CN101092974A - 离心式流体机械蜗壳 - Google Patents

Abstract

本发明离心式流体机械蜗壳，涉及离心式流体机械技术领域，具体指一种适用于蜗壳流道横截面近似于矩形或梯形或半圆形的液体泵或气体风机的、带有一支或分叉为两支及以上的隔舌结构的蜗壳。蜗壳内有容纳离心式叶轮的叶轮腔1，在蜗壳上沿流体流出方向的蜗壳壁3外侧上设有出口管2，且在与出口管2之间设有隔舌。所述的隔舌为从舌根5处延伸出一支或分叉为两支及以上的、由舌根5、舌身6和舌尖7组成呈尖长形。因尖长形隔舌延长了出口管2的闭合过程，避免了蜗壳流道在空间上的突然变化，使从叶轮出口流出的高速流体束掠过延长了闭合过程的出口管时的振动和噪音大大减小。与现有技术比较其振动和噪声下降50％以上，效果显著。

Description

离心式流体机械蜗壳

技术领域：

本发明涉及离心式流体机械技术领域，具体指一种用于液体泵或气体风机的带有隔舌结构的蜗壳。

背景技术：

众所周知，现有离心式流体机械蜗壳上的出口管，在流体的流动方向上是突然闭合的，因而当从叶轮流道中冲出的高速流体束在掠过上述在空间上突然变化的蜗壳流道时会产生剧烈的振动和噪声。这种振动不仅对设备自身造成危害，严重的会损坏设备；与此同时产生的噪声，特别对人体健康造成损害，是目前特别是离心式流体机械制造行业中影响环境的一大“公害”，也成为必须攻克的关键之一。

根据中国专利ZL00115736文献，所提供的一种采用有阶梯状隔舌的蜗壳，其对抑制噪声声波的最大值是有效的，但对噪声声波的其余部分则其抑制效果不够理想。

发明内容：

本发明的目的在于解决现有离心式流体机械蜗壳隔舌存在的振动和噪声，特别对噪声声波的其余部分抑制效果不够理想的缺失，而提出一种隔舌的改进结构，以通过延长蜗壳出口管的闭合过程来减弱蜗壳隔舌所引起的振动和噪声。

本发明的一种适用于蜗壳上的蜗壳流道横截面近似于矩形或梯形或半圆形的离心式流体机械蜗壳，在其蜗壳的内部有容纳离心式叶轮的叶轮腔1，在蜗壳上沿流体流出方向的蜗壳壁3外侧上设置有出口管2，出口管2与蜗壳之间有隔舌，所述的蜗壳隔舌是从舌根5处延伸出一支或分叉为两支及以上呈尖长形的隔舌，其由舌根5、舌身6和舌尖7组成。

本发明由于尖长隔舌延长了出口管2的闭合过程，避免了蜗壳流道在空间上的突然变化，使从叶轮出口流出的高速流体束掠过延长了闭合过程的出口管时的振动和噪音就大大减小。与现有技术比较其振动和噪声分别下降50％以上，效果显著。

涉及本发明有关术语的说明：

包角θ：是舌根、舌尖两端点分别与蜗壳中心连线的夹角。

隔舌：现有蜗壳隔舌(又叫蜗舌)，从蜗壳内看去只有舌根而没有舌身。本发明的尖长隔舌是从上述舌根的基础上延伸出的实实在在的尖长形状的隔舌。

附图说明：

附图1为本发明的含有尖长隔舌的蜗壳剖去一侧端盖后的剖视图；

附图2为附图1沿A-A面的剖视图；

附图3为本发明的实施例之一展开图；

附图4为本发明的实施例之二展开图；

附图5为本发明的实施例之三展开图。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明作进一步的描述。

一种适用于蜗壳流道横截面近似于矩形或梯形或半圆形的离心式流体机械蜗壳，如附图1所示，为含有尖长隔舌的蜗壳剖去一侧端盖后的剖视图。在附图1中，蜗壳含有前端盖8，后端盖9，叶轮腔1，蜗壳壁3及其壁3外侧上设置有一出口管2及蜗壳壁3外侧与出口管2之间设置有隔舌，其特点是，所述的隔舌从舌根5处延伸出一支或分叉为两支及以上的呈尖长形的隔舌，其由舌根5、舌身6和舌尖7组成。

附图2是沿附图1中的A-A面的剖视图。在附图2中，有蜗壳的外壁3，外壁3的前侧有前端盖8，外壁3的后侧有后端盖9，后端盖9上有一个可以供叶轮进出叶轮腔1的大孔4，大孔4与叶轮腔1在端盖上的投影重合，前端盖连同流体入口管10可以与蜗壳的外壁3和出口管2以及尖长隔舌连为一体。

附图2中的一种组合形式，即供叶轮进出的大孔4设置在后端盖9上。

另一种可用的组合形式是在前端盖8上设置供叶轮进出的大孔4，而把后端盖9连同蜗壳壁3的外侧和出口管2以及尖长隔舌连为一体，前端盖8上的大孔4可由一有进口管的盖板封闭起来。

在附图1、2中的尖长隔舌只画了一支，实际上尖长隔舌可以分叉成为多支。不管有一支或多支的尖长隔舌，它们在舌尖7处的轴向总宽度b最小，从舌尖7至舌根5尖长隔舌的轴向总宽度b逐渐递增，直至在舌根5处与两端盖间的距离相等而使出口管完全闭合。所谓闭合是把尖长隔舌外侧的蜗壳流道作为出口管2前延的半闭合过渡部分，出口管2就是在这一前延的半闭合过渡部分中完成周边的逐渐闭合过程的。

本发明的一种离心式流体机械蜗壳，特点是所述的舌身6位于叶轮腔1与蜗壳壁3之间；其隔舌包角θ的取值范围为60°至360°。

其中，一个较佳的实施例，其隔舌包角θ的取值范围为180°至360°。

舌根5处与叶轮腔1的间隙d1和舌根5处延伸至舌尖7与叶轮腔1之间的间隙d2，即从d1至d2逐渐呈递减，其中，d2值在0.1毫米与0.06倍叶轮腔1的直径之间，d1≤0.2倍叶轮腔1的直径。

为了减少因尖长隔舌所占用的径向空间，减少流体在蜗壳内的旋转路程和摩擦损耗，本发明最好的结构采用附图1中所示的尖长隔舌。在附图1中，单位包角内间隙d的微小变量Δd，其在舌根5及附近较大，使此处尖长隔舌的内侧在端盖上的投影近似于一段等速螺线；从舌身6上的任一点开始直至舌尖7，Δd逐渐递减；在舌尖7的附近，Δd接近于零，使此处尖长隔舌的内侧在端盖上的投影近似于一段圆弧。

此外，为避免谐振的发生，进一步可采用附图1所示的尖长隔舌结构，这种隔舌的舌根5处厚，舌尖7处薄，其横截面近似于椭圆形，整体展开后近似于一个锥形体。上述结构的隔舌其谐振频率可以大大提高，从而避免谐振的发生。另外，采用质量轻的尖长隔舌，例如把横截面为椭圆形的尖长隔舌制成空心或蜂窝芯，或采用高强度的轻质材料，可进一步提高尖长隔舌的谐振频率，避免谐振的发生。

另一个避免谐振的重要方式是增设尖长隔舌的支撑部位。最简单的支撑尖长隔舌的部位是选取蜗壳的两侧端盖。例如只有一支的尖长隔舌可以设置在后端盖上依托后端盖支撑(如附图4所示)；也可以设置在前端盖上依托前端盖支撑。分叉为两支的尖长隔舌可以分别设置在两侧端盖上依托两侧端盖支撑(如附图5所示)。依托端盖支撑的尖长隔舌只需矩形截面就有足够的抗谐振强度，如附图4、5中舌身6上的剖面图所示。

综合采用上述几种方法的一种较好实施例之一的方案(如附图3所示)是在附图3中，尖长隔舌被分为三支，两边的两支尖长隔舌较长，分别设置在前端盖8和后端盖9上，依托两侧端盖支撑；中间的一支尖长隔舌较短，其舌身6依托舌根5支撑，其横截面呈椭圆形，舌根及其附近经过加厚，展开后的尖长隔舌呈锥形体。为了减少中间一支尖长隔舌的长度，两边的两支尖长隔舌的总宽度在舌尖7处最小，从舌尖7向舌根5的方向，其轴向总宽度是逐渐递增的，直至在中间一支尖长隔舌的舌尖7附近两边的两支尖长隔舌的轴向总宽度达到最大值之后便不再递增，而中间的一支尖长隔舌的轴向总宽度从舌尖7至舌根5是逐渐递增的，从而使三支尖长隔舌的轴向总宽度从舌尖7至舌根5逐渐递增，直至在舌根5处使出口管完全闭合。

本发明的实施例之二、三(分别如附图4、5所示)，把尖长隔舌设置在端盖上会挤占一条过流缝隙。由于过流缝隙的减少，在舌根处附近流体的过流量会减小，为此可在尖长隔舌舌身6上靠近舌根5的部位，沿流体的流动方向开出一条或几条长度有限的窄缝，以增加舌根附近的过流量(如附图4、5所示)。

其中，附图4是只有一支且设置在一侧端盖上的尖长隔舌的展开图。在舌根5的附近舌身6上，开有过流窄缝11，过流窄缝可以有一条，也可以为多条。附图5是分叉为两条，分别设置在两侧端盖上，根部附近的舌身6上开设过流窄缝11的尖长隔舌的展开图，过流窄缝可以有一条，也可以为多条。

附图1、2的前后端盖都是按平板形的端盖绘制的。在大流量的情况下，为配合斜向出流的叶轮，在近似于圆锥形或喇叭形端盖的蜗壳上使用这种尖长隔舌也能取得同样的减振降噪效果。

制作方法：在冲压焊接技术制成的蜗壳上，尖长隔舌可以用焊接技术装配在蜗壳内壁。

综上所述，一种适用于蜗壳流道横截面近似于矩形或梯形或半圆形的液体泵或气体风机的带有一支或分叉为两支及以上的隔舌结构的蜗壳。具有结构简单，改进制作成本低的特点，其与现有技术比较其振动和噪声分别下降50％以上，效果显著。

Claims (8)

1.一种离心式流体机械蜗壳，含有前端盖(8)，后端盖(9)，叶轮腔(1)，蜗壳壁(3)其外侧上设置有一出口管(2)及蜗壳壁(3)外侧与出口管(2)之间设置有隔舌，其特征是，所述的隔舌为从舌根(5)处延伸出一支或分叉为两支及以上的、由舌根(5)、舌身(6)和舌尖(7)组成呈尖长形。

2.如权利要求1所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，隔舌包角θ的取值范围为60°至360°。

3.如权利要求1或2所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，所述的隔舌的宽度b从舌尖(7)经舌身(6)至舌根(5)逐渐增加，直至在舌根(5)处等于两端盖间的距离，使出口管(2)完全闭合。

4.如权利要求2所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，所述的隔舌包角θ的取值范围为180°至360°。

5.如权利要求1-4任一所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，舌根(5)处与叶轮腔(1)的间隙d1和舌根(5)处延伸至舌尖(7)与叶轮腔(1)之间的间隙d2，即从d1至d2逐渐呈递减，其中，d2值在0.1毫米至0.06倍叶轮腔(1)的直径之间，d1≤0.2倍叶轮腔(1)的直径。

6.如权利要求1-5任一所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，单位包角内间隙d的微小变量Δd，其在舌根(5)及附近较大，使此处尖长隔舌的内侧在端盖上的投影近似于一段等速螺线，从舌身(6)上的任一点开始直至舌尖(7)，Δd逐渐递减，在舌尖(7)的附近，Δd接近于零，使此处尖长隔舌的内侧在端盖上的投影近似于一段圆弧。

7.如权利要求1所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，其中，两边两支长的隔舌分别设置在前端盖(8)和后端盖(9)上，其依托两侧端盖支撑；中间一支短的隔舌其舌身(6)依托舌根(5)支撑，舌身(6)的横截面近似于椭圆形，其隔舌展开后近似于锥形体。

8.如权利要求1所述的离心式流体机械蜗壳，其特征是，隔舌舌身(6)依托舌根(5)支撑，其横截面近似于椭圆形，整体展开后近似于一个锥形体。

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