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专利号: 2016102624210
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 液体变容式机械;液体泵或弹性流体泵
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种核主泵带长短叶片的对数螺旋线导叶的设计方法,其特征在于,根据泵体内部的流线分布,对核主泵的导叶进口基圆直径D3,导叶出口基圆直径D4,导叶叶片轴向进口宽度b3,导叶叶片轴向出口宽度b4,长叶片数Z1,短叶片数Z2,导叶进口安放角α3,导叶出口安放角α4,长叶片厚度δ3,短叶片厚度δ4,以及扩散段和喉部进行水力设计,同时根据泵腔内部流体的流态对导叶外径进行对数螺旋线RL的加大延伸,其各几何设计参数主要由以下关系式确定:(1)进口基圆直径:

式中:

ns—核主泵的比转速;

D2—核主泵叶轮出口直径,mm;

D3—核主泵导叶进口基圆直径,mm;

(2)导叶轴向进口宽度:式中:

Q—核主泵设计流量,m3/s;

b2—核主泵叶轮出口轴向宽度,mm;

b3—核主泵导叶轴向进口宽度,mm;

(3)导叶进口安放角α3:vm3=k1vm2

tanα3=(1.08~1.33)tanα3′式中:

β2—核主泵叶轮出口叶片安放角,°;

vm2—核主泵叶轮出口轴面速度,m/s;

vm3—核主泵导叶进口轴面速度,m/s;

vu2—核主泵叶轮出口圆周速度,m/s;

vu3—核主泵导叶进口圆周速度,m/s;

k1—速度系数;

α3′—核主泵导叶进口液流角,°;

α3—核主泵导叶进口安放角,°;

(4)导叶出口安放角α4:式中:

α4—核主泵导叶出口安放角,°;

n—核主泵转速,r/min;

D4—核主泵导叶出口基圆直径,mm;

(5)螺旋线部分的线型方程:式中:

R—核主泵导叶叶片Φ角所对应的螺旋线半径,mm;

R3—核主泵导叶进口基圆半径,mm;

Φ—给定的不同的角度,rad;

(6)导叶长叶片叶片数:Z1=(8~14)

式中:

Z1—核主泵导叶长叶片叶片数,枚;

(7)导叶长叶片厚度:式中:

n—核主泵转速,r/min;

δ3—导叶长叶片厚度,mm;

(8)导叶喉部面积的确定:式中:

Rc—核主泵导叶流道螺旋线部分c点的半径,mm;

δ3—核主泵导叶长叶片厚度,mm;

c3—喉部平面宽度,mm;

F—导叶喉部面积,mm2;

k2—速度系数,取0.62~0.92;

(9)扩散段的设计:

F4/F3=1.45~1.65D4/D3=1.35~1.65L/c3=3.0~4.5式中:

F3—导叶进口扩散段喉部面积,mm;

F4—导叶出口扩散段面积,mm;

D4—核主泵导叶出口基圆直径,mm;

D3—核主泵导叶进口基圆直径,mm;

L—核主泵导叶扩散段长度,mm;

(10)扩散角取值范围:ψ=6~12

式中:

ψ—导叶进口扩散角,°。

2.如权利要求1所述的一种核主泵带长短叶片的对数螺旋线导叶的设计方法,其特征在于,对外圆规则的导叶叶片进行对数螺旋线的加大延伸,延伸螺旋线由以下公式确定:RL=1.06R4e0.0095θ-0.06R4e-0.47θ其中:θ∈(0~1.95π)RL—核主泵导叶以一个叶片为0起点的θ角所对应的对数螺旋线半径,mm;

R4—核主泵导叶出口基圆半径,mm;

θ—以一个叶片为0起点旋转给定的不同的角度,rad。

3.如权利要求1所述的一种核主泵带长短叶片的对数螺旋线导叶的设计方法,其特征在于,对核主泵导叶叶片进行对数螺旋线延伸加大,叶片外径从导叶出口基圆中线开始逆时针逐渐加大,相应叶片则相应顺势延伸至外螺旋线处,其中外径最大的叶片出口边靠近蜗壳隔舌位置。

4.如权利要求1所述的一种核主泵带长短叶片的对数螺旋线导叶的设计方法,其特征在于,本发明采用长短叶片,且短叶片均匀分布于长叶片中间且靠近导叶出口外缘,短叶片为直叶片,短叶片的长度,数量及厚度由以下公式确定:(1)导叶短叶片叶片数:Z2=Z1

式中:

Z2—核主泵导叶短叶片叶片数,枚;

(2)导叶短叶片长度:式中:

Li—核主泵导叶相应各短叶片长度,mm;

(3)导叶短叶片厚度:式中:

δ4—核主泵导叶短叶片厚度,mm。

5.如权利要求1-4所述的一种核主泵带长短叶片的对数螺旋线导叶,其特征在于,所述导叶主要由导叶前盖板(17)、导叶短叶片(15),导叶长叶片(16)和导叶后盖板(18)四部分组成,根据核主泵的内部不对称的流线分布,对导叶外缘进行不对称的螺旋线型加大设计,并设计带有长短叶片(15),(16)。