CN210738617U - 一种透平膨胀工作轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了应用于透平膨胀机领域的一种透平膨胀工作轮，其结构包括工作轮盘和若干叶片，所述叶片包括进口端、过渡连接段和出口端，所述进口端与圆周端面连接处的进口端切线与对应的圆周端面切线呈大于九十度的夹角，此外进口端、过渡连接段和出口端的结构圆心均朝向叶片的同侧方向。该工作轮中叶片的进口端切线与该进口端连接相对应的圆周端面在该位的圆周端面切线呈大于九十度的夹角，同时将进口端、过渡连接段以及出口端处的结构圆心均朝向叶片的痛侧方向，使该叶片结构在流体的进口角大于九十度时也不会对传送效率以及结构稳定性产生影响，有效扩大了装置的应用范围，降低了对流体的进口角度设置，提升了操作效率以及工作效果。

Description

一种透平膨胀工作轮

技术领域

本实用新型涉及一种透平膨胀机领域应用的一种透平膨胀工作轮。

背景技术

膨胀机是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得能量的机械。透平膨胀机的工作轮是该装置实现等熵膨胀的关键部件。工作轮的结构包括工作轮盘和若干叶片，叶片的一端连接于工作轮盘的表面上并实现随工作轮盘的转动而进行旋转操作。叶片的端部通常设置与工作轮盘的圆周端面持平并实现与连接处圆周端面切线的垂直连接，以保证发挥结构的最大性能，使其结构作用力实现最大应用，实现较好的传输效果。但是，上述垂直设置方法只对相对进口角约90度的工作状态具有较好的工作效率，当进口角度出现较大偏差时则会对装置的传输效率造成影响，导致工作范围较为局限。同时，为满足透平膨胀机的工作强度需求，工作轮通常由金属铸造而成，具有较大的质量和体积，则工作过程中会受到较大的轴向推力。且强度的满足也会带来的质量增加，会使其在传动过程中产生较大的离心应力，增大了传动过程中的资源损耗以及装置结构的磨损，不利于工作的持续稳定进行。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种有效扩大工作轮应用范围的一种透平膨胀工作轮。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种透平膨胀工作轮，包括工作轮盘和若干叶片，所述叶片包括进口端、过渡连接段和出口端，所述工作轮盘包括连接叶片的上表面和圆周端面，所述进口端延伸至与圆周端面齐平的位置，所述进口端于与圆周端面连接处的外侧形成的进口端切线与对应圆周端面处的圆周端面切线呈大于九十度的夹角，所述进口端、过渡连接段和出口端的结构圆心均朝向叶片的同侧方向。

该工作轮中叶片的进口端切线与该进口端连接相对应的圆周端面在该位的圆周端面切线呈大于九十度的夹角，同时将进口端、过渡连接段以及出口端处的结构圆心均朝向叶片的同侧方向，使该叶片结构在流体的进口角大于九十度时也不会对传送效率以及结构稳定性产生影响，有效扩大了装置的应用范围，降低了对流体的进口角度设置，提升了操作效率。

进一步的是，所述进口端切线与圆周端面切线的夹角角度为100度至120度。

进一步的是，所述工作轮盘沿圆周均匀开设有若干作用缺口。

进一步的是，所述作用缺口的内表面为弧形结构，所述作用缺口朝向圆周端面设置有开口部，所述作用缺口在开口部处的相对内表面距离为最大，所述作用缺口分设于相邻叶片之间。

本实用新型的有益效果是：

1、该进口端与圆周端面的相对角度设置以及进口端、过渡连接段和出口端的朝向设置，有效保证了叶片的工作传输效果，避免了流体进口角的变化对传输效率以及装置结构的影响，同时扩大了工作轮的应用范围，提升了工作效果；

2、缺口的设置，减小了作用于于工作轮背面推力，进而减小了工作轮的轴向推力，同时在不影响工作效果的同时减少了工作轮的质量，进而使得工作轮整体材料所受的离心应力减少，提高了工作结构稳定性并实现了零件使用寿命的延长，从而降低了工作过程中的资源损耗，降低了生产成本；

3、缺口内表面的弧形设置方法，降低了生产难度，提高了生产效率，同时开口部的较大设置，避免了工作过程中缺口形状对流体运动的阻挡，为工作效率提供了保障。

附图说明

图1为本实用新型的一种透平膨胀工作轮的立体示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图中标记为：工作轮盘1，圆周端面11，圆周端面切线111，上表面12，叶片2，进口端21，进口端切线211，过渡连接段22，出口端23，作用缺口3，开口部31，内表面32。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

该工作轮的整体结构如图1所示包括圆形的工作轮盘1和十二个叶片2。叶片2的一端如图2所示连接于工作轮盘1的上表面12，且另一端朝外。上述叶片2的数量可根据实际需求进行周向均匀设置。叶片2沿工作轮盘1的半径朝向圆心的方向依次为开口端21、过渡连接段22和出口端23。出口端21延伸至工作轮盘1的圆周端面11处并与之齐平。此时工作轮盘1与叶片2的连接左视图如图3所示，则工作轮呈锥形结构。

为扩大工作轮的工作适用范围，如图1所示，开口端21与圆周端面11连接处的开口端切线211与圆周端面切线111呈大于九十度的角度设置，作为优选将夹角的角度设置为100 度至120度。此时，当流体进口角度大于九十度时也可实现稳定的运输传送效果，同时避免了进口角的变换对结构的损坏，为结构的使用寿命提供了保障。此外，该叶片2的进口端21、过渡连接段22和出口端23如图2所示均朝向叶片2的同一侧面方向，使作用力方向一致，保证了装置工作效率。如图1和图2所示，工作轮盘1沿圆周在每个叶片2之间开设有作用缺口3。作用缺口3的内表面32为弧形结构，从而保证圆滑内表面，降低内表面32的表面摩擦力，同时降低了加工操作难度，提高了工作效率。作用缺口3朝向工作轮盘1的圆周端面11设置有开口部31，并将作用缺口3在开口部31处的相对内表面32之间的距离设置为最大，从而保证内部流通性，此外也降低了加工难度，保证了加工刀具具有足够大的切入口。上述作用缺口3可设置为如图2所示的半圆形。该作用缺口3的设置可实现作用于工作轮的背面推力的减小，进而对给予工作轮的轴向推力进行削弱。假设作用缺口3的总面积A，作用在工作轮的背侧压力为F1,作用在轮盘侧缺口面积内的平均压力为F12。则图1中的工作轮较未开缺口时工作轮的轴向力减小了F1*A-F12*A。同时，由于作用缺口3的开设，使得工作轮外圆区域质量得到较小，进而使得工作轮整体材料所受的离心应力减小，降低了工作过程中的资源损耗，提升了工作效率。除上述设置方法，作用缺口3的形状以及位于工作轮盘1 的圆周位置均可根据实际情况进行设置，但应保证缺口设置的均衡性，以保障工作轮盘1的工作稳定性。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种透平膨胀工作轮，包括工作轮盘(1)和若干叶片(2)，所述叶片(2)包括进口端(21)、过渡连接段(22)和出口端(23)，所述工作轮盘包括连接叶片(2)的上表面(12)和圆周端面(11)，所述进口端(21)延伸至与圆周端面(11)齐平的位置，其特征在于，所述进口端(21)于与圆周端面(11)连接处的外侧形成的进口端切线(211)与对应圆周端面(11)处的圆周端面切线(111)呈大于九十度的夹角，所述进口端切线(211)、过渡连接段(22)和出口端(23)的结构圆心均朝向叶片(2)的同侧方向。

2.根据权利要求1所述的一种透平膨胀工作轮，其特征在于，所述进口端切线(211)与圆周端面切线(111)的夹角为100度至120度。

3.根据权利要求1所述的一种透平膨胀工作轮，其特征在于，所述工作轮盘(1)沿圆周均匀开设有若干作用缺口(3)。

4.根据权利要求3所述的一种透平膨胀工作轮，其特征在于，所述作用缺口(3)的内表面(32)为弧形结构，所述作用缺口(3)朝向圆周端面(11)设置有开口部(31)，所述开口部(31)处的相对内表面(32)之间的距离为最大，所述作用缺口(3)分设于相邻叶片(2)之间。

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