CN111946662B - 离心叶轮及风机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了离心叶轮及风机，涉及通风设备，旨在解决叶轮与蜗壳之间存在气体回流情况，进而存在较大的容积损失，影响风机的工作效率，其技术方案要点是：包括后盖板和前盖板，前盖板和后盖板之间环形阵列分布有若干叶片，前盖板呈环状，前盖板的外边沿背向后盖板翻转形成有倾斜设置的阻流圈，阻流圈呈圆台状，阻流圈的小端头朝向后盖板方向设置。本发明阻流圈呈圆台状且其小端头朝向后盖板方向设置，能从而对回流的气流起到较好阻碍作用，从而减小离心风机的容积损失，提高风机送风的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及通风设备，更具体地说，它涉及离心叶轮及风机。
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。离心风机广泛用于工厂、矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和建筑物的通风、排尘和冷却；锅炉和工业炉窑的通风和引风；空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风；谷物的烘干和选送；风洞风源和气垫船的充气和推进等。
常见的离心风机由风机壳以及叶轮组成，叶轮与风机壳之间通过轴件组件转动连接，且在风机壳的进风口安装集流器，但对于闭式离心风机，其叶轮中存在前盖板结构，前盖板和叶轮一起在电动机的带动下绕轴线周期性的旋转，而离心风机的蜗壳和气流的入口集流器属于静止部件，运动部件和静止部件之间必然存在着一定的间隙，而伴随着间隙存在的还有间隙两侧的压强差，从而存在较大的回流现象，使未能从风机壳出口排出的气流经过集流器和离心叶轮之间的间隙回流到叶轮内，存在较大的容积损失。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供离心叶轮及风机，阻流圈呈圆台状且其小端头朝向后盖板方向设置，能从而对回流的气流起到较好阻碍作用，从而减小离心风机的容积损失，提高风机送风的工作效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种离心叶轮，包括后盖板和前盖板，所述前盖板和后盖板之间环形阵列分布有若干叶片，所述前盖板呈环状，所述前盖板的外边沿背向后盖板翻转形成有倾斜设置的阻流圈，所述阻流圈呈圆台状，所述阻流圈的小端头朝向后盖板方向设置。
通过采用上述技术方案，当叶轮放置于蜗壳中组成封闭式的风机时，叶轮中前盖板边沿处的阻流圈能减小前盖板之间蜗壳内壁之间的间隙，且阻流圈呈圆台状且其小端头朝向后盖板方向设置，能从而对回流的气流起到较好阻碍作用，从而减小离心风机的容积损失，提高风机送风的工作效率。
本发明进一步设置为：所述后盖板的圆心处朝向前盖板方向凸起形成有呈圆台状的连接部，所述连接部与后盖板的连接处设有圆弧过渡，所述连接部的轴线处开设贯穿后盖板的轴孔。
通过采用上述技术方案，后盖板的圆心向前盖板方向隆起呈圆台状的连接部且连接部的大端头与后盖板之间存在圆弧过渡，从而当气流穿过前盖板至后盖板时，能通过环形阵列分布在前盖板和后盖板之间的叶片向叶轮的外周输送，且凸起的连接部能起到较好导流作用，同时通过轴孔的设置，便于叶轮的安装。
本发明进一步设置为：相邻两个所述叶片与后盖板的轴心半径形成有叶片轴心角，所述叶片轴心角的角度为30°-60°，所述叶片的厚度自其朝向后盖板轴心方向的一端向其另一端的逐渐递减呈弧状。
通过采用上述技术方案，由于叶片轴心角为30°-60°，能可有效地降低叶轮的旋转噪声，尤其是可以消除叶轮旋转倍频处的噪声尖峰，且叶片的厚度自后盖板的圆心朝向后盖板的边缘逐渐递减，从而能气流能随着弧形的叶片向叶轮的外围流向时，具有较好的流畅度，减小叶片表面形成的涡流。
本发明进一步设置为：所述叶片弯曲的方向背向后盖板旋转的方向，所述叶片的出口安装角为40°-60°。
通过采用上述技术方案，由于叶片弯曲的方向背向后盖边旋转的方向，即叶片的从而在后盖板转动时，叶片的曲率较小，减小气流流动损失，提高风机送风的效率和效果。
本发明进一步设置为：所述前盖板呈中空的圆台状，所述前盖板的小端头背向后盖板方向设置，所述前盖板背向后盖板的一侧环形阵列分布有若干与阻流圈固定连接的加强筋，所述阻流圈朝向前盖板轴心的一侧与前端盖之间形成有夹角，所述夹角的角度为120°-150°
通过采用上述技术方案，通过加设加强筋，能提高阻流圈和前盖板之间的连接强度，并且提高阻流圈的稳定性，起到较好的阻流效果，且阻流圈与前盖板之间的夹角呈120°至150°，对回流的气流起到较好的阻流格挡的作用。
本发明进一步设置为：所述阻流圈背向前盖板的一侧环形阵列分布有若干倾斜设置的阻流板。
通过采用上述技术方案，通过阻流圈上阵列分布设置的阻流板，使得叶轮转动时，能通过阻流板的转动扰动回流的气流，从而提高阻流圈对回流气流的阻碍作用，提高离心风机的送风效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：包括如权利要求1至6任一所述的离心叶轮，还包括用于容纳离心叶轮的蜗壳，所述蜗壳上开设有进风口和出风口，所述进风口固定连接有与离心叶轮同轴设置的集流器，所述蜗壳内设有位于集流器与阻流圈之间的防涡圈。
通过采用上述技术方案，通过设置集流器，能对通过进风口的气流起到较好的导流作用，同时并且在集流器和阻流圈之间设置防涡圈，能增大阻流圈至集流器之间的路径，从而阻碍气体的回流，并且，通过防涡圈的设置，能在阻碍气体回流的同时，减小涡流槽产生，进而提高离心风机转动的稳定性，减小由于气流不稳而造成噪音的产生。
本发明进一步设置为：所述防涡圈呈喇叭口状，所述防涡圈的外周壁平行于阻流圈朝向前盖板的一侧。
通过采用上述技术方案，由于防涡圈与阻流圈之间平行设置，使得离心叶轮转动时，防涡圈不易与阻流圈之间发生干涉，提高离心叶轮转动的稳定性，且达到降噪的作用。
本发明进一步设置为：所述蜗壳的出风口内可拆卸连接有呈弧形的导流板，所述导流板的一端与出风口的内壁之间粘接有密封条，所述导流板的另一端通过螺栓固定连接于出风口的开口处。
通过采用上述技术方案，由于蜗壳的出风口处设置呈弧形的导流板，使得离心叶轮转动而产生的气流向出风口输送使，能通过导流板的导向作用更加平稳高效的从出风口送出，减小出风口处涡流的产生，起到降噪的作用。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
当叶轮放置于蜗壳中组成封闭式的风机时，叶轮中前盖板边沿处的阻流圈能减小前盖板之间蜗壳内壁之间的间隙，且阻流圈呈圆台状且其小端头朝向后盖板方向设置，能从而对回流的气流起到较好阻碍作用，从而减小离心风机的容积损失，提高风机送风的工作效率。
附图说明
图1为本发明中离心叶轮的结构示意图；
图2为本发明离心叶轮的剖视图；
图3为本发明风机的结构示意图。
图中：1、后盖板；2、前盖板；3、叶片；4、阻流圈；5、连接部；6、轴孔；7、加强筋；8、阻流板；9、蜗壳；10、出风口；11、集流器；12、防涡圈；13、导流板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一：
一种离心叶轮，如图1所示，包括后盖板1和前盖板2，前盖板2和后盖板1之间环形阵列分布有若干叶片3，其中，前盖板2和后盖板1由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成，其中前盖板2呈环状圆台结构，前盖板2的小端头背向后盖板1方向设置，前盖板2的外边沿背向后盖板1翻转形成有倾斜设置的阻流圈4，阻流圈4呈板状的圆台状，且阻流圈4的小端头朝向后盖板1方向设置，其中后盖板1的圆心处朝向前盖板2方向通过超声波焊接的方式固定连接有呈圆台状的连接部5，且连接部5的轴线处开设贯穿后盖板1的轴孔6，连接部5与后盖板1的连接处打磨形成圆弧过渡。
如图2所示，相邻两个叶片3与后盖板1的轴心半径形成有叶片轴心角，叶片轴心角的角度为30°，叶片3的厚度自其朝向后盖板1轴心方向的一端向其另一端的逐渐递减呈弧状，且叶片3的大端头形成有弧形部，且叶片3的小端头形成有尖锐部，具体的，叶片3的弧形凸面朝向后盖板1旋转的方向，且叶片3的小端头与后盖板1边沿形成出口安装角，且出口安装角为40°。
如图1和图2所示，前盖板2背向后盖板1的一侧环形阵列分布有若干与阻流圈4固定连接的加强筋7，并且阻流圈4朝向前盖板2轴心的一侧与前端盖之间形成有夹角，夹角的角度为120°，并且阻流圈4背向加强筋7的一侧通过超声波焊接的方式环形阵列分布有若干倾斜设置的阻流板8，且阻流板8远离阻流圈4的一侧朝向后盖板1旋转的方向设置。
如图3所示，一种风机，包括用于容纳离心叶轮的蜗壳9，且蜗轮的一侧开设有呈圆形的进风口，且蜗壳9的外周壁上固定连接有呈方筒状的出风口10，并且进风口处固定连接有与离心叶轮同轴设置的集流器11，且集流器11的位于蜗壳9外的一侧通过螺栓与蜗壳9固定连接，并且集流器11位于蜗壳9内的外周壁上通过超声波焊接的方式固定连接有呈喇叭口状的防涡圈12，且防涡圈12位于集流器11和阻流圈4之间，且防涡圈12的倾斜面与阻流圈4平行设置，并且蜗壳9的出风口10内放置有呈弧形结构的导流板13，且导流板13的弧形长度与出风口10长度相同，且导流板13位于出风口10的一端固定连接有嵌至出风口10开口处，且导流板13位于出风口10内的一端套设有橡胶材质的密封条，且密封条与蜗壳9之间通过不干胶粘接而成。
实施例二：
一种离心叶轮，包括后盖板1和前盖板2，前盖板2和后盖板1之间环形阵列分布有若干叶片3，其中，前盖板2和后盖板1由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成，其中前盖板2呈环状圆台结构，前盖板2的小端头背向后盖板1方向设置，前盖板2的外边沿背向后盖板1翻转形成有倾斜设置的阻流圈4，阻流圈4呈板状的圆台状，且阻流圈4的小端头朝向后盖板1方向设置，其中后盖板1的圆心处朝向前盖板2方向通过超声波焊接的方式固定连接有呈圆台状的连接部5，且连接部5的轴线处开设贯穿后盖板1的轴孔6，连接部5与后盖板1的连接处打磨形成圆弧过渡。
相邻两个叶片3与后盖板1的轴心半径形成有叶片轴心角，叶片轴心角的角度为45°，叶片3的厚度自其朝向后盖板1轴心方向的一端向其另一端的逐渐递减呈弧状，且叶片3的大端头形成有弧形部，且叶片3的小端头形成有尖锐部，具体的，叶片3的弧形凸面朝向后盖板1旋转的方向，且叶片3的小端头与后盖板1边沿形成出口安装角，且出口安装角为45°。
前盖板2背向后盖板1的一侧环形阵列分布有若干与阻流圈4固定连接的加强筋7，并且阻流圈4朝向前盖板2轴心的一侧与前端盖之间形成有夹角，夹角的角度为130°，并且阻流圈4背向加强筋7的一侧通过超声波焊接的方式环形阵列分布有若干倾斜设置的阻流板8，且阻流板8远离阻流圈4的一侧朝向后盖板1旋转的方向设置。
一种风机，包括用于容纳离心叶轮的蜗壳9，且蜗轮的一侧开设有呈圆形的进风口，且蜗壳9的外周壁上固定连接有呈方筒状的出风口10，并且进风口处固定连接有与离心叶轮同轴设置的集流器11，且集流器11的位于蜗壳9外的一侧通过螺栓与蜗壳9固定连接，并且集流器11位于蜗壳9内的外周壁上通过超声波焊接的方式固定连接有呈喇叭口状的防涡圈12，且防涡圈12位于集流器11和阻流圈4之间，且防涡圈12的倾斜面与阻流圈4平行设置，并且蜗壳9的出风口10内放置有呈弧形结构的导流板13，且导流板13的弧形长度与出风口10长度相同，且导流板13位于出风口10的一端固定连接有嵌至出风口10开口处，且导流板13位于出风口10内的一端套设有橡胶材质的密封条，且密封条与蜗壳9之间通过不干胶粘接而成。
实施例三：
一种离心叶轮，包括后盖板1和前盖板2，前盖板2和后盖板1之间环形阵列分布有若干叶片3，其中，前盖板2和后盖板1由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E－玻璃纤维、S－玻璃纤维、碳纤维通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成，其中前盖板2呈环状圆台结构，前盖板2的小端头背向后盖板1方向设置，前盖板2的外边沿背向后盖板1翻转形成有倾斜设置的阻流圈4，阻流圈4呈板状的圆台状，且阻流圈4的小端头朝向后盖板1方向设置，其中后盖板1的圆心处朝向前盖板2方向通过超声波焊接的方式固定连接有呈圆台状的连接部5，且连接部5的轴线处开设贯穿后盖板1的轴孔6，连接部5与后盖板1的连接处打磨形成圆弧过渡。
相邻两个叶片3与后盖板1的轴心半径形成有叶片轴心角，叶片轴心角的角度为60°，叶片3的厚度自其朝向后盖板1轴心方向的一端向其另一端的逐渐递减呈弧状，且叶片3的大端头形成有弧形部，且叶片3的小端头形成有尖锐部，具体的，叶片3的弧形凸面朝向后盖板1旋转的方向，且叶片3的小端头与后盖板1边沿形成出口安装角，且出口安装角为60°。
前盖板2背向后盖板1的一侧环形阵列分布有若干与阻流圈4固定连接的加强筋7，并且阻流圈4朝向前盖板2轴心的一侧与前端盖之间形成有夹角，夹角的角度为150°，并且阻流圈4背向加强筋7的一侧通过超声波焊接的方式环形阵列分布有若干倾斜设置的阻流板8，且阻流板8远离阻流圈4的一侧朝向后盖板1旋转的方向设置。
一种风机，包括用于容纳离心叶轮的蜗壳9，且蜗轮的一侧开设有呈圆形的进风口，且蜗壳9的外周壁上固定连接有呈方筒状的出风口10，并且进风口处固定连接有与离心叶轮同轴设置的集流器11，且集流器11的位于蜗壳9外的一侧通过螺栓与蜗壳9固定连接，并且集流器11位于蜗壳9内的外周壁上通过超声波焊接的方式固定连接有呈喇叭口状的防涡圈12，且防涡圈12位于集流器11和阻流圈4之间，且防涡圈12的倾斜面与阻流圈4平行设置，并且蜗壳9的出风口10内放置有呈弧形结构的导流板13，且导流板13的弧形长度与出风口10长度相同，且导流板13位于出风口10的一端固定连接有嵌至出风口10开口处，且导流板13位于出风口10内的一端套设有橡胶材质的密封条，且密封条与蜗壳9之间通过不干胶粘接而成。
参照风机空气动力试验按GB/T1236-2000《工业通风机用标准化风道进行性能试验》标准进行测试，具体采用进气实验法，试验装置为国家标准规定的C型试验装置，离心风机试验平台主要由风机进口管道、离心风机主体、电动机组成。其中进口管道部分主要由ISO文丘里喷嘴、90°弧进口喷嘴、锥形进口、金属网珊、整流网、SMYB3051压力变送器等组成。现场直管段距离很短的气流流量测量，整流网的作用是为了保证进入离心风机入口处的气流稳定。并且，采用量程为：-20～20KPa的数字压力表对离心风机的全压和静压进行检测，具体实验数据如下：
| 实验组 | 流量(KG/S) | 全压(Pa) | 静压(Pa) | 温度℃ | 静压效率％ |
| 实施例一 | 3.15 | 835.81 | 773.53 | 33.2 | 60.12 |
| 实施例二 | 3.15 | 765.57 | 685.78 | 33.1 | 58.16 |
| 实施例三 | 3.15 | 892.36 | 830.33 | 33.2 | 58.47 |
对风机运行的噪音情况进行试验，试验方法如下：
选取10位无听力障碍的测试人员，在依次对实施例一、实施例二、实施例三以及对照组进行试验，即在同一测试环境下与计算机播放的人声进行交谈，其中对照组选择市面上现有未安装该设置有阻流圈4、防涡圈12以及导流板13的离心风机，且选用同型号、同功率的电机作为驱动离心叶轮转动的电机，且噪音判断标准如下：
| 组 | 听力程度 | 噪音分贝dB | 对谈话的听觉能力 |
| 实施例一 | 正常 | 20 | 可听清低声交谈 |
| 实施例二 | 正常 | 15 | 可听清低声交谈 |
| 实施例三 | 正常 | 23 | 可听清低声交谈 |
| 对照组 | 轻度 | 39 | 听不清低声交谈 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种离心叶轮，其特征在于：包括后盖板(1)和前盖板(2)，所述前盖板(2)和后盖板(1)之间环形阵列分布有若干叶片(3)，所述前盖板(2)呈环状，所述前盖板(2)的外边沿背向后盖板(1)翻转形成有倾斜设置的阻流圈(4)，所述阻流圈(4)呈圆台状，所述阻流圈(4)的小端头朝向后盖板(1)方向设置，所述前盖板(2)呈中空的圆台状，所述前盖板(2)的小端头背向后盖板(1)方向设置，所述前盖板(2)背向后盖板(1)的一侧环形阵列分布有若干与阻流圈(4)固定连接的加强筋(7)，所述阻流圈(4)朝向前盖板(2)轴心的一侧与前端盖之间形成有夹角，所述夹角的角度为120°-150，所述阻流圈(4)背向前盖板(2)的一侧环形阵列分布有若干倾斜设置的阻流板(8)。
2.根据权利要求1所述的一种离心叶轮，其特征在于：所述后盖板(1)的圆心处朝向前盖板(2)方向凸起形成有呈圆台状的连接部(5)，所述连接部(5)与后盖板(1)的连接处设有圆弧过渡，所述连接部(5)的轴线处开设贯穿后盖板(1)的轴孔(6)。
3.根据权利要求1所述的一种离心叶轮，其特征在于：相邻两个所述叶片(3)与后盖板(1)的轴心半径形成有叶片轴心角，所述叶片轴心角的角度为30°-60°，所述叶片(3)的厚度自其朝向后盖板(1)轴心方向的一端向其另一端的逐渐递减呈弧状。
4.根据权利要求3所述的一种离心叶轮，其特征在于：所述叶片(3)弯曲的方向背向后盖板(1)旋转的方向，所述叶片(3)的出口安装角为40°-60°。
5.一种风机，其特征在于：包括如权利要求1至4任一所述的离心叶轮，还包括用于容纳离心叶轮的蜗壳(9)，所述蜗壳(9)上开设有进风口和出风口(10)，所述进风口固定连接有与离心叶轮同轴设置的集流器(11)，所述蜗壳(9)内设有位于集流器(11)与阻流圈(4)之间的防涡圈(12)。
6.根据权利要求5所述的一种风机，其特征在于：所述防涡圈(12)呈喇叭口状，所述防涡圈(12)的外周壁平行于阻流圈(4)朝向前盖板(2)的一侧。
7.根据权利要求5所述的一种风机，其特征在于：所述蜗壳(9)的出风口(10)内可拆卸连接有呈弧形的导流板(13)，所述导流板(13)的一端与出风口(10)的内壁之间粘接有密封条，所述导流板(13)的另一端通过螺栓固定连接于出风口(10)的开口处。
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