離心式斜流葉輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種電力機(jī)車離心式軸流牽引通風(fēng)機(jī)用離心式斜流葉輪。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)車領(lǐng)域，由于受空間限制，很多通風(fēng)機(jī)都要求采用軸流通風(fēng)機(jī)。在很多特殊位置，例如為牽引電機(jī)配套的冷卻風(fēng)機(jī)，受相關(guān)零件結(jié)構(gòu)限制，其通風(fēng)管路設(shè)計(jì)得很復(fù)雜，導(dǎo)致通風(fēng)阻力大，一般的單級(jí)軸流風(fēng)機(jī)和軸流式斜(混)流風(fēng)機(jī)都無(wú)法提供需要的壓力，而多級(jí)通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高昂。在這種前提下，出現(xiàn)了采用離心葉輪和軸流風(fēng)筒互相配合的離心式軸流風(fēng)機(jī)。但是，現(xiàn)有離心式軸流風(fēng)機(jī)都是直接把離心風(fēng)機(jī)的葉輪安裝到軸流風(fēng)機(jī)中使用，并沒(méi)有真正意義上的離心式軸流葉輪，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)效率低、噪音大，不能適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)車的發(fā)展需要。
[0003]因此，如何設(shè)計(jì)一種具有高效、高壓、低噪音的離心式軸流風(fēng)機(jī)葉輪成為目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種專門為離心式軸流通風(fēng)機(jī)研制的離心式斜流葉輪。本發(fā)明主要通過(guò)對(duì)葉輪前盤和葉輪后盤的設(shè)計(jì)，從而具備離心葉輪的高效、高壓、
低噪音等特性。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下:
[0006]—種離心式斜流葉輪，其特征在于:所述離心式斜流葉輪的葉輪前盤是自所述葉輪前盤內(nèi)緣向所述葉輪前盤外緣軸向方向、向低處延伸的弧面，葉輪后盤是自所述葉輪后盤外緣向所述葉輪后盤中心位置、軸向向高處延伸的斜面；所述葉輪前盤和所述葉輪后盤之間連接有多個(gè)葉片，所述葉輪前盤和所述葉輪后盤構(gòu)成一個(gè)傾斜的擴(kuò)壓流道；導(dǎo)流罩固定在所述離心式斜流葉輪的中心上。上述離心式斜流葉輪的設(shè)計(jì)形式更促使從離心式斜流葉輪流道中流出的氣流更容易轉(zhuǎn)向軸流。
[0007]進(jìn)一步地，所述葉輪后盤的斜面傾斜角α為所述葉輪后盤與徑向夾角，所述斜面傾斜角α通過(guò)所述通風(fēng)機(jī)的靜壓和軸向尺寸確定，所述斜面傾斜角α在5° -45°之間取值。設(shè)計(jì)靜壓越低、軸向尺寸裕度越大，則斜面傾斜角α越大，反之，則越小。
[0008]進(jìn)一步地，所述離心式斜流葉輪的出口為傾斜式出口，與軸向形成葉片出口傾斜角β，所述葉片出口傾斜角β通過(guò)靜壓和與其配合使用的通風(fēng)機(jī)的內(nèi)、外風(fēng)筒直徑比確定，所述葉片出口傾斜角β在10° -35°之間取值。在限定空間尺寸的前提下，設(shè)計(jì)靜壓越高，則葉片出口傾斜角β越??；內(nèi)、外風(fēng)筒直徑比越大，則葉片出口傾斜角β越大。上述傾斜式出口的設(shè)計(jì)使離內(nèi)風(fēng)筒最近的葉輪后盤的直徑尺寸更小，有利于抑制氣流從徑向轉(zhuǎn)向軸向時(shí)引起的脫流。
[0009]較現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)通過(guò)離心式斜流葉輪的葉輪前盤和葉輪后盤的設(shè)計(jì)，從而具備離心葉輪的高效、高壓、低噪音等特性，同時(shí)具備軸流葉輪的大流量等特性，其綜合性能大大超越了現(xiàn)有離心式軸流風(fēng)機(jī)葉輪的性能。再配合相應(yīng)的通風(fēng)機(jī)使用，可實(shí)現(xiàn)通風(fēng)機(jī)靜壓效率提高，靜壓效率超過(guò)70 %，基本達(dá)到了目前離心通風(fēng)機(jī)中的較好水平；基于上述理由本發(fā)明可廣泛推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0011]圖1是本發(fā)明的離心式斜流葉輪的剖視圖。
[0012]圖2是本發(fā)明的離心式斜流葉輪應(yīng)用到軸流牽引通風(fēng)機(jī)內(nèi)的剖視圖1。
[0013]圖3是本發(fā)明的離心式斜流葉輪應(yīng)用到軸流牽引通風(fēng)機(jī)內(nèi)的剖視圖1I。
[0014]圖中:1、密封海綿橡膠圈2、集流器3、過(guò)渡法蘭4、離心式斜流葉輪5、導(dǎo)流罩
6、導(dǎo)風(fēng)筒7、電機(jī)8、接線盒9、葉輪前盤10、導(dǎo)流板11、葉輪后盤12、導(dǎo)流環(huán)13、電機(jī)法蘭14、內(nèi)風(fēng)筒法蘭15、內(nèi)風(fēng)筒16、后導(dǎo)葉17、外風(fēng)筒18、出口 19、葉片。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)施例以本發(fā)明離心斜流式葉輪應(yīng)用到離心式軸流牽引通風(fēng)機(jī)中為例，這樣能更好的說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。
[0016]如圖2、圖3所示，離心式軸流牽引通風(fēng)機(jī)包括豎直安裝在電力機(jī)車上的導(dǎo)風(fēng)筒6，所述導(dǎo)風(fēng)筒6包括外風(fēng)筒17和通過(guò)后導(dǎo)葉16連接的內(nèi)風(fēng)筒15，所述外風(fēng)筒17的底部設(shè)有接線盒8 ;所述后導(dǎo)葉16與所述內(nèi)風(fēng)筒15和所述外風(fēng)筒17為插入式焊接結(jié)構(gòu)，所述外風(fēng)筒17的端面法蘭上設(shè)有密封海綿橡膠圈1，密封海綿橡膠圈有很好的可壓縮性，在安裝在電力機(jī)車上時(shí)，可以通過(guò)擠壓密封海綿橡膠圈起到密封連接作用。
[0017]通過(guò)過(guò)渡法蘭3與所述外風(fēng)筒17的端面法蘭連接的集流器2 ;
[0018]安裝在所述內(nèi)風(fēng)筒15的內(nèi)風(fēng)筒法蘭14上的電機(jī)7 ;電機(jī)法蘭13坐裝固定在內(nèi)風(fēng)筒法蘭14上；所述導(dǎo)風(fēng)筒6、所述電機(jī)7均采用鋁合金材質(zhì)制作而成。
[0019]固定在所述電機(jī)7的電機(jī)軸上的離心式斜流葉輪4，如圖1所示，所述離心式斜流葉輪4的葉輪前盤9是自所述葉輪前盤9內(nèi)緣向所述葉輪前盤9外緣軸向方向、向低處延伸的弧面，葉輪后盤11是自所述葉輪后盤11外緣向所述葉輪后盤11中心位置、軸向向高處延伸的斜面；所述葉輪前盤9和所述葉輪后盤11之間連接有多個(gè)葉片19，所述葉輪前盤9和所述葉輪后盤11構(gòu)成一個(gè)傾斜的擴(kuò)壓流道；導(dǎo)流罩5固定在所述離心式斜流葉輪4的中心上。
[0020]如圖1所示，所述葉輪后盤11的斜面傾斜角α為所述葉輪后盤11與徑向夾角，所述斜面傾斜角α通過(guò)所述通風(fēng)機(jī)的靜壓和軸向尺寸確定，所述斜面傾斜角α在5° -45°之間取值。
[0021]所述離心式斜流葉輪4的出口 18為傾斜式出口，與軸向形成葉片出口傾斜角β，所述葉片出口傾斜角β通過(guò)靜壓和與其配合使用的通風(fēng)機(jī)的內(nèi)、外風(fēng)筒直徑比確定，所述葉片出口傾斜角β在10° -35°之間取值。
[0022]例如，需要實(shí)現(xiàn)4000Pa的高靜壓要求，同時(shí)控制風(fēng)機(jī)徑向尺寸在限定范圍內(nèi)，需要選擇較小的斜面傾斜角α角，斜面傾斜角α角為15°，選擇較大的葉片出口傾斜角β角，葉片出口傾斜角β角為30°。
[0023]所述葉片前盤9的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流板10，所述導(dǎo)流板10與所述外風(fēng)筒17配合使靠近所述葉輪前盤9流出的空氣逐漸轉(zhuǎn)為軸向流動(dòng)。導(dǎo)風(fēng)筒6要把氣流動(dòng)能轉(zhuǎn)換為壓力能，并減少能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損失，提高靜壓效率。而導(dǎo)流板10與外風(fēng)筒17的配合可以迫使靠近葉輪前盤9流出的空氣逐漸轉(zhuǎn)為軸向流動(dòng)，同時(shí)能夠大大減少空氣向前回流，減輕空氣在集流器2、葉輪前盤9和外風(fēng)筒17形成的腔內(nèi)的渦流烈度，降低能量損失，提高通風(fēng)機(jī)效率。
[0024]通過(guò)調(diào)整所述內(nèi)風(fēng)筒法蘭14的直徑大小從而調(diào)整所述內(nèi)風(fēng)筒15的進(jìn)氣端口徑，使得所述導(dǎo)風(fēng)筒6為擴(kuò)壓式風(fēng)道；所述內(nèi)風(fēng)筒15上設(shè)有導(dǎo)流環(huán)12，所述導(dǎo)流環(huán)12與所述導(dǎo)流板10、所述外風(fēng)筒17形成一個(gè)漸縮流道。空氣從葉輪流出時(shí)，其切向分速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于軸向分速度，即空氣的離心力遠(yuǎn)大于軸向流動(dòng)的慣性力，必然在葉輪后盤11與內(nèi)風(fēng)筒15之間的過(guò)渡段形成很大的渦流。為了限制渦流的發(fā)展，降低渦流損失，本發(fā)明把內(nèi)風(fēng)筒15進(jìn)氣端放大，即內(nèi)風(fēng)筒法蘭14直徑變大，減小渦流發(fā)展空間，使導(dǎo)風(fēng)筒6成為擴(kuò)壓式風(fēng)道。導(dǎo)流環(huán)12與導(dǎo)流板10、外風(fēng)筒17形成的漸縮流道，能夠引導(dǎo)空氣順流道通暢地流動(dòng)，進(jìn)一步減少氣流分離。擴(kuò)大內(nèi)風(fēng)筒15進(jìn)氣端和增加導(dǎo)流環(huán)12的結(jié)構(gòu)可使通風(fēng)機(jī)仿真計(jì)算靜壓效率提高近2%。
[0025]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種離心式斜流葉輪，其特征在于:所述離心式斜流葉輪的葉輪前盤是自所述葉輪前盤內(nèi)緣向所述葉輪前盤外緣軸向方向、向低處延伸的弧面，葉輪后盤是自所述葉輪后盤外緣向所述葉輪后盤中心位置、軸向向高處延伸的斜面；所述葉輪前盤和所述葉輪后盤之間連接有多個(gè)葉片，所述葉輪前盤和所述葉輪后盤構(gòu)成一個(gè)傾斜的擴(kuò)壓流道；導(dǎo)流罩固定在所述離心式斜流葉輪的中心上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式斜流葉輪，其特征在于:所述葉輪后盤的斜面傾斜角α為所述葉輪后盤與徑向夾角，所述斜面傾斜角α通過(guò)所述通風(fēng)機(jī)的靜壓和軸向尺寸確定，所述斜面傾斜角α在5° -45°之間取值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式斜流葉輪，其特征在于:所述離心式斜流葉輪的出口為傾斜式出口，與軸向形成葉片出口傾斜角β，所述葉片出口傾斜角β通過(guò)靜壓和與其配合使用的通風(fēng)機(jī)的內(nèi)、外風(fēng)筒直徑比確定，所述葉片出口傾斜角β在10° -35°之間取值。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種離心式斜流葉輪，其特征在于：所述離心式斜流葉輪的葉輪前盤是自所述葉輪前盤內(nèi)緣向所述葉輪前盤外緣軸向方向、向低處延伸的弧面，葉輪后盤是自所述葉輪后盤外緣向所述葉輪后盤中心位置、軸向向高處延伸的斜面；所述葉輪前盤和所述葉輪后盤之間連接有多個(gè)葉片，所述葉輪前盤和所述葉輪后盤構(gòu)成一個(gè)傾斜的擴(kuò)壓流道；導(dǎo)流罩固定在所述離心式斜流葉輪的中心上。本發(fā)明主要通過(guò)對(duì)葉輪前盤和葉輪后盤的設(shè)計(jì)，從而具備離心葉輪的高效、高壓、低噪音等特性，同時(shí)具備軸流葉輪的大流量等特性，其綜合性能大大超越了現(xiàn)有離心式軸流風(fēng)機(jī)葉輪的性能。
【IPC分類】F04D29/32, F04D29/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105351250
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510964800
【發(fā)明人】李廷金, 王越, 王本義
【申請(qǐng)人】中車大連機(jī)車研究所有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日