CN114738318A - 炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮包括前盘、三元流叶片、导流锥盘、后盘、轴盘和主轴，所述轴盘同轴套设于主轴外侧，所述后盘套设于主轴外侧，所述导流锥盘同轴套设于主轴外侧，所述三元流叶片绕主轴圆周阵列分布设于后盘侧壁上，所述前盘固接设于三元流叶片远离后盘的一侧，所述前盘中心部设有前盘进口，所述前盘从外到内依次包括直线段、外圆弧段和内圆弧段。本发明属于制粉排煤风机制造领域技术领域，具体是提供了一种运用准三元理论设计，针对现有设计方法的缺陷和不足，有效解决炼铁厂排煤系统普遍使用的风机运行能耗高、噪声大等问题的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮。
Description
技术领域
本发明属于制粉排煤风机制造领域技术领域，具体是指炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮。
背景技术
中等流量高压力离心风机广泛应用于炼铁厂排煤系统，代表的中等流量高压离心风机型号有6-29、6-31、6-35、6-39、7-28等，这些风机叶轮均为二元叶型设计。由于离心通风机内部流动是复杂的粘性、三维和非定常的有旋流动，存在较为复杂的涡系结构，并可能伴有边界层分离、回流、“射流-尾迹”等复杂的流动现象及其相互运动作用。因此目前此类风机存在运行效率低、噪声大等缺点。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种运用准三元理论设计，针对现有设计方法的缺陷和不足，有效解决炼铁厂排煤系统普遍使用的风机运行能耗高、噪声大等问题的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮。
本发明采取的技术方案如下：本发明炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，包括前盘、三元流叶片、导流锥盘、后盘、轴盘和主轴，所述轴盘同轴套设于主轴外侧，轴盘通过主轴将扭矩从电机传递给叶轮做功，所述后盘套设于主轴外侧，所述导流锥盘同轴套设于主轴外侧，导流锥盘呈锥形设置，所述导流锥盘直径大的一端侧壁设于后盘侧壁上，所述三元流叶片绕主轴圆周阵列分布设于后盘侧壁上，所述前盘固接设于三元流叶片远离后盘的一侧，所述前盘中心部设有前盘进口，前盘进口便于气流流动，所述前盘从外到内依次包括直线段、外圆弧段和内圆弧段，所述三元流叶片采用非均匀B样条曲面造型技术，所述三元流叶片包括叶片本体、叶根型线、叶顶型线、吸力面和压力面，所述吸力面和压力面对称设于叶片本体的两侧，所述叶根型线设于叶片本体靠近后盘的一端，叶顶型线设于叶片本体靠近前盘的一端，三元流叶片靠近主轴的一侧为进口侧，三元流叶片远离主轴的一侧为出口侧，三元流叶片进口侧为倾斜设置，三元流叶片进口侧内径尺寸为508mm，三元流叶片进口侧外径为1900mm，三元流叶片出口侧到主轴轴线的长度为180mm，三元流叶片进口侧倾斜角度在40-50°之间，三元流叶片出口侧为倾斜设置，三元流叶片出口侧倾斜角度在35-40°之间。
进一步地，所述后盘上设有16片三元流叶片；此结构可适应流体的真实流态，从而避免工作面的流动分离，减少流动损失，并能控制内部全部流体质点的速度分布，获得风机内部最佳流动状态，保证风机始终高效运行。
进一步地，所述内圆弧段的半径为230mm，外圆弧段的半径为2800mm，所述前盘进口的直径为988mm，此结构尺寸的前盘设计可以最大限度的克服由于逆压梯度导致的边界层分离损失。
进一步地，所述导流锥盘的圆周侧面包括导流直线段和导流圆弧段，所述导流圆弧段的半径为150mm，可以有效减少二次流所产生的分离损失。
进一步地，所述后盘外径为1930mm，后盘采用直段设计，与前盘组成子午流道面。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮设计合理，三元扭曲叶片设计时其入口安装角与此处的气流角相等(气流以零冲角进入叶轮)，因此获得了较好的叶片表面载荷分布，解决了传统的二元叶片由于其结构特点在跨盖盘方向只能保证一点与气体的实际流动角一致而其它地方气流都是以冲角进入叶轮导致的正冲角引起叶片入口附近载荷增大、负冲角引起叶片入口附近载荷减小的问题，通过设计三元扭曲叶片的构形准，获得最优的叶片表面速度分布，因而，保证了合理的载荷分布，克服了二元叶轮的叶片形状在给定出口安装角和半径时几乎已完全确定无法保证获得很好的表面载荷分布的缺点，较传统的二元叶轮更容易获得满意的速度分布，由于三元流叶片形状可根据流动要求确定，三元流叶片入口可设计成零冲角进气，获得的叶片表面载荷分布往往比较均匀，因而，具有较好的流动特性，解决了传统二元叶轮叶片表面的载荷分布很不均匀由此造成叶轮流道内存在较大速度梯度、引起较大的流动损失的难题。
附图说明
图1为本发明炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮剖视图；
图2为本发明炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮立体结构示意图；
图3为本发明炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮的三元流叶片结构示意图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：1、前盘，2、三元流叶片，3、导流锥盘，4、后盘，5、轴盘，6、主轴，7、前盘进口，8、外圆弧段，9、内圆弧段，10、直线段，11、叶片本体，12、叶根型线，13、叶顶型线，14、吸力面，15、压力面，16、导流直线段，17、导流圆弧段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本发明炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，包括前盘1、三元流叶片2、导流锥盘3、后盘4、轴盘5和主轴6，所述轴盘5同轴套设于主轴6外侧，所述后盘4套设于主轴6外侧，所述导流锥盘3同轴套设于主轴6外侧，导流锥盘3呈锥形设置，所述导流锥盘3直径大的一端侧壁设于后盘4侧壁上，所述三元流叶片2绕主轴6圆周阵列分布设于后盘4侧壁上，所述前盘1固接设于三元流叶片2远离后盘4的一侧，所述前盘1中心部设有前盘进口7，所述前盘1从外到内依次包括直线段10、外圆弧段8和内圆弧段9，所述三元流叶片2采用非均匀B样条曲面造型技术，所述三元流叶片2包括叶片本体11、叶根型线12、叶顶型线13、吸力面14和压力面15，所述吸力面14和压力面15对称设于叶片本体11的两侧，所述叶根型线12设于叶片本体11靠近后盘4的一端，叶顶型线13设于叶片本体11靠近前盘1的一端，三元流叶片2靠近主轴6的一侧为进口侧，三元流叶片2远离主轴6的一侧为出口侧，三元流叶片2进口侧为倾斜设置，三元流叶片2进口侧内径尺寸为508mm，三元流叶片2进口侧外径为1900mm，三元流叶片2出口侧到主轴6轴线的长度为180mm，三元流叶片2进口侧倾斜角度在40-50°之间，三元流叶片2出口侧为倾斜设置，三元流叶片2出口侧倾斜角度在35-40°之间。
其中，所述后盘4上设有16片三元流叶片2；所述内圆弧段9的半径为230mm，外圆弧段8的半径为2800mm，所述前盘进口7的直径为988mm，此结构尺寸的前盘1设计可以最大限度的克服由于逆压梯度导致的边界层分离损失；所述导流锥盘3的圆周侧面包括导流直线段1610和导流圆弧段17，所述导流圆弧段17的半径为150mm，可以有效减少二次流所产生的分离损失；所述后盘4外径为1930mm，后盘4采用直段设计。
具体使用时，轴盘5通过主轴6将扭矩从电机传递给叶轮做功，主轴6带动后盘4、前盘1、导流锥盘3和三元流叶片2转动，后盘4与前盘1组成子午流道面，流体从前盘进口7进入，三元流叶片2结构可适应流体的真实流态，从而避免工作面的流动分离，减少流动损失，并能控制内部全部流体质点的速度分布，获得风机内部最佳流动状态，保证风机始终高效运行，三元流叶片2设计时其入口安装角与此处的气流角相等，获得了较好的叶片表面载荷分布，三元流叶片2的构形准则能获得最优的叶片表面速度分布，保证了合理的载荷分布，较传统的二元叶轮更容易获得满意的速度分布，三元流叶片2由于其叶片形状可根据流动要求确定，叶片入口可设计成零冲角进气，获得的叶片表面载荷分布往往比较均匀，因而，具有较好的流动特性，运行能耗更低，噪声也更小。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，其特征在于：包括前盘、三元流叶片、导流锥盘、后盘、轴盘和主轴，所述轴盘同轴套设于主轴外侧，所述后盘套设于主轴外侧，所述导流锥盘同轴套设于主轴外侧，导流锥盘呈锥形设置，所述导流锥盘直径大的一端侧壁设于后盘侧壁上，所述三元流叶片绕主轴圆周阵列分布设于后盘侧壁上，所述前盘固接设于三元流叶片远离后盘的一侧，所述前盘中心部设有前盘进口，所述前盘从外到内依次包括直线段、外圆弧段和内圆弧段，所述三元流叶片采用非均匀B样条曲面造型技术，所述三元流叶片包括叶片本体、叶根型线、叶顶型线、吸力面和压力面，所述吸力面和压力面对称设于叶片本体的两侧，所述叶根型线设于叶片本体靠近后盘的一端，叶顶型线设于叶片本体靠近前盘的一端，三元流叶片靠近主轴的一侧为进口侧，三元流叶片远离主轴的一侧为出口侧，三元流叶片进口侧为倾斜设置，三元流叶片进口侧内径尺寸为508mm，三元流叶片进口侧外径为1900mm，三元流叶片出口侧到主轴轴线的长度为180mm，三元流叶片进口侧倾斜角度在40-50°之间，三元流叶片出口侧为倾斜设置，三元流叶片出口侧倾斜角度在35-40°之间。
2.根据权利要求1所述的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，其特征在于：所述后盘上设有16片三元流叶片。
3.根据权利要求1所述的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，其特征在于：所述内圆弧段的半径为230mm，外圆弧段的半径为2800mm，所述前盘进口的直径为988mm。
4.根据权利要求1所述的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，其特征在于：所述导流锥盘的圆周侧面包括导流直线段和导流圆弧段，所述导流圆弧段的半径为150mm。
5.根据权利要求1所述的炼铁厂制粉排煤风机用闭式中等流量高压力三元流叶轮，其特征在于：所述后盘外径为1930mm，后盘采用直段设计。
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