新型结构的流体机械叶轮制造技术

本实用新型专利技术涉及新型结构的流体机械叶轮，可应用于产生压力及回收压力的流体机械中，其主要特征包括，后盖板、前盖板及叶片，后盖板在叶片入口处呈圆柱形结构，并且与离心泵的轴向平行，后盖板与叶片入口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中心部凹陷；前盖板处的叶片入口边与轴向方向垂直，后盖板与前盖板在叶片入口处通过圆弧状平滑曲线连接形成叶轮入口；叶片为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲面，对于叶轮的过流断面流出出口面积与流入入口面积比是0.75～0.95之间，设有2-3片，各叶片之间的重迭角度在5°以内，叶片的出口角度大于35°。与现有技术相比，本实用新型专利技术在提高效率的同时提升吸入性能、通过提高转速来提升能量回收效率、在输送含固体颗粒介质时减少内部磨损。

【技术实现步骤摘要】
新型结构的流体机械叶轮
本技术属于用于液体输送粟或能量回收润轮机组件，尤其是涉及新型结构的 流体机械叶轮。
技术介绍
传统低转速的离也粟的，出口面积设计更大，出口面积与进口面积比大约1. 1? 1.6。为了说明过去技术，将立维的叶轮的径向流动，W二维的模式说明（见图。，如C图所 示，由于出口面积增大，流速减小，动压转变为静压，但由于流速减少的不均匀，导致叶轮出 口附近产生压力波动，縱润会在A处产生。另外，从叶轮轴向看叶片和叶片之间重迭的角度 较大，因为该个重迭，会产生循环流，比正常流过叶轮的液体停留时间更长，不仅从叶轮得 不到更多的能量，反而降低能量传递效率。而传统技术粟的吸入性能是通过通过前述内部 的縱润A及内部循环流限制流过叶轮的流量，达到降低进口流速，才能提高粟的吸入性能， 由于内部縱润及循环流的存在，在低转速下大幅提升性能是很难实现的。 对于输送含固体颗粒介质的粟，其传统的叶轮设计思路是W前述低转速粟的叶轮 设计为基础。为了解决固体颗粒对粟各部零件磨损造成的影响，磨损部分W加厚的形式设 计W实现延长寿命的目的。 另外，由于包含固体颗粒的液体介质的运转在转速增加后出现数倍磨损，所W被 设计成尽量低的转速。在低转速情况下，扭矩增大即叶片动力也增大，随液体行进的固体颗 粒对叶片造成更大的磨损。而且由于转速降低导致叶轮外径增加，前述的内部縱润进一步 增加，反而增大了磨损。并且叶轮直径增大的同时，也加大了从叶轮外圆和壳体间隙通往叶 片入口处的回流，增加了对壳体及叶轮外表面的磨损。 因为叶片入口的磨损而加厚入口，使入口的縱润变大，该就使得前述叶轮下游部 的大循环流更大，该样恶性循环是由于为了达到耐磨损的寿命极限而设计。在传统的技术 条件下，只能通过使用可W与磨损对抗的超硬材料，没有其他解决问题的方法。 技术专利化94107695. 4 流体机械用叶轮和应用该叶轮的流体机械中， 对离也式流体机械高速化条件下叶片形状及叶片进口安放角的设计进行了创新，但并没 有解决高速化导致的汽蚀性能恶化问题及进一步提升效率的方法，本技术在专利 ZL94107695. 4的基础上，通过对叶片数、叶片出口安放角、叶片重叠角、进出口面积比的优 化创新，消除了离也粟高速化带来的负面影响。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种在提高效 率的同时提升吸入性能、通过提高转速来提升能量回收效率、在输送含固体颗粒介质时减 少内部磨损的新型流体机械叶轮。 本技术的目的可W通过W下技术方案来实现： 新型结构的流体机械叶轮，应用于产生压力的流体机械，例如离也粟中，包括后盖 板、前盖板及叶片， 所述的后盖板在叶片入口处呈圆柱形结构，并且与离也粟的轴向平行，后盖板与 叶片入口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中也部凹陷； 所述的前盖板处的叶片入口边与轴向方向垂直，后盖板与前盖板在叶片入口处通 过圆弧状平滑曲线连接形成叶轮入口； 所述的叶片为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲面，设有2-3片，各叶片 之间的重迭角度在5° W内，叶片的出口角度大于35°。 所述的后盖板处的入口角为0°。 叶轮的过流断面流出出口面积与流入入口面积比是0. 75?0. 95。 新型结构的流体机械叶轮，应用于回收压力的流体机械，例如润轮机中，包括后盖 板、前盖板及叶片， 所述的后盖板在叶片出口处呈圆柱形结构，并且与离也粟的轴向平行，后盖板与 叶片出口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中也部凹陷； 所述的前盖板处的叶片出口边与轴向方向垂直，后盖板与前盖板在叶片出口处通 过圆弧状平滑曲线连接形成叶轮出口； 所述的叶片为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲面，设有2-3片，各叶片 之间的重迭角度在5° W内，叶片的入口角度大于35°。 所述的后盖板处的出口角为0°。 叶轮的过流断面流入入口面积与流出出口面积比是0. 75?0. 95。 与现有技术相比，本技术具有W下优点： 1、本技术可W通过高速大幅提升效率的同时，避免传统技术带来的汽蚀性能 恶化，使用该技术时，粟的汽蚀余量与传统工况相当，通用性高，可在各行业的小流量工况 替代原有设备，并实现节能、节省资源、降低环境污染等目标。 2、利用该叶轮技术设计的超小型高速高性能润轮发电设备，可W实现未成充分开 发的小水电资源的高效利用。 3、另外，利用该叶轮技术设计的流体机械的驱动电机，可通过电气控制实现发电 机的功能。例如，在大型石化工程项目中，一台设备正转运行时作为粟或压缩机，反向运转 时能为发电设备合理利用多余的介质能量，实现高效节能。 4、对于车、船、飞行器等动力交通工具，使用该技术设计的粟、压缩机、润轮机等流 体机械，既可实现小型化、轻量化，又可提高效率，具有提高空间利用效率、节能、高效等多 重优势。 【附图说明】 图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术和传统技术的叶轮内部流动的模式示意图； 图3为传统粟的效率与本技术的效率比较示意图； 图4为叶片的结构示意图； 图5为图4中A截面的结构示意图； 图6为图4中B截面的结构示意图； 图7为图4中C截面的结构示意图； 图8为图4中D截面的结构示意图； 图9为实例粟试验性能曲线； 图10为实例H维流动分析和实测粟性能的比较图。 【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。 新型结构的流体机械叶轮，其结构如图1所示，应用于离也粟中，包括后盖板1、前 盖板2及叶片3,后盖板1在叶片入口处呈圆柱形结构，并且与离也粟的轴向平行，后盖板1 与叶片入口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中也部凹陷； 前盖板2处的叶片入口边与轴向方向垂直，后盖板1与前盖板2在叶片入口处通 过圆弧状平滑曲线连接形成叶轮入口；叶片3为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲 面，设有2-3片，各叶片之间的重迭角度在5° W内，叶片的出口角度大于35°。后盖板1 处的入口角为0°，叶轮的过流断面流出出口面积与流入入口面积比是0.75?0.95。 原理及效果： 关于本技术的叶轮的作用，图2进行了详细说明。图2将H维的叶轮的径向 流动，W二维的流动来表示。图2a是关于本技术粟的说明图，线段pq的长度相当于入 口面积，线段rs的长度相当于出口面积。该样线段rs和pq的比率就是权利要求第3项及 第6项提到的面积比，由于缩小流动，也不会产生内部縱润，pqsr的梯形图示的回转中也箭 头方向旋转，出口 rs的圆周速度最大，该里的能量传递最大。图化表示本技术的润 轮，带有能量的流体（水）从入口 rs流到出口 pq，无产生縱润的流动。和粟完全相同的梯 形pqrs从回转中也，和粟相反方向运转，吸收流体带有的能量。 用二维表示的图2c是传统技术的粟，图2d是传统技术的润轮机，产生能量的粟是 扩大流动，吸收能量的叶轮是缩小流动，与本技术的流动正好相反。对传统粟来说，在 叶轮大面积外周部产生脱流縱润A，对传统润轮机来说，小的出本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型结构的流体机械叶轮，应用于产生压力的流体机械中，其特征在于，包括后盖板、前盖板及叶片，所述的后盖板在叶片入口处呈圆柱形结构，并且与离心泵的轴向平行，后盖板与叶片入口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中心部凹陷；所述的前盖板处的叶片入口边与轴向方向垂直，后盖板与前盖板在叶片入口处通过圆弧状平滑曲线连接形成叶轮入口；所述的叶片为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲面，设有2‑3片，各叶片之间的重迭角度在5°以内，叶片的出口角度大于35°。

【技术特征摘要】
1. 新型结构的流体机械叶轮，应用于产生压力的流体机械中，其特征在于，包括后盖 板、前盖板及叶片， 所述的后盖板在叶片入口处呈圆柱形结构，并且与离心泵的轴向平行，后盖板与叶片 入口圆滑连接，与叶片配合处呈凹形结构向叶轮中心部凹陷； 所述的前盖板处的叶片入口边与轴向方向垂直，后盖板与前盖板在叶片入口处通过圆 弧状平滑曲线连接形成叶轮入口； 所述的叶片为设置在叶片入口与叶片出口之间的光滑曲面，设有2 - 3片，各叶片之间 的重迭角度在5°以内，叶片的出口角度大于35°。2. 根据权利要求1所述的新型结构的流体机械叶轮，其特征在于，所述的后盖板处的 入口角为〇°。3. 根据权利要求1所述的新型结构的流体机械叶轮，其特征在于，叶轮的过流断面流 出出口面积与流入入口面积比是0. 75?0. 9...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，龚敏，杨建文，陈德泉，寿满光，林永池，张建国，陈德利，周海锋，
申请(专利权)人：上海福思特流体机械有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31