CN215444525U - 一体式轴流叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一体式轴流叶轮，包括：轮毂，其沿上下方向延伸；叶片，其以所述轮毂的中心线为中心在所述轮毂的外侧壁环绕设置有多个；轴套，其同轴地设置于所述轮毂内，所述轮毂的顶端与所述轴套的顶端之间连接有连接套，所述轮毂的底端所在的平面为第一基准面，所述轴套的底端突出于所述第一基准面，所述轮毂、所述叶片与所述轴套为一体铸造成型，本实用新型减少了投入模具制作的费用，并且取代了分开生产再装配而成的结构，减少了装配和校正叶片角度工序，有效提高生产效率、降低制作成本，同时也更好地保证产品性能的稳定。

Description

一体式轴流叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种风机叶轮，尤其涉及一体式轴流叶轮。

背景技术

现有工业用轴流风机铸件叶轮的生产过程是将叶片、上轮毂、下轮毂分别独立制作，经加工后再装配成叶轮。叶片、上轮毂、下轮毂都要制作铸件模具，分别是：铸件叶片模具，铸件上轮毂模具，铸件下轮毂模具，同时叶片、上轮毂、下轮毂三个铸件独立生产，如此增加了投入模具制作的费用，增加了人工成本，产品的生产周期，增加摆放半成品区域，以及半成品周转成本。而在叶轮装配过程中，是利用上轮毂与下轮毂的作用将各个叶片夹紧，难以保证各个叶片的角度一致，需要经人工校正叶片角度，但经校正后的叶片，各个叶片角度也存在一定的误差，使风机叶轮在工作过程中产生错乱的旋涡，气流在机壳损失大导致全压低、功耗高，这样就增加了用户的使用成本。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一体式轴流叶轮，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一体式轴流叶轮，包括：轮毂，其沿上下方向延伸；叶片，其以所述轮毂的中心线为中心在所述轮毂的外侧壁环绕设置有多个；轴套，其同轴地设置于所述轮毂内，所述轮毂的顶端与所述轴套的顶端之间连接有连接套，所述轮毂的底端所在的平面为第一基准面，所述轴套的底端突出于所述第一基准面，所述轮毂、所述叶片与所述轴套为一体铸造成型。

该技术方案至少具有如下的有益效果：外设的电机输出端可连接于轴套内，而轴套则通过连接套与轮毂相互连接，叶片环绕布置在轮毂的外侧，轴套的底端突出于第一基准面，可有效防止轮毂边沿与外设的电机刮碰，此处的轮毂、叶片与轴套为一体铸造成型，减少了投入模具制作的费用，并且取代了分开生产再装配而成的结构，减少了装配和校正叶片角度工序，有效提高生产效率、降低制作成本，同时也更好地保证产品性能的稳定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述连接套的内径由上至下逐渐缩小。连接套整体的形状为锥形，向轮毂的内部延伸，可减少轴套的长度，既方便装配，由于轴套的厚度一般比连接套的厚度大，因为还可以节省材料。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片的厚度沿宽度方向由中心至两侧逐渐缩小。可降低叶片的重量，并提高叶片的性能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片由上至下向右倾斜设置，所述叶片沿其长度延伸方向逆时针扭转，以所述叶片远离所述轮毂最远一点与所述轴套中心之间的距离为第一长度，所述叶片上具有第一横截面，所述第一横截面与所述轴套中心之间的距离为第二长度，所述第一长度与所述第二长度的比值为2.4至2.5，连接于所述第一横截面顶点与所述第一横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为32至35度。叶片沿其长度方向扭曲形成曲面，采用弯扭耦合设计，叶片上存在多个基元级，在每个基元级上的型线、安装角及进出口角都不同使端部边界层减薄和清除近吸力面的角隅区边界层堆积，从而提高风机整体的性能，具体的一个基元级，按照第一长度与第二长度的比值在叶片上确定一个第一横截面，并确定第一横截面的倾斜角度在该夹角范围内，形成的叶片可提高风机的全压效率，并降低风机的噪声。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片上具有第二横截面，所述第二横截面与所述轴套中心之间的距离为第三长度，所述第一长度与所述第三长度的比值为1.7至1.8，连接于所述第二横截面顶点与所述第二横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为28至31度。在叶片上形成另外一个基元级，按照第一长度与第三长度的比值在叶片上形成一个第二横截面，确定第二横截面的倾斜角度在该夹角范围内，形成的叶片可进一步提高风机的全压效率，并降低风机的噪声。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片上具有第三横截面，所述第三横截面与所述轴套中心之间的距离为第四长度，所述第一长度与所述第四长度的比值为1.3至1.4，连接于所述第三横截面顶点与所述第三横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为24至27度。在叶片上形成另外一个基元级，按照第一长度与第四长度的比值在叶片上形成一个第三横截面，确定第三横截面的倾斜角度在该夹角范围内，形成的叶片可进一步提高风机的全压效率，并降低风机的噪声。

作为上述技术方案的进一步改进，所述叶片上具有第四横截面，所述第四横截面与所述轴套中心之间的距离为第五长度，所述第一长度与所述第五长度的比值为1.1至1.2，连接于所述第四横截面顶点与所述第四横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为22至25度。在叶片上形成另外一个基元级，按照第一长度与第五长度的比值在叶片上形成一个第四横截面，确定第四横截面的倾斜角度在该夹角范围内，形成的叶片可进一步提高风机的全压效率，并降低风机的噪声。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的整体俯视图；

图2是图1的A-A剖面结构示意图；

图3是图1的B-B剖面结构示意图；

图4是图1的C-C剖面结构示意图；

图5是图1的D-D剖面结构示意图；

图6是图1的E-E剖面结构示意图。

附图中:100-轮毂、200-叶片、300-轴套、400-连接套。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1与图2，一体式轴流叶轮，包括：轮毂100，其沿上下方向延伸；叶片200，其以所述轮毂100的中心线为中心在所述轮毂100的外侧壁环绕设置有多个；轴套300，其同轴地设置于所述轮毂100内，所述轮毂100的顶端与所述轴套300的顶端之间连接有连接套400，所述轮毂100的底端所在的平面为第一基准面，所述轴套300的底端突出于所述第一基准面，所述轮毂100、所述叶片200与所述轴套300为一体铸造成型。

由上述可知，外设的电机输出端可连接于轴套300内，而轴套300则通过连接套400与轮毂100相互连接，叶片200环绕布置在轮毂100的外侧，轴套300的底端突出于第一基准面，可有效防止轮毂100边沿与外设的电机刮碰，此处的轮毂100、叶片200与轴套300为一体铸造成型，减少了投入模具制作的费用，并且取代了分开生产再装配而成的结构，减少了装配和校正叶片200角度工序，有效提高生产效率、降低制作成本，同时也更好地保证产品性能的稳定。

在上述实施例中，连接套400可为环形的平面，此时轴套300在轮毂100内的长度较大，在本实施例中，所述连接套400的内径由上至下逐渐缩小。连接套400整体的形状为锥形，向轮毂100的内部延伸，可减少轴套300的长度，既方便装配，由于轴套300的厚度一般比连接套400的厚度大，因为还可以节省材料。

传统的叶片200一般为等厚，为了减少风阻只对叶片200的侧边倒圆，在本实施例中，所述叶片200的厚度沿宽度方向由中心至两侧逐渐缩小。可降低叶片200的重量，并提高叶片200的性能。

作为对叶片200形状的进一步改进，在本实施例中，所述叶片200由上至下向右倾斜设置，所述叶片200沿其长度延伸方向逆时针扭转，以所述叶片200远离所述轮毂100最远一点与所述轴套300中心之间的距离为第一长度，所述叶片200上具有第一横截面，所述第一横截面与所述轴套300中心之间的距离为第二长度，所述第一长度与所述第二长度的比值为2.4至2.5，如图3所示，连接于所述第一横截面顶点与所述第一横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角a1为32至35度；所述叶片200上具有第二横截面，所述第二横截面与所述轴套300中心之间的距离为第三长度，所述第一长度与所述第三长度的比值为1.7至1.8，如图4所示，连接于所述第二横截面顶点与所述第二横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角a2为28至31度；所述叶片200上具有第三横截面，所述第三横截面与所述轴套300中心之间的距离为第四长度，所述第一长度与所述第四长度的比值为1.3至1.4，如图5所示，连接于所述第三横截面顶点与所述第三横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角a3为24至27度；所述叶片200上具有第四横截面，所述第四横截面与所述轴套300中心之间的距离为第五长度，所述第一长度与所述第五长度的比值为1.1至1.2，如图6所示，连接于所述第四横截面顶点与所述第四横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角a4为22至25度。

叶片200沿其长度方向扭曲形成曲面，采用弯扭耦合设计，叶片200上存在多个基元级，在每个基元级上的型线、安装角及进出口角都不同采用这种叶片200设计可以在根部产生逆压力梯度，使端部边界层减薄和清除近吸力面的角隅区边界层堆积，从而提高风机整体的性能，形成不同的基元级时，不仅要把流线的曲率和斜率考虑进去，同时还要考虑熵和功沿径向的变化。具体的一个基元级，按照第一长度与第二长度的比值在叶片200上确定一个第一横截面，并确定第一横截面的倾斜角度在32至35度范围内；在叶片200上形成另外一个基元级，按照第一长度与第三长度的比值在叶片200上形成一个第二横截面，确定第二横截面的倾斜角度在28至31度范围内；在叶片200上形成另外一个基元级，按照第一长度与第四长度的比值在叶片200上形成一个第三横截面，确定第三横截面的倾斜角度在24至27度范围内；在叶片200上形成另外一个基元级，按照第一长度与第五长度的比值在叶片200上形成一个第四横截面，确定第四横截面的倾斜角度在22至25度范围内。

如一个具体的实施例中，第一长度为174.3mm，在第二长度为70mm处形成第一横截面，在第一横截面中，第一横截面的顶点与第一横截面的底点连接而成的直线与水平线之间的夹角为33.67度，在第三长度为100mm处形成第二横截面，在第二横截面中，第二横截面的顶点与第二横截面的底点连接而成的直线与水平线之间的夹角为29.81度，在第四长度为130mm处形成第三横截面，在第三横截面中，第三横截面的顶点与第三横截面的底点连接而成的直线与水平线之间的夹角为25.7度，在第五长度为150mm处形成第四横截面，在第四横截面中，第四横截面的顶点与第四横截面的底点连接而成的直线与水平线之间的夹角为23.43度，采用此形状的叶片200在轮毂100外侧排列四个，风机的全压效率提高5％至6％，风机的噪声降低2至3db。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一体式轴流叶轮，其特征在于：包括：

轮毂(100)，其沿上下方向延伸；

叶片(200)，其以所述轮毂(100)的中心线为中心在所述轮毂(100)的外侧壁环绕设置有多个；

轴套(300)，其同轴地设置于所述轮毂(100)内，所述轮毂(100)的顶端与所述轴套(300)的顶端之间连接有连接套(400)，所述轮毂(100)的底端所在的平面为第一基准面，所述轴套(300)的底端突出于所述第一基准面，所述轮毂(100)、所述叶片(200)与所述轴套(300)为一体铸造成型。

2.根据权利要求1所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述连接套(400)的内径由上至下逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述叶片(200)的厚度沿宽度方向由中心至两侧逐渐缩小。

4.根据权利要求1所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述叶片(200)由上至下向右倾斜设置，所述叶片(200)沿其长度延伸方向逆时针扭转，以所述叶片(200)远离所述轮毂(100)最远一点与所述轴套(300)中心之间的距离为第一长度，所述叶片(200)上具有第一横截面，所述第一横截面与所述轴套(300)中心之间的距离为第二长度，所述第一长度与所述第二长度的比值为2.4至2.5，连接于所述第一横截面顶点与所述第一横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为32至35度。

5.根据权利要求4所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述叶片(200)上具有第二横截面，所述第二横截面与所述轴套(300)中心之间的距离为第三长度，所述第一长度与所述第三长度的比值为1.7至1.8，连接于所述第二横截面顶点与所述第二横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为28至31度。

6.根据权利要求4所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述叶片(200)上具有第三横截面，所述第三横截面与所述轴套(300)中心之间的距离为第四长度，所述第一长度与所述第四长度的比值为1.3至1.4，连接于所述第三横截面顶点与所述第三横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为24至27度。

7.根据权利要求4所述的一体式轴流叶轮，其特征在于：所述叶片(200)上具有第四横截面，所述第四横截面与所述轴套(300)中心之间的距离为第五长度，所述第一长度与所述第五长度的比值为1.1至1.2，连接于所述第四横截面顶点与所述第四横截面底点之间的直线与水平线之间的夹角为22至25度。

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