阅读说明：本技术 可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵 (But angle of adjustment's spiral case spacer tongue subassembly and fuel centrifugal pump ) 是由 晁文雄 曹庆年 金文� 陈万强 李祥阳 范文雯 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵,包括蜗壳本体和隔舌,所述隔舌以可转动的方式安装于蜗壳本体内,所述隔舌的转动轴线平行于蜗壳本体进口轴线；本发明的蜗壳隔舌组件可提高离心泵在不同过流量工况下的效率,提高离心泵的能效值,而且通过上述角度调整可减小离心泵出口压力值脉动幅度,高频脉动成分减小,作用于蜗壳上的径向力数值和脉动幅度减小。(The invention discloses a volute partition tongue assembly with an adjustable angle and a fuel centrifugal pump, comprising a volute body and a partition tongue, wherein the partition tongue is rotatably arranged in the volute body, and the rotating axis of the partition tongue is parallel to the inlet axis of the volute body; the volute partition tongue assembly can improve the efficiency of the centrifugal pump under different over-flow working conditions, improve the energy efficiency value of the centrifugal pump, reduce the pulsation amplitude of the outlet pressure value of the centrifugal pump through the angle adjustment, reduce high-frequency pulsation components, and reduce the radial force value and the pulsation amplitude acting on the volute.)

可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，特别涉及一种可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵。

背景技术

现有的离心泵的蜗壳隔舌保持一定开启角度并直接固定在蜗壳内与蜗壳一体。对于民用离心泵工作状态单一，在额定工况下运转，始终处于高效区域，但是对于航空用离心泵，属于高速高压的燃油离心泵，它的工况较多而且多变，最小工况运行时间长而且流量是额定点流量的三分之一。发动机在大流量到小流量的范围内不停的切换，使得燃油离心泵处在一个多工况状态下工作，始终无法在最优效率区间运行，增大了耗油率，增加了成本。

为解决上述问题，需要一种可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵，使得蜗壳的使用效率提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可调整角度的蜗壳隔舌组件及燃油离心泵，该隔舌根据不同工况可调整隔舌的转动角度，使燃油离心泵的运行在高效区内。。

本发明的可调整角度的蜗壳隔舌组件，包括蜗壳本体和隔舌，所述隔舌以可转动的方式安装于蜗壳本体内，所述隔舌的转动轴线平行于蜗壳本体进口轴线。

进一步，还包括与蜗壳本体进口轴线平行设置的转轴，所述转轴转动配合安装于蜗壳本体内，所述隔舌与转轴传动配合，所述转轴一端穿过蜗壳本体侧壁伸至蜗壳本体外形成用于与外部驱动设备连接的驱动端，该驱动端与蜗壳本体转动密封配合。

进一步，所述蜗壳本体内具有位于隔舌两侧用于限制隔舌转动角度的挡片。

进一步，还包括压板，所述转轴靠近驱动端外圆处具有径向延伸的限位盘，所述蜗壳本体外壁具有内凹并与限位盘转动配合的限位槽，所述压板固定于蜗壳本体外壁并将限位盘压于限位槽内以实现转轴的轴向定位。

进一步，所述转轴驱动端外圆处与蜗壳本体侧壁之间通过密封圈承压密封。

进一步，所述隔舌的远端径向截面呈圆弧过渡。

进一步，所述隔舌从远端向近端厚度逐渐变大，所述隔舌近端处外套于转轴上并与转轴传动配合。

本发明还提供了一种燃油离心泵，所述燃油离心泵安装有上述所述的可调整角度的蜗壳隔舌组件。

本发明的有益效果：

本发明当燃油离心泵的流量处于额定流量状态时，隔舌处于基准角度θ处，使得整个燃油离心泵运行在高效公况区域；当飞机发动机处于巡航状态时，燃油离心泵的流量处于小流量状态，此时隔舌向扩散段侧摆动调节角度至θ1，可防止按着额定流量设计的蜗壳本体，在小流量状态时宽流道中流动带来的部分燃油回流到蜗壳扩散段进口造成阻塞流道，避免形成二次流、旋涡、回流等现象，避免燃油离心泵的容积损失和水力损失，提高了燃油离心泵在该工况下的效率；当飞机发动机处于爬坡或追逐等状态时，燃油离心泵的流量处于大流量状态，此时隔舌向远离扩散段侧摆动调节角度至θ2，该角度调节可防止按着额定流量设计的蜗壳本体，在大流量时部分燃油无法及时进入蜗壳扩散段进口，避免蜗壳本体内形成局部高速流和局部低压区，避免产生汽蚀现象，而且可避免还有部分燃油重新回流，从而避免二次流、旋涡、回流等现象，避免造成容积损失和水力损失；该结构可提高离心泵在不同过流量工况下的效率，提高离心泵的能效值，而且通过上述角度调整可减小离心泵出口压力值脉动幅度，高频脉动成分减小，作用于蜗壳上的径向力数值和脉动幅度减小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的C点放大结构示意图；

图3为图1的侧面剖视结构示意图；

图4为图1的轴面剖视结构示意图；

图5为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ°角度)；

图6为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ1°角度)；

图7为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ2°角度)；

图8为隔舌安装结构示意图；

图9为图8中E点放大结构示意图；

具体实施方式

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的C点放大结构示意图；图3为图1的侧面剖视结构示意图；图4为图1的轴面剖视结构示意图；图5为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ°角度)；图6为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ1°角度)；图7为图4中D点放大结构示意图(隔舌转到θ2°角度)；图8为隔舌安装结构示意图；图9为图8中E点放大结构示意图；

如图所示：本实施例的可调整角度的蜗壳隔舌组件，包括蜗壳本体1和隔舌2，所述隔舌以可转动的方式安装于蜗壳本体内，所述隔舌的转动轴线平行于蜗壳本体进口轴线。

结合图1至图4所示，蜗壳本体具有进口A和出口B，其中进口A轴线垂直于出口B轴线，其中隔舌安装于蜗壳本体靠近出口处，并隔离于蜗壳本体的螺旋线段与扩散段之间，其中扩散段经螺旋线段连接至出口B处，螺旋线段用于安装叶轮并与进口A处连通，隔舌的安装位置与现有结构的安装位置相同，具体不再赘述；

图5中，F线为与蜗壳出口平行的水平基准线，G线为隔舌中轴线，图5中F线和G线夹角为θ，图6中F线和G线夹角为θ1，图7中F线和G线夹角为θ2，其中θ1和θ2分别为正角度和负角度，结合图5所示，当燃油离心泵的流量处于额定流量状态时，隔舌处于基准角度θ处，使得整个燃油离心泵运行在高效公况区域；结合图6所示，当飞机发动机处于巡航状态时，燃油离心泵的流量处于小流量状态，此时隔舌向扩散段侧摆动调节角度至θ1处，可防止按着额定流量设计的蜗壳本体，在小流量状态时宽流道中流动带来的部分燃油回流到蜗壳扩散段进口造成阻塞流道，避免形成二次流、旋涡、回流等现象，避免燃油离心泵的容积损失和水力损失，提高了燃油离心泵在该工况下的效率；结合图7所示，当飞机发动机处于爬坡或追逐等状态时，燃油离心泵的流量处于大流量状态，此时隔舌向远离扩散段侧摆动调节角度至θ2处，该角度调节可防止按着额定流量设计的蜗壳本体，在大流量时部分燃油无法及时进入蜗壳扩散段进口，避免蜗壳本体内形成局部高速流和局部低压区，避免产生汽蚀现象，而且可避免还有部分燃油重新回流，避免二次流、旋涡、回流等现象，避免造成容积损失和水力损失；其中角度θ、θ1和θ2依据实际燃油离心泵的流量工况进行调整，其中θ1和θ2依据不同的流量工况不断调整，该结构可提高离心泵在不同过流量工况下的效率，提高离心泵的能效值，而且通过上述角度调整可减小离心泵出口压力值脉动幅度，高频脉动成分减小，作用于蜗壳上的径向力数值和脉动幅度减小。

本实施例中，还包括与蜗壳本体进口轴线平行设置的转轴3，所述转轴转动配合安装于蜗壳本体内，所述隔舌与转轴传动配合，所述转轴一端穿过蜗壳本体侧壁伸至蜗壳本体外形成用于与外部驱动设备连接的驱动端，该驱动端与蜗壳本体转动密封配合。结合图8和图9所示，通过转轴的设置利于对隔舌的控制调节，，蜗壳本体内部两个侧壁上可内凹形成轴承座，转轴通过两个轴承传动配合安装于该轴承座上，转轴一端位于蜗壳本体外形成了驱动端，该驱动端可设置内花键结构或者内方孔结构以便于与驱动设备动力输出端的传动配合，其中驱动设备可选用变频电机并配合编码器实现对转轴转动角度的精确调节，另外离心泵内可设置流量传感器，通过流量传感器将检查到的流量数据传送至控制系统中，通过控制系统的分析计算将转轴的转动角度传动给变频电机实现对变频电机的驱动，进而精确控制隔舌的角度，保证隔舌的角度与流量相匹配，实现燃油离心泵在各个流量工况下始终处于高效区域。

本实施例中，所述蜗壳本体内具有位于隔舌两侧用于限制隔舌转动角度的挡片7。结合图7所示，转轴位于两个挡片之间，转轴驱动隔舌转动时，隔舌抵在两个挡片之间进而限制隔舌的转动角度，通过两个挡片精确控制隔舌的转动范围，使得隔舌始终在可控和相对高效的范围内转动。

本实施例中，还包括压板5，所述转轴靠近驱动端外圆处具有径向延伸的限位盘8，所述蜗壳本体外壁具有内凹并与限位盘转动配合的限位槽，所述压板固定于蜗壳本体外壁并将限位盘压于限位槽内以实现转轴的轴向定位。结合图9所示，压板通过螺钉4紧固连接于蜗壳本体的外壁上，压板上开有供转轴驱动端穿过的通孔，压板压于限位盘的外端面，通过压板实现转轴的轴向定位，而且压板与限位盘贴合也助于转轴蜗壳本体之间的密封，其中压板与限位盘之间的结合面可设置密封圈实现密封，具体不再赘述；

本实施例中，所述转轴驱动端外圆处与蜗壳本体侧壁之间通过密封圈6承压密封。蜗壳本体侧壁上开设有安装孔，其中转轴与该安装孔转动配合，转轴外圆设置有密封槽，密封圈安装于该密封槽内，密封圈密封于转轴外圆与安装孔內圆之间，转轴外圆可轴向设置多道密封圈实现承压密封，通过该结构利于保证蜗壳本体的密封，可有效防止漏液现象的发生。

本实施例中，所述隔舌2的远端径向截面呈圆弧过渡。该处所述的径向以转轴为基准，远端为远离转轴一端，近端为靠近转轴一端，结合图5所示，隔舌的圆弧过渡的远端利于对流体介质形成良好的导流效果。

本实施例中，所述隔舌从远端向近端厚度逐渐变大，所述隔舌近端处外套于转轴上并与转轴传动配合。结合图5所示，该结构的隔舌即可保证足够的强度和刚度，同时也利于与转轴的配合安装。

本实施例还提供了一种燃油离心泵，所述燃油离心泵安装有上述所述的可调整角度的蜗壳隔舌组件。结合图1所示，燃油离心泵安装有可调整角度的蜗壳隔舌组件，燃油离心泵内还安装有叶轮等现有部件，具体不再赘述；

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。