專利名稱：無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，具體的說是一種用于中高壓、中壓和中低壓范圍離心式鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)上的離心式前向和后向葉輪，并且鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)工作時(shí)，在葉輪內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生漩渦分離，屬風(fēng)機(jī)葉輪。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)中用中高壓、中壓和中低壓離心式鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)中的前向和后向葉輪， 其葉片剖面形狀多為直板葉片、圓弧葉片、圓弧-直板組合葉片和飛機(jī)機(jī)翼型葉片等。除上述各種葉片之外，性能更好的葉片外形及葉輪，至今未見報(bào)道。實(shí)踐已經(jīng)證明，把帶有直板式的葉片，圓弧型葉片和二者組合式葉片的離心式前向和后向葉輪，應(yīng)用到工業(yè)上的中高壓、中壓和中低壓鍋爐鼓/引風(fēng)機(jī)上時(shí)，由于它們本身的氣動(dòng)性能差，使風(fēng)機(jī)的效率大為降低，平均效率一般為50 60%，如TO-48系列引風(fēng)機(jī)，而且噪聲很大，一般A升級(jí)噪聲LA大于90分貝，帶有飛機(jī)機(jī)翼型葉片的葉輪，雖然其氣動(dòng)性能較好，效率較高，但噪聲也較高， 同時(shí)它加工困難，成本高，使用時(shí)葉片易被煙氣中的微粒擊穿，因此失去動(dòng)平衡而報(bào)廢，使用壽命短。為此，本發(fā)明人經(jīng)過多年的開發(fā)實(shí)踐，研究出一種具有亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，并申請(qǐng)了專利，專利號(hào)為90218673. 6和97225678. 3，該產(chǎn)品在中高壓、中壓、中低壓范圍鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)上的應(yīng)用與同類風(fēng)機(jī)相比，可節(jié)能30%以上，噪聲下降5 10分貝。產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前，節(jié)能減排作為我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基本國策，為更好的提高風(fēng)機(jī)效率，降低噪聲，本發(fā)明人在原發(fā)明的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了改進(jìn)，比如在亞臨界葉型的進(jìn)口面上加一個(gè)整流筒(5)、在葉輪氣流出口圓周上加一個(gè)導(dǎo)流槽(6)、對(duì)葉片(1)的進(jìn)出口角β IA和 β 2Α進(jìn)行了調(diào)整。這樣就能確保葉輪內(nèi)部無分離漩渦產(chǎn)生，從而能進(jìn)一步提高風(fēng)機(jī)的效率和降低噪聲。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種啟動(dòng)性能更好、效率高且噪聲更低的供中高壓、 中壓和中低壓離心式鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)用的無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它主要由葉片(1)、輪轂O)、前盤(3)、后盤(4) 組成，其中前盤⑶和后盤⑷間固接有多個(gè)葉片⑴，輪轂⑵與后盤⑷固接，整流筒 (5)與前盤(3)相接，導(dǎo)流槽(6)設(shè)在前盤(3)和后盤的延伸部分，葉片(1)的型面是由兩條反向彎曲的二次曲線組成。其中所述葉片⑴的形狀，其葉片型線可為一組具有反向彎曲的二次曲線族，這兩條反向彎曲的二次曲線之間，可以由拐點(diǎn)直接連接，也可以通過一條過渡直線連接。其中二次曲線可以為圓弧、拋物線、雙曲線及按泰勒級(jí)數(shù)展開的二次三項(xiàng)式。
3[0009]其中對(duì)前向葉輪，葉片(1)的進(jìn)口安裝角β IA = 40° -90°，出口安裝角β2Α =90° -180°，對(duì)后向葉輪，葉片(1)的進(jìn)口安裝角β IA = 20° -70°，出口安裝角β 2Α =30° -85°。其特征還在于所述的多個(gè)葉片(1)的葉片個(gè)數(shù)可為6-18片。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，加工容易，使用壽命長(zhǎng)、效率高、噪聲低，全壓內(nèi)效率可大于85%，噪聲比一般同類風(fēng)機(jī)低5 10分貝，如果能夠廣泛推廣，在該行業(yè)每年能為國家節(jié)省電量30%以上，可大量降低二氧化碳排量。

附圖1為無分離流亞臨界葉型離心式后向葉輪的正視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為無分離流亞臨界葉型離心式后向葉輪的左視剖視示意圖。附圖3為無分離流亞臨界葉型離心式前向葉輪的正視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為無分離流亞臨界葉型離心式前向葉輪的左視剖視示意圖。附圖5為無分離流亞臨界葉型離心式前、后向葉輪的葉片型面曲線組合示意圖。
具體實(shí)施方式
附圖1和附圖3中的箭頭方向?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)方向，R2為葉輪半徑，由計(jì)算給出。附圖4中的DO為葉輪進(jìn)口直徑，bl為葉片進(jìn)口寬度，b2為葉片出口寬度，t為葉輪寬度，ΔΧ表示整流筒(5)的高度，AR表示導(dǎo)流槽(6)的高度。這些值均由給定的R2， 全壓P，流量Q及轉(zhuǎn)速η等已知參數(shù)計(jì)算出來。[0020]附圖5中的前向和后向葉片，均由正反彎曲的二次曲線彌合而成，這些二次曲線可以是圓弧線、拋物線、雙曲線和由泰勒級(jí)數(shù)展開的二次三項(xiàng)式等，具體使用哪兩種二次曲線彌合成葉片形狀，可根據(jù)初始條件和性能要求來確定，一旦葉片型面設(shè)計(jì)成型，它的加工就需用樣板和模具沖壓成型。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明參見附圖，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它主要由葉片1、輪轂2、前盤3、后盤4組成，其中前盤3和后盤4間固接有多個(gè)葉片1，輪轂2與后盤4固接，整流筒5與前盤3相接，導(dǎo)流槽6設(shè)在前盤3和后盤4的延伸部分，葉片1的型面是由兩條反向彎曲的二次曲線組成，對(duì)于葉片1的形狀，其葉片型線可為一組具有反向彎曲的二次曲線族，這兩條反向彎曲的二次曲線之間，可以由拐點(diǎn)直接連接，也可以通過一條過渡直線連接，對(duì)于葉片 1的二次曲線，可以為圓弧、拋物線、雙曲線及按泰勒級(jí)數(shù)展開的二次三項(xiàng)式。其中對(duì)前向葉輪，葉片1的進(jìn)口安裝角β IA = 40° -90°，出口安裝角β2Α = 90° -180°，對(duì)后向葉輪，葉片1的進(jìn)口安裝角β IA = 20° -70°，出口安裝角β 2Α = 30° -85°，葉片1的葉片個(gè)數(shù)可為6-18片。因?yàn)槿~輪是風(fēng)機(jī)的心臟，而葉輪中流道與葉片形狀又是影響葉輪和風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能的關(guān)鍵。假設(shè)進(jìn)入葉輪流道的氣體為理想氣體，從而可以在無粘流的基礎(chǔ)上，建立起氣體運(yùn)動(dòng)和葉型之間的微分方程。由于氣體帶有粘性，氣流在流道內(nèi)，葉片背風(fēng)面某處會(huì)產(chǎn)生分離，在分離點(diǎn)(壓力梯度為0點(diǎn))以后，氣流離開葉片表面形成漩渦，這是造成風(fēng)機(jī)低效率、 高噪聲的主要原因。要使氣流在分離點(diǎn)以后仍能在葉片背風(fēng)面附著于表面流過，則必須改變分離點(diǎn)以后的葉片型面，使它與氣流的流線重合。[0025]同時(shí)，作為引風(fēng)機(jī)，為了減少氣體中含有不同質(zhì)量微粒對(duì)葉片表面的摩擦、侵蝕和粘附作用，這些微粒最好是切于葉片表面流出，則方程中還應(yīng)加進(jìn)相切條件。一個(gè)葉片的形狀要同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，必須用一個(gè)協(xié)調(diào)方程來協(xié)調(diào)葉片的型面。這就形成了一個(gè)有兩條反向彎曲的二次曲線組成的葉型，改變不同的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)條件，葉片型面可為一組具有反向彎曲的二次曲線族，這兩條反向彎曲的二次曲線之間，可以直接由拐點(diǎn)連接，也可以通過一條直線過渡連接。根據(jù)此葉型的氣動(dòng)特性，在前兩個(gè)實(shí)用新型的專利(90218673. 6及 97225678. 3)中，都將它命名為亞臨界葉型。之后，十多年的使用經(jīng)驗(yàn)證明，由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的復(fù)雜性，用上述數(shù)學(xué)處理的方法，所求出的壓力梯度為零的臨界點(diǎn)，即氣流分離的起始點(diǎn)，在某些情況下，其理論計(jì)算值與實(shí)際值之間不一定會(huì)完全吻合，可能會(huì)出現(xiàn)一段距離，葉型的拐點(diǎn)與實(shí)際氣流分離點(diǎn)就不會(huì)重合，這必然導(dǎo)致亞臨界葉型風(fēng)機(jī)性能的降低，即效率會(huì)有所下降，噪聲也會(huì)有所提高。為使葉型的拐點(diǎn)能與實(shí)際的分離點(diǎn)吻合，確保風(fēng)機(jī)性能不會(huì)下降，本次實(shí)用新型在亞臨界葉輪進(jìn)口增加一個(gè)整流筒5 ；在亞臨界葉輪出口增加一個(gè)導(dǎo)流槽6 ；改變了葉片1的進(jìn)口形狀和增加進(jìn)口處葉片1的面積；使葉輪內(nèi)部與氣流相接觸的所有表面，從原始的未加工狀態(tài)改變成較光滑的表面；將葉片1的進(jìn)出口角β IA和β 2Α及葉片個(gè)數(shù)做某些變化。這些改進(jìn)，能夠有效確保葉輪內(nèi)部不會(huì)產(chǎn)生漩渦分離，增加了葉片進(jìn)口處的有用功，進(jìn)一步提高了風(fēng)機(jī)效率和降低了噪聲。
權(quán)利要求1.一種無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，它主要由葉片(1)、輪轂O)、前盤 (3)、后盤⑷組成，其特征在于前盤(3)和后盤⑷間固接有多個(gè)葉片(1)，輪轂(2)與后盤⑷固接，整流筒(5)與前盤(3)相接，導(dǎo)流槽(6)設(shè)在前盤(3)和后盤⑷的延伸部分，葉片(1)的型面是由兩條反向彎曲的二次曲線組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，其特征在于組成葉片(1)型面的兩條反向二次曲線可以為圓弧、拋物線、雙曲線及按泰勒級(jí)數(shù)展開的二次三項(xiàng)式。 專利摘要本實(shí)用新型涉及一種無分離流亞臨界葉型的離心式前、后向葉輪，它主要由葉片(1)、輪轂(2)、前盤(3)、后盤(4)組成，其中前盤(3)和后盤(4)間固接有多個(gè)葉片(1)，輪轂(2)與后盤(4)固接，整流筒(5)與前盤(3)相接，導(dǎo)流槽(6)設(shè)在前盤(3)和后盤(4)的延伸部分，葉片(1)的型面是由兩條反向彎曲的二次曲線組成，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，加工容易，使用壽命長(zhǎng)、效率更高、噪聲更低，全壓內(nèi)效率可大于85％，噪聲比一般同類風(fēng)機(jī)低5～10分貝。
文檔編號(hào)F04D29/30GK201963595SQ20112000205
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者陳謨 申請(qǐng)人:陳謨