CN105275873A - 一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于低速运行的多级离心鼓风机的叶轮，尤其是一种三元流闭式铸造叶轮。所述叶轮包括前盘体、后盘体和叶片，其特征在于：所述前盘体的前部为进风圈，后部为前盘；所述后盘体中间设有轴盘，以及与之连体的后盘，所述后盘的厚度，沿径向逐渐减薄；叶轮设有N个三维扭曲叶片。本发明由于采用了前盘体、后盘体和叶片一体化蜡模铸造成型工艺，铸造精度高，保证流道的光洁度符合设计要求；本发明的叶片出口安装角为500-700，叶片的前缘与后缘的厚度逐渐变窄,既节省了材料，又保证了强度，也符合流体运动的规律。本发明因采取先进的三元流理论设计且基于CFD技术进行了仿真分析，因此叶轮的气动效率高，同时加工方便，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于低速多级离心鼓风机的叶轮，尤其是一种三元流闭式铸造叶轮。
背景技术
叶轮是鼓风机转子一部分，包含有二元流叶轮和三元流叶轮。现有技术中，用于低速多级离心鼓风机的叶轮，主要采用二元流结构的叶轮。二元流叶轮的不能完全适应流体的运动规律，因而气体流动效率低。随着计算机技术的发展，人们已经能够根据三元流理论，设计出高效率的三元流叶轮。目前在鼓风机行业，三元流叶轮主要被用于单级高速鼓风机上，为独盘半开式。另外，现有三元流叶轮是经过五轴联动数控铣床加工成型，其材料及加工成本都很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种气动效率高、一体铸造、加工方便，且生产成本更低，用
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，包括前盘体、后盘体和叶片，其特征在于：所述前盘体的前部为进风圈，后部为后盘；所述后盘体中间设有轴盘，以及与之连体的后盘，所述盘体的厚度，沿径向逐渐减薄；叶轮设有N个三维扭曲叶片。
所述前盘体与后盘体的外径相同。
所述叶片（3）N>17片。
所述轴盘轴侧面突出于后盘轴端的底部，在该轴盘的底部设有Y个同心圆齿槽，所述齿槽与鼓风机的叶盘上的圆齿槽机械密封配合。
所述同心圆齿槽（23）Y>=3个。
所述轴盘端面与进风圈端面平行，且低于进风圈。
所述叶片出口安装角为500-700度，
本发明的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，由于采用了前盘体、后盘体和叶片一体化蜡模铸造成型工艺，铸造精度高，保证流道的光洁度符合设计要求。本发明的叶片出口安装角为500-700，叶片的前缘与后缘的厚度逐渐变窄,既节省了材料，又保证了强度，也符合流体运动的规律。本发明因采取先进的三元流理论设计且基于计算流体动力学（CFD）技术进行了仿真分析，因此叶轮的气动效率高，同时加工方便，制造成本低。
附图说明
图1是本发明的三元流叶轮示意图。
图2是本发明的三元流叶轮剖视图。
图3是本发明的三元流叶轮的叶片分布视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
参见图1所示，本发明是用于低速多级离心鼓风机的三元流闭式叶轮，其结构由前盘体1，后盘体2，叶片3一体铸造而成，所述前盘体1与后盘体2的外径相同。
所述前盘体1由两部分构成，分别为进风圈11和前盘12，所述进风圈11的侧壁设有沟槽13，沟槽13与风机的隔盘之间形成间隙配合。
所述后盘体2有两部分，其中间为轴盘21，与之连体的是后盘22，所述轴盘21轴侧面凸出于后盘22的底部。所述后盘22的厚度，沿径向逐渐减薄。所述轴盘21中间开有通孔，孔内设有键槽211，后盘体2与风机主轴之间通过平键相连；所述轴盘21端面与进风圈11端面平行，且相距一段距离。
所述叶片3根据三元流理论，设计成三维流线型，使前盘体1、后盘体2和叶片3铸造成一体的结构。所述叶轮的材质采用优质铝合金，叶片3出口安装角为500-700。所述叶片3的数量为大于17个，小于25个。所述叶片3均匀地沿周向排列于前盘体1、后盘体2之间。
参见图2所示，所述叶轮的后盘体2的厚度，沿径向逐渐变薄。所述叶片3厚度从其内端面，向其外端面弧线降低，既可以节省了材料，又能保证了强度，亦符合流体运动规律。
参见图3所示，所述叶片3三维扭曲，其型线为流线型，有利于气体流动，由于采用了闭式一体化铸造型式，使气体流动更顺畅，提高了风机的气动效率。经过试验验证，安装本发明的三元流闭式铸造叶轮的多级离心鼓风机的多变效率达到78%，比常规二元流多级离心鼓风机的多变效率提高了8%左右。
本发明的三元流叶轮的最佳实施例，其参数范围为：轮毂直径dh＝0.25m，叶轮3入口直径D0根据流量需要在0.42～0.445m之间选取，叶片入口直径D1根据流量的需要在0.385～0.405m之间选取，叶道入口宽度b1根据流量的需要在0.07～0.085m之间选取，叶道出口宽度b2根据流量的需要在0.02～0.040m之间选取。
叶轮转速2980rpm，叶轮外径D2根据升压的需要可在0.83～0.91m之间选取。
子午流道与前盘以及后盘的交线均采用样条曲线成型，前盘最薄厚度为7mm，后盘最薄厚度为8mm。
每个叶轮的叶片数为19片，叶片出口角为60°，通过连接近150个空间点成型，达到三维空间扭曲，叶片中间厚度为6.5mm，两头削尖。
Claims (7)
1.一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，包括前盘体（1）、后盘体（2）和叶片（3），其特征在于：所述前盘体（1）的前部为进风圈（11），后部为前盘（12）；所述后盘体（2）中间设有轴盘（21），以及与之连体的后盘（22），所述后盘（22）的厚度，沿径向逐渐减薄；叶轮设有N个三维扭曲叶片（3）。
2.根据权利要求1所述的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，其特征在于：所述前盘体（1）与后盘体（2）的外径相同。
3.根据权利要求1所述的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，其特征在于：所述叶片（3）N>17片。
4.根据权利要求1所述的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，其特征在于：所述轴盘（21）轴侧面突出于后盘（22）轴端的底部，在该轴盘（21）的底部设有Y个同心圆齿槽（23），所述齿槽（23）与鼓风机的叶盘上的圆齿槽机械密封配合。
5.根据权利要求4所述的一种用于低速运行鼓风机的闭式三元流铸造叶轮，其特征在于：所述同心圆齿槽（23）Y≥3个。
6.根据权利要求1所述的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，其特征在于：所述轴盘（21）端面与进风圈（11）端面平行，且低于进风圈。
7.根据权利要求1或3所述的一种用于低速运行鼓风机的三元流闭式铸造叶轮，其特征在于：所述叶片出口安装角为50-70度。
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