一種鍋爐給水泵葉片徑向結構的製作方法

2023-06-12 11:22:56

專利名稱：一種鍋爐給水泵葉片徑向結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及水泵處理設備技術領域，特別是涉及一種有效降低葉片流道內的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能的鍋爐給水泵葉片徑向結構。
背景技術：
葉輪是泵重要的過流和做功部件，其葉輪的軸面、葉片形狀對泵的性能影響較大。葉片厚度是決定泵性能的主要因素之一，其葉片厚度的設計直接影響水泵的性能。計算機技術的迅猛發展為離心泵設計研究帶來了理想的手段。CFX軟體在離心泵設計工作中的應用，對離心泵設計水平的提高有著非常重要的意義，為離心泵的研發工作 帶來了良好的前景。目前，鍋爐給水泵的研發技術正在從傳統的「相似設計一試製一試驗一改進」的低效率反覆手工過程向「數值計算——數值優化設計——試製——試驗驗證」的全過程的數值優化設計過渡，權利人利用該技術已經成功完成300MW等級、600MW等級鍋爐給水泵的研發設計工作。FK6A40型鍋爐給水泵主要應用於1000MW等級超(超)臨界火電發電機組50%容量鍋爐給水泵，在對其進行研發設計過程中發現葉片徑向厚度分布直接影響葉片與流體的作用面積和泵內流場分布，進而影響葉輪水力性能，因此對葉片徑向厚度分布進行優化對提升FK6A40型鍋爐給水泵性能至關重要。

實用新型內容針對上述問題，本實用新型的主要目的在於提供一種有效降低葉片流道內的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能的鍋爐給水泵葉片徑向厚度結構。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種鍋爐給水泵葉片徑向結構，包括前蓋板和後蓋板，所述前蓋板和後蓋板之間焊接有與前蓋板和後蓋板均垂直的葉片，所述葉片與前蓋板和後蓋板結合部位均為葉片根部，葉片根部與前蓋板接觸的面的厚度和葉片根部與後蓋板接觸的面的厚度相等，所述接觸的面與葉片之間呈靠近葉片部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型。在本實用新型的一個具體實施例子中，所述接觸的面的厚度大於3mm。本實用新型的積極進步效果在於本實用新型提供的鍋爐給水泵葉片徑向結構具有以下優點I.本實用新型中優化的葉片徑向厚度分布具有葉片根部與前後蓋板連接處厚度較薄的特點，這不僅能有效降低葉片流道內的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。2.本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與後板連接處厚度互為相等，可以保證流道內結構對稱性，防止產生徑向的流體擾動，其最小厚度應大於3mm，旨在保證結構強度和疲勞壽命滿足鍋爐給水泵的設計要求。3.本實用新型採用葉片根部削薄後再局部倒圓角並控制圓角半徑為4mm,可以避免流道內出現尖角，光順流線分布，防止葉片根部產生局部渦結構，從而影響鍋爐給水泵的水力性能和抗氣蝕性能，有效降低泵在運行時噪聲。

圖I是本實用新型中一種基於CFX軟體對FK6A40型鍋爐給水泵葉片的設計方法流程示意圖。圖2是本實用新型葉片徑向厚度優化前結構示意圖。圖3是本實用新型葉片徑向厚度優化後結構示意圖。
具體實施方式
·為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。圖3是本實用新型葉片徑向厚度優化後結構示意圖。如圖3所示本實用新型提供的鍋爐給水泵葉片徑向厚度結構，包括前蓋板2和後蓋板3，前蓋板2和後蓋板3之間焊接有與前蓋板2和後蓋板3均垂直的葉片5,葉片5與前蓋板2和後蓋板3結合部位均為葉片根部1，葉片根部I與前蓋板2接觸的面的厚度和葉片根部I與後蓋板3接觸的面的厚度相等，接觸的面與葉片5之間呈靠近葉片5部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型，接觸的面的厚度大於3mm。下面是本實用新型的一個設計的具體實施例子如圖I所示，本實用新型提供的基於CFX軟體對FK6A40型鍋爐給水泵葉片的設計方法流程示意圖，步驟如下模型建立使用UG軟體建立FK6A40型鍋爐給水泵整體內部流場模型。將UG軟體建立的模型通過中間三維模型格式「stp. 」導出，其包含完整的模型幾何信息。網格方法利用ANSYS-MESH軟體繪製計算網格，整個計算在單級的全流道內進行，忽略級間洩露的影響。在葉片近壁面、頭尾緣等流動複雜區域，對網格局部加密以提高這些區域內的解析度。數值方法CFX求解計算採用標準k- ε湍流模型，壓力和速度的耦合採用SIMPLE算法。壓力方程的離散採用標準格式，動量方程、湍動能和耗散率輸運方程的離散採用二階迎風格式。如圖2所示，普通型離心泵葉片徑向厚度分布方式為等厚分布，但這種葉片徑向厚度分布方式無法滿足FK6A40型鍋爐給水泵的性能設計要求，因此，通過利用CFX軟體優化葉片徑向厚度，如圖3所示，對葉片根部I與前蓋板2和後蓋板3連接處削薄，其最小厚度處4應大於3mm，並保證葉片與前板連接處厚度和葉片與後板連接處厚度互為相等。最後對削薄處局部倒圓角處理，倒圓角半逕取值為4_。可以增加葉片5和流體的作用面積,優化內部流場分布，從而進一步提高FK6A40型鍋爐給水泵水力性能。本實用新型中優化的葉片徑向厚度分布具有葉片根部與前後蓋板連接處厚度較薄的特點，這不僅能有效降低葉片流道內的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與後板連接處厚度互為相等，可以保證流道內結構對稱性，防止產生徑向的流體擾動，其最小厚度應大於3mm，旨在保證結構強度和疲勞壽命滿足FK6A40型鍋爐給水泵的設計要求。本實用新型採用葉片根部削薄後再局部倒圓角並控制圓角半徑為4mm,可以避免流道內出現尖角，光順流線分布，防止葉片根部產生局部渦結構，從而影響FK6A40型鍋爐給水泵的水力性能和抗氣蝕性能，有效降低泵在運行時噪聲。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內，本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。·
權利要求1.一種鍋爐給水泵葉片徑向結構，其特徵在於所述結構包括前蓋板(2)和後蓋板(3),所述前蓋板(2)和後蓋板(3)之間焊接有與前蓋板(2)和後蓋板(3)均垂直的葉片(5),所述葉片(5)與前蓋板(2)和後蓋板(3)結合部位均為葉片根部(1)，所述葉片根部(I)與前蓋板(2)接觸的面的厚度和葉片根部(I)與後蓋板(3)接觸的面的厚度相等，所述接觸的面與葉片(5)之間呈靠近葉片(5)部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型。
2.根據權利要求I所述的鍋爐給水泵葉片徑向結構，其特徵在於所述接觸的面的厚度大於3_。
專利摘要本實用新型涉及一種鍋爐給水泵葉片徑向結構，包括前蓋板和後蓋板，前蓋板和後蓋板之間焊接有與前蓋板和後蓋板均垂直的葉片，葉片與前蓋板和後蓋板結合部位均為葉片根部，葉片根部與前蓋板接觸的面的厚度和葉片根部與後蓋板接觸的面的厚度相等，接觸的面與葉片之間呈靠近葉片部分粗、靠近接觸的面部分細的圓臺型，接觸的面的厚度大於3mm。本實用新型不僅能有效降低葉片流道內的端部損失，而且能增強葉片與流體的作用面積，提高該泵的整體水力性能。本實用新型中葉片與前板連接處厚度和葉片與後板連接處厚度互為相等，可以保證流道內結構對稱性，防止產生徑向的流體擾動，其最小厚度應大於3mm。
文檔編號F04D29/24GK202707598SQ201220333288
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者鄭昱, 蔡國建, 成曉偉 申請人:上海電力修造總廠有限公司