CN111894897A - 一种离心风机用的叶轮及其制备设备、制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离心风机用的叶轮，包括风叶砂芯，风叶砂芯的外侧壁固定安装有若干个等角度分布的风叶，风叶包括风叶外面与风叶内面，风叶内面呈圆弧形且弧形角度范围为25～45°。还公开了上述叶轮的制备设备，包括机架以及安装于机架的输送装置和烘干装置。还公开了上述叶轮的制备方法，包括制取风叶砂芯、风叶砂芯表面处理、风叶砂芯毛坯形成、制备风叶用原料的处理、熔化合金料的形成、叶轮毛坯成型和精加工等工序。该风叶具有弧形角度，具有良好的空气动力学特性，能够提高风叶的风量，同时当有异物进入风叶，能够使风叶保持平衡，避免振动；生产该叶轮的设备设有烘干装置，烘干速度快，能够提高制备效率。

Description

一种离心风机用的叶轮及其制备设备、制备方法
技术领域
本发明涉及风机技术领域，特别涉及一种离心风机用的叶轮及其制备设备、制备方法。
背景技术
离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风，在许多家用电器中都会使用到风叶用来吹风或者排气；离心风机的风叶时风机的关键部件。
如申请号为201210379005.0的中国发明专利所示，其公开了一种风机叶轮，包括轮盖和轮盘，所述轮盖和所述轮盘通过叶片连接在一起，所述轮盘上开设有若干均匀分布的用于减轻所述轮盘重量的开口。与现有技术相比，该风机叶轮在轮盘上开设的均匀分布的开口能有效减小轮盘的重量，从而降低电机的功率，达到节能的目的，同时，由于轮盘的厚度没有改变，在对开口的数量及大小进行有效控制的前提下，其强度也不会受到影响。但是该风机叶轮没有良好的空气动力学特性，有异物进入风叶时，风叶会失去平衡，产生振动，同时该叶轮的生产效率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、装配方便的离心风机用的叶轮，以及一种生产效率高的风叶制备设备，至少能够解决上述问题之一。
根据本发明的一个方面，提供了一种离心风机用的叶轮，包括风叶砂芯，风叶砂芯的外侧壁固定安装有若干个等角度分布的风叶，风叶包括风叶外面与风叶内面，风叶内面呈圆弧形且弧形角度范围为25～45°。
由此，本发明提供了一种全新结构的叶轮，该叶轮主要应用于离心风机，通过对弧形风叶进行设计，具有一定的弧形角度，使得风叶具有良好的空气动力学特性，能够提高风叶的风量，同时当有异物进入风叶，能够使风叶保持平衡，避免振动。
在一些实施方式中，风叶包括本体，风叶外面和风叶内面分别设置于本体的外侧面和内侧面，本体为弧形片状。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种离心风机用的叶轮的制备设备，包括机架以及安装于机架的输送装置和烘干装置，烘干装置设置于输送装置的上方，输送装置包括驱动机构、传动机构和输送带，驱动机构安装于机架，传动机构与驱动机构动力连接，输送带与传动机构传动连接，在驱动机构和传动机构的作用下，输送带能够将风叶砂芯输送至烘干装置。由此，本发明提供了一种生产上述叶轮的制备设备，该设备设置了对风叶砂芯进行烘干的烘干装置，烘干速度快，进而能够提高叶轮的制备效率。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制取风叶砂芯；
S2、风叶砂芯表面处理：将步骤S1制得的风叶砂芯的外表面涂覆耐火涂料后，将其放置在输送带上，启动驱动机构，通过传动机构带动输送带运行，将风叶砂芯输送到烘干装置中，对风叶砂芯进行烘干；
S3、风叶砂芯毛坯形成：将模具预热到300～400℃，然后将风叶砂芯放入，进行低压铸造，得到风叶砂芯毛坯；
S4、制备风叶用原料的处理：按比例称取风叶的制备原料，然后先将铝加入融化炉内，升温熔化铝，待温度加热至680℃～700℃后，再将其他组分加入融化炉，并搅拌均匀；
S5、熔化合金料的形成：继续升温至720℃～750℃，压入精炼剂和除渣剂，静置5～10分钟后除渣；然后压入细化剂和变质剂，静置1.5～2小时后，形成熔化合金料；
S6、叶轮毛坯成型：将步骤S5制得的熔化合金料倒入模具中，完成浇铸，冷却形成叶轮毛坯；
S7、精加工：通过车床对叶轮毛坯进行精加工，得到叶轮成品。
由此，本发明提供了一种叶轮的制备方法，工艺简单且能够使生产出具有强度好、刚度大、使用寿命长等诸多优点的叶轮成品。
在一些实施方式中，在步骤S3中，制备风叶用原料包括按质量百分比计算的以下组分：75％～96％的铝、4％～14％的硅、0.1％～0.6％的镁、0.1％～0.6％的钛、0.01％～0.3％锆、0.04％～0.3％的锰、0.01％～0.4％的铍、0.01％～0.4％的镍、余量为不可避免的杂质。
在一些实施方式中，在步骤S1中，耐火涂料为刚玉水基涂料。
在一些实施方式中，在步骤S6中，叶轮毛坯的尺寸为：直径D＝240mm，高度H＝120mm。
在一些实施方式中，在步骤S7中，精加工包括以下步骤：
S701、风叶轮廓精加工；该步骤中，车床采用直径16mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝1800mm/min，留余量0.5mm；
S702、风叶流道精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S703、风叶根精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S704、得到叶轮成品。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种全新结构的叶轮，该叶轮主要应用于离心风机，通过对弧形风叶进行设计，具有一定的弧形角度，使得风叶具有良好的空气动力学特性，能够提高风叶的风量，同时当有异物进入风叶，能够使风叶保持平衡，避免振动；
还提供了一种生产上述叶轮的制备设备，该设备设置了对风叶砂芯进行烘干的烘干装置，烘干速度快，进而能够提高叶轮的制备效率；
还提供了一种上述叶轮的制备方法，该方法工艺简单且能够使生产出具有强度好、刚度大、使用寿命长等诸多优点的叶轮成品。
附图说明
图1为本发明一实施方式的离心风机用的叶轮的立体结构示意图；
图2为本发明一实施方式的叶轮制备设备的立体结构示意图之一；
图3为本发明一实施方式的叶轮制备设备的立体结构示意图之二；
图4为图3所示的叶轮制备设备的A处的放大结构示意图。
图5为本发明一实施方式的离心风机用的叶轮的制备方法的结构示意图。
图1～5中的附图标记：1-叶轮；2-制备设备；11-风叶砂芯；12-风叶；21-机架；22-烘干装置；23-输送装置；111-安装孔；121-风叶外面；122-风叶内面；123-本体；231-驱动机构；232-传动机构；233-输送带；234-导向辊；235-滚筒；236-松紧调节机构；237-挡板；123a-斜面；232a-第一传动轮；232b-第二传动轮；232c-传动皮带；236a-固定板；236b-松紧栓；236c-松紧调节辊；236d-限位槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的离心风机用的叶轮。
如图1所示，该离心风机用的叶轮1包括风叶砂芯11和风叶12。风叶砂芯11的外侧壁固定安装有若干个等角度分布的风叶12。本实施方式的风叶12为18个。风叶12包括风叶外面121与风叶内面122，风叶内面122呈圆弧形且弧形角度范围为25～45°。
风叶12还包括本体123，风叶外面121和风叶内面122分别设置于本体123的外侧面和内侧面。本体123为弧形片状。所有弧形风叶12的弧形开口朝向一致且所有本体123远离风叶砂芯11的一端均设有斜面123a，斜面123a的倾斜角度可以根据具体需求进行调整。
风叶砂芯11的中心开设有圆形的安装孔111，可以通过该安装孔111将整个叶轮1套装于风机等装置的动力输出轴的外周。由此，安装孔111便于实现与风机等装置的连接。
本发明提供了一种全新结构的叶轮1，该叶轮1主要应用于离心风机，通过对弧形风叶12进行设计，具有一定的弧形角度，使得风叶12具有良好的空气动力学特性，能够提高风叶12的风量，同时当有异物进入风叶12，能够使风叶12保持平衡，避免振动。
图2～4示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的离心风机用的叶轮的制备设备。
如图2～4所示，该制备设备2包括机架21以及安装于机架21的输送装置23和烘干装置22。烘干装置22设置于输送装置23的上方。输送装置23包括驱动机构231、传动机构232和输送带233。驱动机构231安装于机架21，传动机构232与驱动机构231动力连接。输送带233与传动机构232传动连接。在驱动机构231和传动机构232的作用下，输送带233能够将风叶砂芯11输送至烘干装置22。
输送装置23还包括滚筒235，本实施方式的滚筒235为两个，两个滚筒235可转动地安装于机架21的两端。输送带233套装于滚筒235，传动机构232与滚筒235连接。由此，滚筒235能够起到支撑输送带233的作用，同时保证输送带233的正常运行。
传动机构232包括第一传动轮232a、第二传动轮232b和传动皮带232c。第一传动轮232a与驱动机构231的输出端动力连接。第二传动轮232b套装于输送带233左端的滚筒235的端部。传动皮带232c套装于第一传动轮232a和第二传动轮232b。由此，传动机构232的工作原理为：驱动机构231带动第一传动轮232a转动，通过传动皮带232c带动第二传动轮232b转动，第二传动轮232b带动滚筒235转动，进而带动输送带233转动。
输送装置23还包括松紧调节机构236。松紧调节机构236用于调节输送带233的松紧。如图4所示，本实施方式的松紧调节机构236包括固定板236a、松紧栓236b和松紧调节辊236c。固定板236a安装于机架21，松紧调节辊236c可转动地安装于固定板236a且位于输送带233的下方。本实施方式的松紧调节辊236c从外向内压紧输送带233。固定板236a开设有限位槽236d，松紧调节辊236c能够在限位槽236d内活动。松紧栓236b可活动地安装于固定板236a且一端穿过固定板236a伸入至限位槽236d与松紧调节辊236c相配合。由此，松紧调剂机构能够对输送带233的松紧度进行调节，进而满足不同的使用需求；具体工作原理为：通过转动松紧栓236b，使得松紧调节辊236c在限位槽236d内滑动，进而实现对输送带233的压紧或者放松，完成调节。
输送装置23还包括至少一个导向辊234，本实施方式的导向辊234为两个。导向辊234通过安装支架可转动地安装于机架21且与输送带233相配合，本实施方式的导向辊234从内向外压紧输送带233。由此，导向辊234起到导向作用，便于对输送带233进行导向。
输送装置23还包括挡板237，本实施方式的挡板237为两块，两块挡板237安装于机架21且位于输送带233的两侧。由此，挡板237起到导向和限位作用，一般设置于烘干装置22的输出端。
本发明提供了一种生产上述叶轮1的制备设备2，该设备设置了对风叶砂芯11进行烘干的烘干装置22，烘干速度快，便于实现叶轮1的连续化生产，进而能够提高叶轮1的制备效率。
图5示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的离心风机用的叶轮的制备方法。
如图5所示，该制备方法包括以下步骤：
S1、制取风叶砂芯11；本步骤中，可通过市面上常用的覆膜砂制芯设备来制取风叶砂芯11。
S2、风叶砂芯11表面处理：将步骤S1制得的风叶砂芯11的外表面涂覆耐火涂料后，将其放置在输送带233上，启动驱动机构231，通过传动机构232带动输送带233运行，将风叶砂芯11输送到烘干装置22中，对风叶砂芯11进行烘干；
本步骤中，耐火涂料可以为刚玉水基涂料。
S3、风叶砂芯毛坯形成：将模具预热到300～400℃，然后将风叶砂芯11放入，进行低压铸造，得到风叶砂芯毛坯；
S4、制备风叶12用原料的处理：按比例称取风叶12的制备原料，然后先将铝加入融化炉内，升温熔化铝，待温度加热至680℃～700℃后，再将其他组分加入融化炉，并搅拌均匀。
在本步骤中，制备风叶12用原料可以包括按质量百分比计算的以下组分：75％～96％的铝、4％～14％的硅、0.1％～0.6％的镁、0.1％～0.6％的钛、0.01％～0.3％锆、0.04％～0.3％的锰、0.01％～0.4％的铍、0.01％～0.4％的镍、余量为不可避免的杂质。
S5、熔化合金料的形成：继续升温至720℃～750℃，压入精炼剂和除渣剂，静置5～10分钟后除渣；然后压入细化剂和变质剂，静置1.5～2小时后，形成熔化合金料；
本步骤中，精炼剂作用是在铸铝时，用于使铝液产生气体的，具体可以为硝酸钠、硝酸钾等；除渣剂的作用是用于去除浮渣，具体可以为NaCl、KCl；细化剂可以为Al-Ti-B细化剂；变质剂可以为NaF混合物。
S6、叶轮毛坯成型：将步骤S5制得的熔化合金料倒入模具中，完成浇铸，冷却形成叶轮毛坯；
在本步骤中，叶轮毛坯的尺寸可以为：直径D＝240mm，高度H＝120mm。
S7、精加工：通过车床对叶轮毛坯进行精加工，得到叶轮成品。
在本步骤中，精加工具体可以包括以下步骤：
S701、风叶轮廓精加工；该步骤中，车床采用直径16mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝1800mm/min，留余量0.5mm；
S702、风叶流道精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S703、风叶根精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S704、得到叶轮成品。
本发明提供了一种叶轮1的制备方法，工艺简单且能够使生产出具有强度好、刚度大、使用寿命长等诸多优点的叶轮成品。
实施例1
该叶轮1的制备方法包括以下步骤：
S1、制取风叶砂芯11；本步骤中，可通过市面上常用的覆膜砂制芯设备来制取风叶砂芯11。
S2、风叶砂芯11表面处理：将步骤S1制得的风叶砂芯11的外表面涂覆耐火涂料后，将其放置在输送带233上，启动驱动机构231，通过传动机构232带动输送带233运行，将风叶砂芯11输送到烘干装置22中，对风叶砂芯11进行烘干；
本步骤中，耐火涂料可以为刚玉水基涂料。
S3、风叶砂芯毛坯形成：将模具预热到400℃，然后将风叶砂芯11放入，进行低压铸造，得到风叶砂芯毛坯；
S4、制备风叶用原料的处理：按比例称取风叶的制备原料，然后先将铝加入融化炉内，升温熔化铝，待温度加热至680℃后，再将其他组分加入融化炉，并搅拌均匀。
在本步骤中，制备风叶用原料可以包括按质量百分比计算的以下组分：75％的铝、4％的硅、0.6％的镁、0.6％的钛、0.3％锆、0.3％的锰、0.4％的铍、0.4％的镍、余量为不可避免的杂质。
S5、熔化合金料的形成：继续升温至730℃，压入精炼剂和除渣剂，静置10分钟后除渣；然后压入细化剂和变质剂，静置2小时后，形成熔化合金料；
本步骤中，精炼剂为硝酸钠；除渣剂为KCl；细化剂为Al-Ti-B细化剂；变质剂为NaF混合物。
S6、叶轮毛坯成型：将步骤S5制得的熔化合金料倒入模具中，完成浇铸，冷却形成叶轮毛坯；
在本步骤中，叶轮毛坯的尺寸可以为：直径D＝240mm，高度H＝120mm。
S7、精加工：通过车床对叶轮毛坯进行精加工，得到叶轮成品。
在本步骤中，精加工具体可以包括以下步骤：
S701、风叶轮廓精加工；该步骤中，车床采用直径16mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝1800mm/min，留余量0.5mm；
S702、风叶流道精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S703、风叶根精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S704、得到叶轮成品。
实施例2
该叶轮1的制备方法包括以下步骤：
S1、制取风叶砂芯11；本步骤中，可通过市面上常用的覆膜砂制芯设备来制取风叶砂芯11。
S2、风叶砂芯11表面处理：将步骤S1制得的风叶砂芯11的外表面涂覆耐火涂料后，将其放置在输送带233上，启动驱动机构231，通过传动机构232带动输送带233运行，将风叶砂芯11输送到烘干装置22中，对风叶砂芯11进行烘干；
本步骤中，耐火涂料可以为刚玉水基涂料。
S3、风叶砂芯毛坯形成：将模具预热到350℃，然后将风叶砂芯11放入，进行低压铸造，得到风叶砂芯毛坯；
S4、制备风叶用原料的处理：按比例称取风叶的制备原料，然后先将铝加入融化炉内，升温熔化铝，待温度加热至700℃后，再将其他组分加入融化炉，并搅拌均匀。
在本步骤中，制备风叶用原料可以包括按质量百分比计算的以下组分：92％的铝、4％的硅、0.1％的镁、0.1％的钛、0.01％锆、0.04％的锰、0.01％的铍、0.01％的镍、余量为不可避免的杂质。
S5、熔化合金料的形成：继续升温至750℃，压入精炼剂和除渣剂，静置10分钟后除渣；然后压入细化剂和变质剂，静置2小时后，形成熔化合金料；
本步骤中，精炼剂为硝酸钠；除渣剂为NaCl；细化剂为Al-Ti-B细化剂；变质剂可以为NaF混合物。
S6、叶轮毛坯成型：将步骤S5制得的熔化合金料倒入模具中，完成浇铸，冷却形成叶轮毛坯；
在本步骤中，叶轮毛坯的尺寸可以为：直径D＝240mm，高度H＝120mm。
S7、精加工：通过车床对叶轮毛坯进行精加工，得到叶轮成品。
在本步骤中，精加工具体可以包括以下步骤：
S701、风叶轮廓精加工；该步骤中，车床采用直径16mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝1800mm/min，留余量0.5mm；
S702、风叶流道精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S703、风叶根精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S704、得到叶轮成品。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种离心风机用的叶轮，其特征在于，包括风叶砂芯(11)，所述风叶砂芯(11)的外侧壁固定安装有若干个等角度分布的风叶(12)，所述风叶(12)包括风叶外面(121)与风叶内面(122)，所述风叶内面(122)呈圆弧形且弧形角度范围为25～45°。
2.根据权利要求1所述的一种离心风机用的叶轮，其特征在于，所述风叶(12)包括本体(123)，所述风叶外面(121)和风叶内面(122)分别设置于本体(123)的外侧面和内侧面，所述本体(123)为弧形片状。
3.一种离心风机用的叶轮的制备设备，其特征在于，包括机架(21)以及安装于机架(21)的输送装置(23)和烘干装置(22)，所述烘干装置(22)设置于输送装置(23)的上方，所述输送装置(23)包括驱动机构(231)、传动机构(232)和输送带(233)，所述驱动机构(231)安装于机架(21)，所述传动机构(232)与驱动机构(231)动力连接，所述输送带(233)与传动机构(232)传动连接，在驱动机构(231)和传动机构(232)的作用下，所述输送带(233)能够将风叶砂芯(11)输送至烘干装置(22)。
4.一种离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制取风叶砂芯(11)；
S2、风叶砂芯(11)表面处理：将步骤S1制得的风叶砂芯(11)的外表面涂覆耐火涂料后，将其放置在输送带(233)上，启动驱动机构(231)，通过传动机构(232)带动输送带(233)运行，将风叶砂芯(11)输送到烘干装置(22)中，对风叶砂芯(11)进行烘干；
S3、风叶砂芯(11)毛坯形成：将模具预热到300～400℃，然后将风叶砂芯(11)放入，进行低压铸造，得到风叶砂芯(11)毛坯；
S4、制备风叶(12)用原料的处理：按比例称取风叶(12)的制备原料，然后先将铝加入融化炉内，升温熔化铝，待温度加热至680℃～700℃后，再将其他组分加入融化炉，并搅拌均匀；
S5、熔化合金料的形成：继续升温至720℃～750℃，压入精炼剂和除渣剂，静置5～10分钟后除渣；然后压入细化剂和变质剂，静置1.5～2小时后，形成熔化合金料；
S6、叶轮毛坯成型：将步骤S5制得的熔化合金料倒入模具中，完成浇铸，冷却形成叶轮毛坯；
S7、精加工：通过车床对叶轮毛坯进行精加工，得到叶轮成品。
5.根据权利要求4所述的离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，制备风叶(12)用原料包括按质量百分比计算的以下组分：75％～96％的铝、4％～14％的硅、0.1％～0.6％的镁、0.1％～0.6％的钛、0.01％～0.3％锆、0.04％～0.3％的锰、0.01％～0.4％的铍、0.01％～0.4％的镍、余量为不可避免的杂质。
6.根据权利要求4所述的离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述耐火涂料为刚玉水基涂料。
7.根据权利要求4所述的离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，在步骤S6中，所述叶轮毛坯的尺寸为：直径D＝240mm，高度H＝120mm。
8.根据权利要求4所述的离心风机用的叶轮的制备方法，其特征在于，在步骤S7中，所述精加工包括以下步骤：
S701、风叶轮廓精加工；该步骤中，车床采用直径16mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝1800mm/min，留余量0.5mm；
S702、风叶流道精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S703、风叶根精加工；该步骤中，车床采用直径6mm的球头铣刀，车床切削参数：转速s＝3500r/min，进给量f＝800mm/min；
S704、得到叶轮成品。
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