一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)，特別涉及一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片的低成本短周期的改型結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)機(jī)是以氣體為介質(zhì)，將機(jī)械能傳遞給氣體，提高壓力并抽吸或壓送氣體的機(jī)械，通常包括通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)。其在電力、冶金、化工、水泥等行業(yè)，均有非常廣泛的應(yīng)用，并且是工業(yè)領(lǐng)域的主要耗能機(jī)械之一。根據(jù)工作原理和結(jié)構(gòu)形式，風(fēng)機(jī)分為容積式和葉片式兩大類，容積式又分為回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，而葉片式又分為離心式、軸流式和混流式。
[0003]眾所周知，常規(guī)的離心風(fēng)機(jī)葉輪根據(jù)葉片形狀的不同分為平板形、圓弧形和中空機(jī)翼形等幾種，其各有優(yōu)點(diǎn)，平板形葉片加工制造簡(jiǎn)單，中空機(jī)翼形葉片具有優(yōu)良的空氣動(dòng)力特性，圓弧形葉片則在制造成本和流動(dòng)效率方面介于兩者之間。盡管如此，這三種結(jié)構(gòu)形式的葉片均屬于二維葉片，不完全能夠適應(yīng)氣體在風(fēng)機(jī)葉輪中的流動(dòng)規(guī)律，造成了一定的能量損失。
[0004]近年來，國(guó)內(nèi)的某些專家學(xué)者提出在離心風(fēng)機(jī)上采用三維葉片，以完全適應(yīng)氣體在葉輪中的流動(dòng)特性，減少流動(dòng)損失，提高風(fēng)機(jī)整機(jī)效率，并且實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明葉輪流動(dòng)效率和風(fēng)機(jī)整機(jī)流動(dòng)效率獲得了較大幅度的提高。這種采用三維葉片的風(fēng)機(jī)葉輪，俗稱為三元流葉輪。
[0005]然而，與常規(guī)二維風(fēng)機(jī)葉輪葉片的加工成本比較，新型的三維風(fēng)機(jī)葉輪葉片加工異常困難，首先在氣動(dòng)設(shè)計(jì)完成后，需要采用數(shù)控機(jī)床銑制葉片的加工模具，其次將平鋼板放樣、裁剪、爐內(nèi)加溫后放在壓力機(jī)上靠模具壓制成型。僅三維葉片的模具材料費(fèi)及加工費(fèi)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)成本增加三成左右。同時(shí)，幾乎每個(gè)型號(hào)的風(fēng)機(jī)都需要一套模具，而對(duì)于雙吸風(fēng)機(jī)，左右兩側(cè)則各需一套葉片模具。再者，如果某個(gè)或某些型號(hào)風(fēng)機(jī)的訂貨量不多，這樣就更難于分?jǐn)偰＞叱杀荆瑖?yán)重制約了三元流風(fēng)機(jī)的市場(chǎng)推廣速度，限制了三元流風(fēng)機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
[0006]根據(jù)葉片出口安裝角的不同，離心風(fēng)機(jī)葉輪分為前向、徑向和后向葉輪，基于流動(dòng)理論，前向葉片的葉輪升壓高，效率低，后向葉片的葉輪升壓低，但是效率高，徑向葉片葉輪的性能介于二者之間。同樣，三元流葉輪為了追求高的流動(dòng)效率，無一例外均設(shè)計(jì)為后向結(jié)構(gòu)，即采用較大的出口后彎角。因此，三元流葉片的出口后彎角是保證風(fēng)機(jī)整機(jī)效率的重要因素之一。
[0007]綜上所述，如何利用現(xiàn)有三元流葉輪葉片的加工模具，即不設(shè)計(jì)和加工新的葉輪葉片模具，使其能夠應(yīng)用在新的相近型號(hào)三元流風(fēng)機(jī)葉輪葉片的加工制造上，是亟待解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)當(dāng)前三元流風(fēng)機(jī)葉輪葉片模具加工制造及材料費(fèi)成本高的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，以降低制造成本，縮短交貨周期，解決當(dāng)前制約三元流風(fēng)機(jī)技術(shù)發(fā)展中的關(guān)鍵問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0010]一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪包括，軸盤、三元流葉片、前盤和后盤，軸盤上布置有后盤，三元流葉片在葉根處與軸盤和后盤連接，三元流葉片在葉頂處與前盤連接，三元流葉片包括，葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域、葉頂區(qū)域、出口區(qū)域和葉身區(qū)域，所述三元流葉片是向遠(yuǎn)離軸心方向平移或者是向接近軸心方向平移的結(jié)構(gòu)。
[0011]所述三元流葉片是裁剪葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域，或者是外延葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
[0012]所述風(fēng)機(jī)葉輪是單吸進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，或是雙吸進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。
[0013]所述向遠(yuǎn)離軸心方向平移三元流葉片的距離不超過葉輪出口直徑的40%，所述向接近軸心方向平移三元流葉片的距離不超過葉輪出口直徑的30%。
[0014]所述在葉根區(qū)域和葉頂區(qū)域裁剪或外延的范圍不超過當(dāng)?shù)厝~片高度的30%，所述在進(jìn)口區(qū)域裁剪或外延的范圍不超過葉片子午通道長(zhǎng)度的30%。
[0015]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0016]本發(fā)明利用原有三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片模具，應(yīng)用至相近型號(hào)葉輪的加工制造過程中，大幅降低了重新加工葉片模具的成本，縮短了交貨周期，提升了三元流離心風(fēng)機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【附圖說明】
[0017]圖1是三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪三維實(shí)體圖。
[0018]圖2是三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片三維實(shí)體圖。
[0019]圖3是三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片向軸心平移子午圖。
[0020]圖4是三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片向軸心平移后的裁剪子午圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0022]本發(fā)明的總體技術(shù)思路是利用現(xiàn)有三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片加工模具，通過氣動(dòng)改型設(shè)計(jì)，保證現(xiàn)有葉輪葉片型線不變，合理裁剪或外延相關(guān)部分的尺寸，獲得相近型號(hào)三元流風(fēng)機(jī)葉輪葉片型線，避免了重新加工葉片模具，降低了材料成本和加工成本，縮短了加工周期，有效地解決了相近型號(hào)三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片加工模具不通用的技術(shù)難題。
[0023]參見圖1、圖2、圖3及圖4。以Y4-2X75No29，580r/min雙吸風(fēng)機(jī)為例說明，如何利用其現(xiàn)有三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片加工模具，改型設(shè)計(jì)為Y4-2 X 85No24，980r/min。所述三元流風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)說明如下:
[0024]某三元流雙吸離心風(fēng)機(jī)葉輪包括軸盤1、三元流葉片2、前盤3以及后(中)盤4;三元流葉片2分為葉根區(qū)域5，進(jìn)口區(qū)域6，葉頂區(qū)域7，出口區(qū)域8以及葉身區(qū)域9;三元流葉片2葉根區(qū)域5的外邊界為葉片葉根曲線10，三元流葉片2進(jìn)口區(qū)域8的外邊界為葉片前緣線11，三元流葉片2葉頂區(qū)域7的外邊界為葉片葉頂曲線12，葉片2出口區(qū)域8的外邊界為葉片尾緣線13，葉片尾緣線13所在直徑為葉輪出口直徑參數(shù)，圖3虛線表示出口直徑為2900mm的葉輪葉片子午輪廓，實(shí)線表示出口直徑為2400mm的葉輪葉片子午輪廓。
[0025]改型設(shè)計(jì)時(shí)，首先經(jīng)氣動(dòng)計(jì)算獲得出口直徑為2400mm的葉輪滿足全壓要求，因此將出口直徑為2900mm的三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片向軸心平移獲得出口直徑為2400mm的葉輪，如圖3所示;其次根據(jù)轉(zhuǎn)軸直徑與葉片軸向長(zhǎng)度的限制以及通流能力的要求，通過確定新的葉根曲線10獲得需要裁剪的葉根區(qū)域5，通過確定新的葉片前緣線11位置獲得需要裁剪的進(jìn)口區(qū)域6，通過確定新的葉頂曲線12獲得需要裁剪的葉頂區(qū)域7。
[0026]在新葉輪葉片加工制造時(shí)，使用原有葉輪葉片加工模具，壓制出原葉輪葉片形狀的葉片，在本例中通過裁剪葉根區(qū)域5、進(jìn)口區(qū)域6和葉頂區(qū)域7即可獲得新的葉輪葉片。此方法完全不需要加工新的葉片模具，只需要加工出原始葉片后，經(jīng)簡(jiǎn)單的裁剪即可獲得新型號(hào)風(fēng)機(jī)葉輪的葉片，也縮短了加工周期。另外，由于影響三元流葉片流動(dòng)性能的重要結(jié)構(gòu)在于葉片出口后彎角以及葉身結(jié)構(gòu)，本例給出的裁剪區(qū)域能最大限度的保證新葉輪的氣動(dòng)性能與原始三元流葉輪的流動(dòng)效率相當(dāng)。
[0027]本例中是利用原始三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片型線向接近軸心方向平移，減小機(jī)號(hào)，而向相反方向，即遠(yuǎn)離軸心方向，增大機(jī)號(hào)，也是在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。另外，本例中葉根區(qū)域5，進(jìn)口區(qū)域6和葉頂區(qū)域7均采用了裁剪措施，在這三個(gè)區(qū)域采用外延措施也同樣在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪包括，軸盤、三元流葉片、前盤和后盤，軸盤上布置有后盤，三元流葉片在葉根處與軸盤和后盤連接，三元流葉片在葉頂處與前盤連接，三元流葉片包括，葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域、葉頂區(qū)域、出口區(qū)域和葉身區(qū)域，其特征在于，所述三元流葉片是向遠(yuǎn)離軸心方向平移或者是向接近軸心方向平移的結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述三元流葉片是裁剪葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域，或者是外延葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域的結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)葉輪是單吸進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，或是雙吸進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述向遠(yuǎn)離軸心方向平移三元流葉片的距離不超過葉輪出口直徑的40%，所述向接近軸心方向平移三元流葉片的距離不超過葉輪出口直徑的30%。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述在葉根區(qū)域和葉頂區(qū)域裁剪或外延的范圍不超過當(dāng)?shù)厝~片高度的30%，所述在進(jìn)口區(qū)域裁剪或外延的范圍不超過葉片子午通道長(zhǎng)度的30%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片結(jié)構(gòu)，三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪包括，軸盤、三元流葉片、前盤和后盤，軸盤上布置有后盤，三元流葉片在葉根處與軸盤和后盤連接，在葉頂處與前盤連接，三元流葉片包括，葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域、葉頂區(qū)域、出口區(qū)域和葉身區(qū)域，三元流葉片是向遠(yuǎn)離軸心方向平移或者是向接近軸心方向平移的結(jié)構(gòu)，裁剪葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域，或者是外延葉根區(qū)域、進(jìn)口區(qū)域或葉頂區(qū)域的結(jié)構(gòu)。該三元流葉片在加工時(shí)可借助原始三元流風(fēng)機(jī)葉輪葉片模具壓制成型，有效解決了相近型號(hào)三元流離心風(fēng)機(jī)葉輪葉片加工模具的通用性問題，有效降低了三元流風(fēng)機(jī)制造的材料及加工成本，縮短了研制周期，大大增加了三元流離心風(fēng)機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
【IPC分類】F04D29/30, F04D29/28
【公開號(hào)】CN105545806
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610103990
【發(fā)明人】鄧清華, 周瑋倫, 豐鎮(zhèn)平
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日