CN213540831U - 一种叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种叶轮，属于风机技术领域。它解决了现有双层叶片的叶轮重量大、气流流动不顺畅、能源效率低等技术问题。本叶轮包括上盘、下盘和叶片，叶片的上端与上盘固连，叶片的下端与下盘固连，叶片的厚度从两端往中部逐渐增大，叶片内设有与叶片形状相配合的空腔。本实用新型通过在叶片内设置与叶片形状配合的空腔，增加了叶片厚度从而使叶片的结构强度得到增强；叶片的整体形状呈流线型，叶片的前侧面和后侧面上并没有棱角的存在，使气流顺畅的沿叶片的前侧面或后侧面流动，避免形成涡流；空腔的设计有利于减少叶片的重量，有利于提高风机的能源效率，降低能源损耗。

Description

一种叶轮

技术领域

本实用新型属于风机技术领域，特指一种叶轮。

背景技术

离心风机广泛的应用于水泥、电力、建材、冶金、石油化工、煤炭、矿山和环保等行业，而目前离心风机的叶轮叶片均为单层，单层叶片风机，当机号大、转速高时，叶片容易变形或抖动，影响离心风机工作的稳定性和安全性。

为了解决上述技术问题，申请号为“201710155189.5”的发明专利公开了一种离心风机双层叶片，包括上叶片和下叶片，所述上叶片的一面和所述下叶片的一面贴合固定连接；具体的，上叶片和下叶片通过四周焊接的方式进行固连；或者在下叶片上开孔，然后上叶片和下叶片通过填焊的方式进行固连；或者上叶片和下叶片通过铆钉或螺栓等连接件进行固连。

虽然上述离心风机双层叶片的结构能够在一定程度上增强了叶片的结构强度，但是同时也增加了近一倍的叶片重量，尤其是上叶片和下叶片大小相同的时候，增大一倍重量的叶片增加了能源损耗；如果上叶片和下叶片大小不同的时候，下叶片会影响气流的顺畅流动，导致形成涡流，增加了损失，降低了风机能源效率；同时该双层叶片的结构需要单独对成型后的上叶片和下叶片进行焊接等操作，生产效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构强度更高、气流流动更顺畅、能源损耗更小的叶轮。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种叶轮，包括上盘、下盘和叶片，所述叶片的上端与上盘固连，所述叶片的下端与下盘固连，其特征在于：所述叶片的厚度从两端往中部逐渐增大，所述叶片内设有与叶片形状相配合的空腔。

本叶轮通过在叶片内设置与叶片形状配合的空腔，增加了叶片厚度从而使叶片的结构强度得到增强，即使应用于机号较大的叶轮或者当叶轮转速很快使，增厚的叶片依旧能够保持较好的稳定性，不容易变型或者抖动；同时，叶片的整体形状呈流线型，叶片的前侧面和后侧面上并没有棱角的存在，使气流顺畅的沿叶片的前侧面或后侧面流动，避免形成涡流；进一步的，由于叶片内部具有空腔，叶片增加的重量并不大，对叶轮工作时风机的能源效率影响较小，相对于现有双层结构的叶片来说，有利于提高风机的能源效率，降低能源损耗。

在上述的一种叶轮中，所述叶片的上端和下端均设有与空腔连通的开口。

上述叶片的上端和下端均设有与空腔连通的开口，该设计能够减少叶片的整体重量，同时能够使叶片成型更为容易，有利于降低生产成本；并且由于后续安装的时候叶片的两端与上盘以及下盘焊接固定，因此该设计也并不会对叶片安装后的稳定性造成影响。

在上述的一种叶轮中，所述叶片的空腔内设有至少两根加强筋，所述加强筋从叶片的上端延伸到叶片的下端，所述加强筋的前端与空腔的前侧壁固连，所述加强筋的后端与空腔的后侧壁固连。

上述多根加强筋沿内外方向间隔设置，由于加强筋的体积较小，增加加强筋后对于叶片整体重量的影响并不大；而加强筋的设计能够使空腔的后侧壁对空腔的前侧壁起到一个支撑作用，避免由于高速旋转空气拍打叶片前侧面而导致叶片发生变形，有利于增强本叶片的整体结构强度。

在上述的一种叶轮中，所述加强筋包括与空腔前侧壁固连的前筋条以及与空腔后侧壁固连的后筋条，所述前筋条和后筋条之间存在间隙。

上述前筋条和后筋条之间存在间隙的设计，能够为叶片提供一个微小的弹性形变空间，当叶片的前侧面收到较大压力的时候，叶片的前侧壁通过轻微的弹性形变泄压，有利于提高本叶片的结构强度，避免叶片的前侧壁因为压力太大而导致不可逆的形变，确保叶片始终保持流线型，使气流流动更为顺畅，有利于降低能源损耗。

在上述的一种叶轮中，所述叶片呈流线型，所述叶片前侧面向前凸起的弧度大于叶片后侧面向前凸起的弧度。

叶片呈流线型设计不仅能够流经叶片表面的气流流动更为顺畅，还能够避免气流流经叶片后在叶片的后方形成涡流，有利于降低能源损耗；进一步的，上述叶片前侧面的凸起弧度大于后侧面凸起弧度，导致空气在叶片前侧面的流速会大于在叶片后侧面的流速，根据伯努利定理，用于空气流速不同导致叶片前侧面的压强小于叶片后侧面的压强，叶片受到一个向前的力F1；于此同时，叶片在工作过程中叶片前侧面会拍打空气从而在叶片的表面形成气流，整个拍打过程中叶片受到一个向后的力F2；因此叶片在实际工作过程中受到向后的力 F3＝F2-F1,该设计能够通过伯努利原理产生的压力消除部分叶片前侧面因拍打空气承受的压力，从而减少整个叶片所承受的压力，在相同工作环境下，能够提高本叶轮的结构强度。

在上述的一种叶轮中，所述叶片的上端与上盘的下侧面焊接固定，所述叶片的下端与下盘的上侧面焊接固定。叶片通过焊接的方式与上盘和下盘固连，连接更为牢固，并且焊接还能够对叶片与上盘以及叶片与下盘之间的缝隙起到密封作用，避免工作时气流进入到叶片与上盘或下盘连接的缝隙中，能够避免由于该气流引起的异响和叶片的抖动，有利于提高叶轮各个部件之间连接的结构强度，同时由于没有进入缝隙的分支气流，也能够使气流流动更为顺畅。

在上述的一种叶轮中，所述叶片上端的前后两侧均与上盘的下侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝，所述叶片下端的前后两侧均与下盘的上侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝。鱼鳞状的焊缝不仅能够增加焊接的牢固度，增加叶轮的结构强度，还能够使气流流经该焊缝时流动更为顺畅。

在上述的一种叶轮中，所述上盘的中部呈中间高外侧低的圆弧状，所述叶片下端的后侧沿内外方向间隔设置有至少两个固定端头，所述下盘上设有与固定端头配合的插孔，所述固定端头能够插入插孔内。

如果叶轮的组装精度太差，导致叶片角度或位置发生偏移，则很可能在叶轮转动时在叶片周围形成涡流，导致叶片甚至叶轮抖动，影响气流流动的顺畅度以及叶轮的结构强度，还会导致叶轮的能耗增大；同时由于上盘的中部呈中间高外侧低的圆弧状，还容易在叶片与上盘的连接处形成较大的间隙，不利于后期焊接固定，焊接后的稳定性较差或者容易在焊接后依旧留有与空腔连通的缝隙，结构强度较低，并且影响气流流动的顺畅性；本叶轮中两个固定端头的设计能够在组装时将叶片与下盘进行预固定，有利于减少叶片与上盘以及下盘连接的误差，避免组装后缝隙的产生，提高了组装精度，有利于提高组装后叶轮的结构强度和气流流动的顺畅程度，有利于降低叶轮工作时的能源损耗。

在上述的一种叶轮中，所述下盘上设有与叶片下端面的内端配合的定位槽，所述叶片能够插入定位槽内。

通过设置定位槽能够进一步对叶片进行定位，有利于进一步提高叶片的组装精度。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：

本叶轮通过在叶片内设置与叶片形状配合的空腔，增加了叶片厚度从而使叶片的结构强度得到增强，即使应用于机号较大的叶轮或者当叶轮转速很快使，增厚的叶片依旧能够保持较好的稳定性，不容易变型或者抖动；同时，叶片的整体形状呈流线型，叶片的前侧面和后侧面上并没有棱角的存在，使气流顺畅的沿叶片的前侧面或后侧面流动，避免形成涡流；进一步的，由于叶片内部具有空腔，叶片增加的重量并不大，对叶轮工作时风机的能源效率影响较小，相对于现有双层结构的叶片来说，有利于提高风机的能源效率，降低能源损耗。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的叶片的立体图一。

图3是本实用新型的叶片的立体图二。

图4是本实用新型的叶片的剖面图。

图5是本实用新型的下盘的结构示意图。

图6是图2中A处的局部放大图。

图7是图3中B处的局部放大图。

图8是图5中C处的局部放大图。

图9是焊缝处的局部放大图。

图中，1、叶片；11、空腔；12、加强筋；121、前筋条；122、后筋条；13、焊缝；14、固定端头；15、前侧面；16、后侧面；2、上盘；3、下盘；31、插孔；32、定位槽。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本叶轮包括上盘2、下盘3和叶片1，叶片1的上端与上盘2固连，叶片1 的下端与下盘3固连，叶片1的厚度从两端往中部逐渐增大，叶片1内设有与叶片1形状相配合的空腔11；叶片1的上端和下端均设有与空腔11连通的开口。本叶轮通过在叶片1内设置与叶片1形状配合的空腔11，增加了叶片1厚度从而使叶片1的结构强度得到增强，即使应用于机号较大的叶轮或者当叶轮转速很快使，增厚的叶片1依旧能够保持较好的稳定性，不容易变型或者抖动；同时，叶片1的整体形状呈流线型，叶片1的前侧面15和后侧面16上并没有棱角的存在，使气流顺畅的沿叶片1的前侧面15或后侧面16流动，避免形成涡流；进一步的，由于叶片1内部具有空腔11，叶片1增加的重量并不大，对叶轮工作时风机的能源效率影响较小，相对于现有双层结构的叶片1来说，有利于提高风机的能源效率，降低能源损耗；上述叶片1的上端和下端均设有与空腔11连通的开口，该设计能够减少叶片1的整体重量，同时能够使叶片1成型更为容易，有利于降低生产成本；并且由于后续安装的时候叶片1的两端与上盘2以及下盘3焊接固定，因此该设计也并不会对叶片1安装后的稳定性造成影响。

如图2、图3和图6所示，叶片1的空腔11内设有至少两根加强筋12，加强筋12从叶片1的上端延伸到叶片1的下端，加强筋12的前端与空腔11的前侧壁固连，加强筋12的后端与空腔11的后侧壁固连；加强筋12包括与空腔11 前侧壁固连的前筋条121以及与空腔11后侧壁固连的后筋条122，前筋条121 和后筋条122之间存在间隙。上述多根加强筋12沿内外方向间隔设置，由于加强筋12的体积较小，增加加强筋12后对于叶片1整体重量的影响并不大；而加强筋12的设计能够使空腔11的后侧壁对空腔11的前侧壁起到一个支撑作用，避免由于高速旋转空气拍打叶片1前侧面15而导致叶片1发生变形，有利于增强本叶片1的整体结构强度；上述前筋条121和后筋条122之间存在间隙的设计，能够为叶片1提供一个微小的弹性形变空间，当叶片1的前侧面15收到较大压力的时候，叶片1的前侧壁通过轻微的弹性形变泄压，有利于提高本叶片1 的结构强度，避免叶片1的前侧壁因为压力太大而导致不可逆的形变，确保叶片1始终保持流线型，使气流流动更为顺畅，有利于降低能源损耗。

如图4所示，叶片1呈流线型，叶片1前侧面15向前凸起的弧度大于叶片 1后侧面16向前凸起的弧度。叶片1呈流线型设计不仅能够流经叶片1表面的气流流动更为顺畅，还能够避免气流流经叶片1后在叶片1的后方形成涡流，有利于降低能源损耗；进一步的，上述叶片1前侧面15的凸起弧度大于后侧面 16凸起弧度，导致空气在叶片1前侧面15的流速会大于在叶片1后侧面16的流速，根据伯努利定理，用于空气流速不同导致叶片1前侧面15的压强小于叶片1后侧面16的压强，叶片1受到一个向前的力F1；于此同时，叶片1在工作过程中叶片1前侧面15会拍打空气从而在叶片1的表面形成气流，整个拍打过程中叶片1受到一个向后的力F2；因此叶片1在实际工作过程中受到向后的力 F3＝F2-F1,该设计能够通过伯努利原理产生的压力消除部分叶片1前侧面15因拍打空气承受的压力，从而减少整个叶片1所承受的压力，在相同工作环境下，能够提高本叶轮的结构强度。

如图9所示，叶片1的上端与上盘2的下侧面焊接固定，叶片1的下端与下盘3的上侧面焊接固定；叶片1上端的前后两侧均与上盘2的下侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝13，叶片1下端的前后两侧均与下盘3的上侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝13。叶片1通过焊接的方式与上盘2和下盘3固连，连接更为牢固，并且焊接还能够对叶片1与上盘2以及叶片1与下盘3之间的缝隙起到密封作用，避免工作时气流进入到叶片1与上盘2或下盘3连接的缝隙中，能够避免由于该气流引起的异响和叶片1的抖动，有利于提高叶轮各个部件之间连接的结构强度，同时由于没有进入缝隙的分支气流，也能够使气流流动更为顺畅；鱼鳞状的焊缝13不仅能够增加焊接的牢固度，增加叶轮的结构强度，还能够使气流流经该焊缝13时流动更为顺畅。

如图1、图5、图7和图8所示，上盘2的中部呈中间高外侧低的圆弧状，叶片1下端的后侧沿内外方向间隔设置有至少两个固定端头14，下盘3上设有与固定端头14配合的插孔31，固定端头14能够插入插孔31内；下盘3上设有与叶片1下端面的内端配合的定位槽32，叶片1能够插入定位槽32内。如果叶轮的组装精度太差，导致叶片1角度或位置发生偏移，则很可能在叶轮转动时在叶片1周围形成涡流，导致叶片1甚至叶轮抖动，影响气流流动的顺畅度以及叶轮的结构强度，还会导致叶轮的能耗增大；同时由于上盘2的中部呈中间高外侧低的圆弧状，还容易在叶片1与上盘2的连接处形成较大的间隙，不利于后期焊接固定，焊接后的稳定性较差或者容易在焊接后依旧留有与空腔11连通的缝隙，结构强度较低，并且影响气流流动的顺畅性；本叶轮中两个固定端头14的设计能够在组装时将叶片1与下盘3进行预固定，有利于减少叶片1与上盘2以及下盘3连接的误差，避免组装后缝隙的产生，提高了组装精度，有利于提高组装后叶轮的结构强度和气流流动的顺畅程度，有利于降低叶轮工作时的能源损耗；通过设置定位槽32能够进一步对叶片1进行定位，有利于进一步提高叶片1的组装精度。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型权利要求所定义的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种叶轮，包括上盘(2)、下盘(3)和叶片(1)，所述叶片(1)的上端与上盘(2)固连，所述叶片(1)的下端与下盘(3)固连，其特征在于：所述叶片(1)的厚度从两端往中部逐渐增大，所述叶片(1)内设有与叶片(1)形状相配合的空腔(11)。

2.根据权利要求1所述的一种叶轮，其特征在于：所述空腔(11)的上端和下端均设有与空腔(11)连通的开口。

3.根据权利要求2所述的一种叶轮，其特征在于：所述叶片(1)的空腔(11)内设有至少两根加强筋(12)，所述加强筋(12)从叶片(1)的上端延伸到叶片(1)的下端，所述加强筋(12)的前端与空腔(11)的前侧壁固连，所述加强筋(12)的后端与空腔(11)的后侧壁固连。

4.根据权利要求3所述的一种叶轮，其特征在于：所述加强筋(12)包括与空腔(11)前侧壁固连的前筋条(121)以及与空腔(11)后侧壁固连的后筋条(122)，所述前筋条(121)和后筋条(122)之间存在间隙。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种叶轮，其特征在于：所述叶片(1)呈流线型，所述叶片(1)前侧面(15)向前凸起的弧度大于叶片(1)后侧面(16)向前凸起的弧度。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种叶轮，其特征在于：所述叶片(1)的上端与上盘(2)的下侧面焊接固定，所述叶片(1)的下端与下盘(3)的上侧面焊接固定。

7.根据权利要求6所述的一种叶轮，其特征在于：所述叶片(1)上端的前后两侧均与上盘(2)的下侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝(13)，所述叶片(1)下端的前后两侧均与下盘(3)的上侧面焊接固定并形成鱼鳞状的焊缝(13)。

8.根据权利要求6所述的一种叶轮，其特征在于：所述上盘(2)的中部呈中间高外侧低的圆弧状，所述叶片(1)下端的后侧沿内外方向间隔设置有至少两个固定端头(14)，所述下盘(3)上设有与固定端头(14)配合的插孔(31)，所述固定端头(14)能够插入插孔(31)内。

9.根据权利要求8所述的一种叶轮，其特征在于：所述下盘(3)上设有与叶片(1)下端面的内端配合的定位槽(32)，所述叶片(1)能够插入定位槽(32)内。

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