渦，并將小渦推離殼體壁面，小渦會(huì)隨高速燃油而流出加力離心栗，從而有效抑制隔舌下游流動(dòng)分離區(qū)空化的發(fā)生。從而避免因空化導(dǎo)致加力離心栗的空蝕損傷，且延長(zhǎng)加力離心栗的使用壽命，保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為原加力離心栗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本實(shí)用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖3為原加力離心栗腔室燃油流態(tài)示意圖。
[0012]圖4為本實(shí)用新型的一種帶增壓孔的加力離心栗腔室燃油流態(tài)示意圖。
[0013]圖中:1.葉輪;2.殼體;3.蝸室;4.擴(kuò)散管;5.錐形套管;6.隔舌;7.栗入口；8.栗出口； 9.葉輪出口； 10.腔室；11.空蝕損傷區(qū)；12.增壓孔;13.流動(dòng)分離區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型提出了一種帶增壓孔的加力離心栗結(jié)構(gòu)，如圖2所示。該加力離心栗是對(duì)已有的加力離心栗的改進(jìn)，與已有的加力離心栗同樣，由葉輪I和殼體2組成，殼體2包括蝸室3和擴(kuò)散管4。葉輪I采用徑向直葉輪，蝸室3采用斷面形狀為半圓形的同心蝸殼，葉輪I安裝在蝸室3中。擴(kuò)散管4為圓錐形擴(kuò)散管，擴(kuò)散管4與蝸室3連通。在擴(kuò)散管4的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管5。在蝸室3和錐形套管5的交界處形成隔舌6，隔舌6的安裝角為43°。在蝸室3中心處設(shè)有與葉輪同心的栗入口 7，擴(kuò)散管4的出口為栗出口 8，葉輪的葉片外緣旋轉(zhuǎn)形成的輪廓線為葉輪出口 9。殼體2、葉輪出口 9和栗出口 8形成了腔室10。
[0015]本實(shí)用新型改進(jìn)之處是:在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌6的增壓孔12。通過(guò)增壓孔12，使蝸室3與擴(kuò)散管4和錐形套管5相連通。
[0016]本實(shí)施例的增壓孔12的孔徑為2mm，其軸線位于殼體2的中截面上，與水平對(duì)稱線的夾角為55°。增壓孔12入口端位于錐形套管5的內(nèi)壁面，出口端位于隔舌6下游蝸室內(nèi)壁面。因?yàn)樵鰤嚎?2入口端的燃油靜壓強(qiáng)高于出口端的燃油靜壓強(qiáng)，因此，增壓孔12內(nèi)的燃油流動(dòng)方向?yàn)閺腻F形套管5流向隔舌6下游蝸室。
[0017]本結(jié)構(gòu)的原理為:原有的加力離心栗腔室10內(nèi)燃油流態(tài)，如圖如3所示。因?yàn)榧恿﹄x心栗的流量控制是采取出口節(jié)流，進(jìn)入擴(kuò)散管4的燃油，一部分通過(guò)栗出口8進(jìn)入輸油管路。另一部分燃油受到出口節(jié)流活門的阻擋，又繞過(guò)隔舌6回流進(jìn)入蝸室3。當(dāng)栗出口 8流量較小時(shí)，回流更為嚴(yán)重。回流在繞過(guò)隔舌6時(shí)，受到隔舌6的影響，會(huì)在隔舌6下游形成流動(dòng)分離區(qū)13。流動(dòng)分離區(qū)13是由一系列的流動(dòng)分離渦構(gòu)成，流動(dòng)分離渦的渦核中心與水平參考線的夾角約為55°。因?yàn)榱鲃?dòng)分離渦的渦核中心為低壓區(qū)，且壓力低于燃油的飽和蒸汽壓，導(dǎo)致加力離心栗發(fā)生了空化。流動(dòng)分離渦的形成是加力離心栗發(fā)生空化的根本原因。
[0018]本實(shí)用新型的帶增壓孔的加力離心栗腔室10內(nèi)燃油流態(tài)，如圖4所示。通過(guò)增壓孔12，從擴(kuò)散管4內(nèi)(高壓區(qū))引入一小股高壓燃油，從隔舌6下游流動(dòng)分離區(qū)13的渦核中心(低壓區(qū))處蝸室內(nèi)壁面噴出，可提高流動(dòng)分離區(qū)13的靜壓強(qiáng)，將流動(dòng)分離區(qū)13的流動(dòng)分離渦破碎成小渦，并將小渦推離殼體壁面，小渦會(huì)隨高速燃油而流出加力離心栗，從而有效抑制了隔舌6下游流動(dòng)分離區(qū)13處空化的發(fā)生。
[0019]采用增壓孔設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用自身的高壓燃油，不需從外部引入高壓流體，能有效解決加力離心栗空化而導(dǎo)致的空蝕損傷問題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶增壓孔的加力離心栗，該加力離心栗由葉輪和殼體組成，殼體包括蝸室和擴(kuò)散管，葉輪安裝在蝸室中；擴(kuò)散管與蝸室連通;在擴(kuò)散管的內(nèi)壁設(shè)有錐形套管;在蝸室和錐形套管交界處形成隔舌;其特征在于，殼體還包括增壓孔，增壓孔是在殼體內(nèi)開有一貫穿隔舌的通孔。2.如權(quán)利要求1所述的帶增壓孔的加力離心栗，其特征在于:該增壓孔為從擴(kuò)散管到隔舌下游的圓形通孔;增壓孔入口端位于錐形套管的內(nèi)壁面，出口端位于隔舌下游流動(dòng)分離區(qū)的渦核中心處附近蝸室內(nèi)壁面。
【文檔編號(hào)】F04D29/42GK205478553SQ201620133106
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月22日
【發(fā)明人】范紅雨, 樸英
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)