具有增功降损的离心叶轮制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有增功降损的离心叶轮，离心叶轮包括轮毂盘和采用后弯的S型的叶片，轮毂盘与叶片一体成型，轮毂盘上设有至少两组与叶片的叶型流线相匹配的槽道，槽道位于两相邻的叶片之间。在叶片间的轮毂盘上设置与叶片的叶型流线相匹配的槽道，槽道间的槽壁形成流线型凸筋，凸筋类似小型叶片，在离心叶轮工作，高速转动时，既能防止叶根气流分离，又能对气体做功，能起到增加叶轮做功量和减小气体流动损失的目的，从而有效提高离心压气机工作效率。

Centrifugal impeller with power increase and loss reduction

The utility model discloses a centrifugal impeller with power enhancement and loss reduction. The centrifugal impeller comprises a hub disc and a S-shaped blade with a back bend. The hub disc and the blade are formed in one body. The hub disc is provided with at least two grooves matching the blade profile streamline, and the groove is located between two adjacent blades. The grooves matching the blade streamlines are arranged on the hub disc between the blades. The groove walls between the grooves form streamlined ribs. The ribs are similar to the small blades. When the centrifugal impeller works at high speed, they can not only prevent the separation of the air flow at the blade root, but also work on the gas. They can increase the amount of work done by the impeller and reduce the loss of gas flow, thus effectively improve the centrifugal compressor. Work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
具有增功降损的离心叶轮
本技术涉及离心压气机
，尤其涉及一种能够增加离心压气机做功能力并减少总功损失提高效率的离心叶轮。
技术介绍
离心压气机具有特性平缓、单级压比较高、结构简单、加工工艺较好(工艺性好)的优点，在现有技术中的中小推力发动机或小型燃气轮装置得到了广泛的应用，但离心压气机由于自身造型设计特点，会产生迎风面尺寸大、效率低的缺点，因而不宜用在高速飞行的大推力发动机上。因此，如何设计出性能可靠、可提高离心压气机工作效率的离心叶轮是本领域技术人员研究的方向。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种具有增加功量、提高压气机效率的离心叶轮，以解决现有技术中离心压气机效率低的技术问题。为实现上述目的，本技术的技术方案是：本技术的一种具有增功降损的离心叶轮，所述离心叶轮包括轮毂盘和后弯S型的大叶片，所述轮毂盘与所述大叶片一体成型，所述轮毂盘上设有至少两组与所述大叶片的叶型流线相匹配的槽道，所述槽道位于两相邻叶片之间。进一步改进在于，还包括分流叶片，所述分流叶片设置于两相邻的大叶片之间，所述分流叶片的长度小于所述大叶片的长度。进一步改进在于，两相邻叶片间包括四组所述槽道。进一步改进在于，所述槽道的深度由叶片进口处向叶片出口处逐渐加深。进一步改进在于，叶片出口处的所述槽道的高度小于叶片出口处的所述叶片高度的15％和/或叶片出口处的所述槽道的宽度小于叶片出口处的所述叶片高度，大于叶片出口处的所述叶片高度的二分之一。进一步改进在于，所述离心叶轮由钛合金锻造制成。本技术的离心叶轮通过在叶片间的轮毂盘上设置与叶片的叶型流线相匹配的槽道，槽道间的槽壁形成流线型凸筋，凸筋类似小型叶片，在离心叶轮工作时，既能防止叶根气流分离，又能对气体做功，能起到增加叶轮做功量和减小气体流动损失的目的，从而有效提高离心压气机工作效率；相邻大叶片之间设置短小的分流叶片，这样设计更符合压气机叶间气体的相对运动，能防止叶盆气流分离，减少气体流动时产生的损失，从而更进一步的提高离心压气机工作效率。附图说明图1为本技术中离心叶轮的三维模型图；图2为离心叶轮的叶片出口处截面示意图；图3为离心叶轮相邻叶栅间叶片与轮毂盘的结构示意图；图中，1-轮毂盘，2-大叶片，20-分流叶片，21-叶片进口处，22-叶片出口处，3-槽道，31-凸筋。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至图3所示，本技术提供了一种具有增功降损的离心叶轮，离心叶轮包括轮毂盘1和后弯S型的大叶片2，轮毂盘1与大叶片2一体成型，其中，在介于两相邻的大叶片2之间的轮毂盘1上，设置至少两组与大叶片2的叶型流线相匹配的槽道3，在本实施例中，槽道3优选为四组，槽道3的成型，在实际生产时，采用铣刀加工而成。为了更符合压气机叶间气体的相对运动，防止叶盆中气流分离，减少气体流动时产生的损失，在位于两相邻的大叶片2之间设置有分流叶片20，分流叶片20与轮毂盘1一体成型，分流叶片20的长度小于大叶片2的长度。在实际生产应用中，轮毂盘1优先由钛合金锻造成整体毛坯，经过机加工而成。锻造的毛坯件为圆台结构，并通过机械加工，将圆台加工成具有后弯的S型的大叶片2和分流叶片20。离心叶轮在工作过程中高速转动对气体做功，叶片中部受压应力(即叶盆受到压力)，叶根和叶尖受拉应力(即转动时，所产生往离心方向的力)，因此，槽道3的结构类似于小型的叶片，会同时受到拉应力和压应力，在开槽处会产生应力集中，影响叶轮的强度，为了解决这一问题，在本实施例中，参照图2所示，可将槽道3的根部采用圆弧结构，生产制造时，采用圆弧铣刀加工，便可得到具有圆弧角的槽道3。槽道3的设计应在满足强度校核计算的基础上，最大程度的满足气动性能优化，要根据叶型形成的流道，与轮毂盘的盘身形状，进行强度计算，反复迭代后可以得到较为合理的槽道造型，因此，设计的形状应符合离心压气机流场气动造型。由于叶片进口处21的进气截面小，不易产生气流分离，随着气流流动截面增大，轮毂半径增高，气体流速增快而产生气流分离，所以槽道3在叶片进口处可以设置较浅，叶片出口处22设置较深，槽道3的深度由叶片进口处21向叶片出口处22方向逐渐加深；从而可以用来增加气体做功量，并能防止叶根气流分离。槽道3的高度和宽度需要适宜，高度和宽度过大，会影响离心压气机通道内气体流动产生阻塞；尺寸过小，难以达到增功降损的目的，因此，在本实施例中，将叶片出口处22的槽道3的高度设置成小于叶片出口处22叶片高度的15％；将叶片出口处22的槽道3的宽度设置成小于叶片出口处22叶片高度、但大于叶片出口处22叶片高度的二分之一，槽道3的高度和宽度尺寸方案可以是前面两种方案的结合或者其中某一种形式，优选是两种方案的结合。而叶片间槽道3的数量也不宜过多，槽道3的个数应当按实际叶轮外缘半径与叶片数量确定。本技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：1、可防止气流分离：离心压气机的叶轮中气流是轴向流进径向流出，转折角度大，在叶片间通道处由于流速快压力大的原因，很容易产生气流分离，引发分离损失；在离心叶轮叶片做功过程中，叶盆区高静压气流经过轮毂环壁的附面层流向叶背并卷起通道旋涡，旋涡本身由气流的机械能转换而成，因而存在流阻损失。在叶根处的轮毂盘上面设计槽道后，可以起到叶根处气流的导流作用，减少气流分离产生的分离损失和通道漩涡产生的流阻损失，从而提高压气机效率。2、增加压气机对气体做功量：离心压气机通过叶片高速旋转产生机械功，槽道类似小型叶片，在高速旋转中可以产生机械功对气体做功，使得气体在叶间通道流动过程中受到叶片压力做功总能增加，从而实现总压增加，提高压气机效率。应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本技术的保护范围。以上结合附图实施例对本技术进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本技术做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本技术的限定，本技术将以所附权利要求书界定的范围作为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有增功降损的离心叶轮，所述离心叶轮包括轮毂盘和后弯S型的大叶片，所述轮毂盘与所述大叶片一体成型，其特征在于，所述轮毂盘上设有至少两组与所述大叶片的叶型流线相匹配的槽道，所述槽道位于两相邻叶片之间。

【技术特征摘要】
1.具有增功降损的离心叶轮，所述离心叶轮包括轮毂盘和后弯S型的大叶片，所述轮毂盘与所述大叶片一体成型，其特征在于，所述轮毂盘上设有至少两组与所述大叶片的叶型流线相匹配的槽道，所述槽道位于两相邻叶片之间。2.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，还包括分流叶片，所述分流叶片设置于两相邻的大叶片之间，所述分流叶片的长度小于所述大叶片的长度。3.根据权利要求1所述的离心叶轮，其特征在于，两相邻叶片间包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王石柱，
申请(专利权)人：上海尚实能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31