專利名稱：無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種輸送氣體或含塵氣體的離心風(fēng)機(jī)，尤其是指輸送氣體時(shí)，氣體通過(guò)其葉輪流道時(shí)不變形的離心風(fēng)機(jī)。屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)(見(jiàn)附圖1)，其葉片在葉輪上呈扇形布置(見(jiàn)圖1中俯視圖的DH和CG)，扇形布置構(gòu)成了扇形流道DCGH，扇形流道屬于漸擴(kuò)形流道，其進(jìn)風(fēng)口橫截面ABCD小于出風(fēng)口截面EFGH，從而產(chǎn)生渦流和摩阻。
產(chǎn)生摩擦阻力的原因在圖2中，AD、BC為扇形布置的兩只直板式葉片，由ABCD組成的流道中，進(jìn)風(fēng)口小于出風(fēng)口，即DC＜AB。在圖2中的a、b、c區(qū)域內(nèi)，流體質(zhì)點(diǎn)m在c點(diǎn)時(shí)的能量為mc(指壓力能和速度能)最低，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下質(zhì)點(diǎn)m由c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，能量由mc增加到mb，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)m繼續(xù)由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)，則能量由mb增至最高點(diǎn)ma。因此，能量ma＞mb＞mc，圖2中，a點(diǎn)為高壓區(qū)，b點(diǎn)為中壓區(qū)，c點(diǎn)為低壓區(qū)。在漸擴(kuò)形流道ABCD中，就葉片和流體而言，流體是被動(dòng)的，葉片是主動(dòng)的。當(dāng)葉輪以順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，流體必然緊貼在葉片AD上運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榱鞯赖倪M(jìn)風(fēng)口寬度為DC，流體從DC進(jìn)入流道并緊貼葉片AD運(yùn)動(dòng)時(shí)，必然形成一個(gè)相似菱形體，其投影面為AeCD，且ec∥AD。由Bce組成的曲邊三角形中，eB為高壓區(qū)，C為低壓區(qū)。當(dāng)流體從進(jìn)風(fēng)口CF進(jìn)入流道BEFC后，沿著葉片CB運(yùn)動(dòng)而形成相似菱形從出風(fēng)口Bf排出時(shí)，由于蝸殼流道的整流作用，迫使流體繞過(guò)B點(diǎn)沿著葉片BC進(jìn)入Bce三角區(qū)，從高壓區(qū)B點(diǎn)向低壓區(qū)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，其中一部分在Bce三角區(qū)內(nèi)形成渦流沿著Ce流線旋出葉輪，另一部分流體在Bce三角區(qū)C點(diǎn)附近穿過(guò)Ce流線“摻和”到AeCD中去。由于這部分流體的“摻和”，從進(jìn)風(fēng)口DC進(jìn)入的流體數(shù)量就會(huì)減少，即高能量流體重新進(jìn)入低能量流體中進(jìn)行再次加能，并影響ABCD流道中流體的進(jìn)入量。這對(duì)風(fēng)機(jī)效率是一種損失。由此可見(jiàn)，有漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的最大弱點(diǎn)在于其漸擴(kuò)流道上。因?yàn)橛袧u擴(kuò)就有渦流，有渦流就有摩擦，有“摻和”、有損失。
為了減少“葉輪流道進(jìn)風(fēng)口截面積小、出風(fēng)口截面積大造成的渦流損失”，設(shè)計(jì)人員將葉輪的前盤設(shè)計(jì)成錐形見(jiàn)圖3中的JILK，于是，圖中葉輪的進(jìn)風(fēng)口ABCD的截面積＝出風(fēng)口EFGH的截面積。這種葉輪雖然進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口的截面積相等，但是，圖3中流道的進(jìn)風(fēng)口ABCD是一個(gè)長(zhǎng)方形，出風(fēng)口EFGH也是一個(gè)長(zhǎng)方形，當(dāng)空氣高速通過(guò)流道時(shí)，空氣由一個(gè)長(zhǎng)方形變成另一個(gè)長(zhǎng)方形，其變形量大，內(nèi)摩擦阻力也大。因此，這種風(fēng)機(jī)也不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)葉輪流道內(nèi)產(chǎn)生的渦流和內(nèi)摩擦阻力，本實(shí)用新型提供了一種無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)(見(jiàn)圖4)。圖中1、葉輪流道，2、主葉片，3、附葉片，4、圍板。其中，主葉片、附葉片和圍板均按照?qǐng)D紙規(guī)定的位置焊接在葉輪的前、后輪盤上，并對(duì)主葉片、附葉片和圍板進(jìn)行首尾相連地焊接。這樣，主葉片、附葉片和圍板在葉輪上就形成一個(gè)封閉空心體，由于本圖中共有6個(gè)相同的封閉空心體，并均勻地分布在葉輪上，構(gòu)成了6條相同的平行流道，流道內(nèi)任意橫截面的幾何形狀均相等。
現(xiàn)有風(fēng)機(jī)葉輪流道從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口其橫截面是逐漸擴(kuò)大的漸擴(kuò)型流道，容易產(chǎn)生渦流和內(nèi)摩阻。本文中的無(wú)漸擴(kuò)葉輪流道、空氣通過(guò)時(shí)不變形，不產(chǎn)生渦流和內(nèi)摩阻。
為了檢驗(yàn)本實(shí)用新型的實(shí)用價(jià)值，特將圖1中的葉輪改成圖5中的葉輪，后來(lái)又將圖5中的葉輪改成圖6中的葉輪，經(jīng)過(guò)兩次改進(jìn)，第一次是將有漸擴(kuò)改成無(wú)漸擴(kuò)，第二次是在每個(gè)流道中間增加一只葉片，葉輪直徑、厚度均未改動(dòng)。在改造前后都進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)下表

三次測(cè)試時(shí)(測(cè)試正壓時(shí)，封閉出風(fēng)口。測(cè)試負(fù)壓時(shí)，封閉進(jìn)風(fēng)口)，葉輪轉(zhuǎn)速均為1650r/min。測(cè)試正壓各值時(shí)，同時(shí)測(cè)試其對(duì)應(yīng)電流值，其值基本相等。測(cè)試負(fù)壓各值時(shí)，其對(duì)應(yīng)的電流值也相同。
從第一次測(cè)試和第二次測(cè)試的結(jié)果可以看出，在耗能相等的情況下，無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)比現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓提高500～950Pa。第三次測(cè)試是為了繼續(xù)提高無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的壓力進(jìn)行試驗(yàn)的測(cè)試。
現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作效率低。無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用鋼材稍多一些，造價(jià)相應(yīng)高一些，工作效率高、使用范圍廣，特別適用于中、高壓的場(chǎng)合。
無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的主、附葉片，按其作用面的傾向可以是前向、后向、徑向和混合向四種，按其形狀，可以是前彎、后彎和徑彎三種，無(wú)論形狀和傾向如何變化，但其流道始終保持無(wú)漸擴(kuò)。


圖1-雙盤(以下從略)，6流道，直板式葉片，有漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖2-6流道，直板式葉片，有漸擴(kuò)葉輪工作原理及渦流分析圖；圖3-6流道，有漸擴(kuò)錐形前盤葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖4-無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖中(1)-無(wú)漸擴(kuò)葉輪流道，(2)-主葉片，(3)-附葉片，(4)-圍板；圖5-6流道，無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖6-12流道，無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖7-8流道，無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖8-16流道，無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖9-6流道，后彎、無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖；圖10-12流道，后彎，無(wú)漸擴(kuò)葉輪結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖4為無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖，圖中的蝸殼與傳統(tǒng)離心風(fēng)機(jī)的蝸殼相似。這里只說(shuō)明無(wú)漸擴(kuò)葉輪的實(shí)施方式無(wú)漸擴(kuò)葉輪由前盤、后盤、主葉片(2)、附葉片(3)及圍板(4)組成。其中，主葉片(2)、附葉片(3)和圍板(4)均與前、后盤焊接，并且將主葉片(2)、附葉片(3)和圍板(4)相互之間首尾焊接。因此，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。由于主葉片(2)、附葉片(3)、圍板(4)的首尾相連，構(gòu)成了一個(gè)曲邊三角形，本圖中共有6個(gè)均勻分布的曲邊三角形，由此構(gòu)成了6條平行流道，見(jiàn)圖中的流道(1)。平行流道即無(wú)漸擴(kuò)流道，由此構(gòu)成無(wú)漸擴(kuò)葉輪。
權(quán)利要求1.無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)，包括無(wú)漸擴(kuò)葉輪，其特征是葉片在葉輪上的排列構(gòu)成了等截面流道，即流道內(nèi)從進(jìn)風(fēng)口到出風(fēng)口任意橫截面的幾何形狀均相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)，其特征在于無(wú)漸擴(kuò)葉輪上葉片的布置可分為前向、徑向、后向及前彎、徑彎、后彎和機(jī)翼形，但其流道始終保持無(wú)漸擴(kuò)的形式即流道內(nèi)任意橫截面或任意法線橫截面均相等。
專利摘要一種無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)，屬于環(huán)保領(lǐng)域(含塵氣體的輸送裝置)。其整體由蝸殼、葉輪、機(jī)座及傳動(dòng)件構(gòu)成。葉輪是風(fēng)機(jī)的核心部件，它的主葉片、附葉片和圍板固定在葉輪的前、后輪盤上。在每一個(gè)流道上，由于主葉片和附葉片的平行布置，構(gòu)成了平行流道，流道內(nèi)任意橫截面的幾何形狀均相等，沒(méi)有漸擴(kuò)現(xiàn)象，因此稱為無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)。無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)與現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)相比較，在葉輪直徑相同、流道數(shù)量相等、轉(zhuǎn)速相同、耗電量相等的情況下，無(wú)漸擴(kuò)葉輪離心風(fēng)機(jī)的全壓明顯高于現(xiàn)有離心風(fēng)機(jī)的全壓。
文檔編號(hào)F04D29/28GK2718289SQ20032011576
公開(kāi)日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2003年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月4日
發(fā)明者陳陽(yáng)寶 申請(qǐng)人:陳陽(yáng)寶