离心鼓风机叶轮制造技术

本实用新型专利技术公开了一种离心鼓风机叶轮，该叶轮包括背板、盖板、以及其中间围绕叶轮中心呈放射状分布的高阶样条曲线形状叶片，其中，叶片进口角为60度，出口角为‑10度，叶片出口点偏角为24度，叶片前缘为圆弧形。本实用新型专利技术采取全三维气动设计分析技术路线设计，并经过流道优化、整机气动性能相干性优化，保证了气体流动在通道里逐渐加载的过程均匀，使鼓风机在小直径下即可实现高增压的同时，还具有效率高、工作范围宽广等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种离心鼓风机，尤其涉及一种高效高增压离心鼓风机叶轮。
技术介绍
离心式气体压缩装备按压力高低，分为离心压缩机、离心鼓风机、离心通风机。各自的应用压力范围是：离心压缩机>150kPa，离心鼓风机20-150kPa，离心通风机<20kPa。离心鼓风机的压力介于离心压缩机和离心通风机之间，起到了承上启下的作用，在整个离心压缩装备中属于中压设备，也可理解为低压的压缩机或高压的风机。离心式鼓风机的研发和制造具有很高的专业技术挑战性，学科涉及气动力学、固体力学、材料力学、转子动力学等，而且还依赖于其他行业和配套设备的发展水平，如材料、铸造、机加、装配、测试，电气电子、控制、系统优化设计、工程系统管理等，因此其制造技术难度很大。尤其是作为离心式鼓风机核心部件之一的叶轮，其设计包括流道设计、理论计算、经验评估等，设计过程中既要使流体流动的损失尽可能小以提升效率，又要使机器的升压能力尽可能高以尽量减少串装的级数，同时还要作到使高效率的工况范围尽可能宽，这一过程极其复杂，也由此导致现有叶轮普遍存在如下不足：(1)难以解决升压能力与效率的矛盾，升压能力高的叶轮普遍效率较低，效率高的叶轮普遍升压能力低；(2)即使接近理想的高升压能力和高效率的平衡，但叶轮的有效工作范围又不够宽，使鼓风机的性能美中不足；因此，离心鼓风机叶轮的设计如何实现效率高、升压能力高、工作范围宽广，同时满足结构强度要求和加工制造工艺要求，成为摆在当前叶轮研发设计工作者面前的课题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种高效率、高升压能力的离心鼓风机叶轮。为实现上述目的，本技术提出了一种离心鼓风机叶轮，其包括背板、盖板、以及其中间围绕叶轮中心呈放射状分布的高阶样条曲线形状叶片。其中，叶片进口角为60度，叶片出口角为-10度、叶片出口点偏角为24度。叶片前缘为圆弧形。在本技术中，术语“叶片进口角”指的是进口位置切线与径向线的夹角，术语“叶片出口角”指的是出口位置切线与径向线的夹角。术语“叶片出口点偏角”指的是进出口点分别与轴心连线后的夹角。作为离心鼓风机核心部件之一的叶轮的性能直接关系到整个鼓风机的性能，本技术采取全三维气动设计分析技术路线设计，并经过流道优化、整机气动性能相干性优化得到的鼓风机叶轮，能保证气体流动在通道里逐渐加载的过程均匀；沿流线的逆压梯度分布优化控制，有效抑制了边界层的发展增厚，在非设计点工况控制边界层分离程度在最小，避免了流动产生大的旋涡，从而实现了气体的高效流动，损失低，其效率高达85％以上，安装该叶轮的压缩基元级的效率高达80％以上，在700mm左右的叶轮直径下、在工频转速(每分钟3000转)下其增压能力即可高达12KPa以上，使鼓风机在小直径、低转速下即可实现高增压，同时还具有高效率、大工作范围等特点。附图说明图1是本技术离心鼓风机叶轮一个实施例的轴侧视图；图2为图1叶轮轴向剖面视图；图3为图1叶轮径向剖面视图；图4为图1叶轮的叶片中面型线坐标表示示意图；图5为图1叶轮的背板和盖板流道面坐标表示示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本技术的具体实施例进行描述。参见图1、图2和图3，根据本技术的离心鼓风机叶轮包括背板1、盖板2、以及其中间围绕叶轮中心呈放射状分布的高阶样条曲线形状叶片3。在一个具体的实施例中，可以有19片叶片围绕叶轮中心均布。但本领域技术人员应该明白，根据不同的具体情况，可以有不同数目的叶片。在本技术中，叶片进口角是指进口位置切线与径向线的夹角，叶片出口角是指出口位置切线与径向线的夹角，叶片出口点偏角是指进出口点分别与轴心连线后的夹角。在图4所示的具体实施例中，叶片进口角可以为60度，叶片出口角可以为-10度，而叶片出口点偏角可以为24度。下面通过如图4所示坐标系的坐标值来限定叶片中面型线的一种具体的空间形状。坐标单位为D/100，D为叶轮直径。将各个坐标点分别平滑连接后，即形成一条平滑的叶片中面型线11，将此型线垂直于XY平面双向拉伸一定距离，即形成叶片的中面。再将叶片中面向两侧平滑延展半个厚度值(厚度值一般取叶轮直径的6％左右)，即得到叶片片身的基本三维形状。下面通过图5所示坐标系的坐标值来限定叶轮背板和盖板流道面的一种具体的空间形状。坐标单位为D/100，D为叶轮直径。将上述背板和盖板流道面的各个坐标点分别平滑连接后，即形成一条平滑的背板流道面型线21和盖板流道面型线22，将此两条绕叶轮中心轴线(图5之X轴)旋转，即形成叶轮的背板流道面和盖板流道面，用这两个曲面去切割前述方式形成的叶片叶身三维体，保留中间流道部分，删除多余部分，即可获得叶轮的基本流道形状。之后，再将叶片前缘用一个10°左右的锥形 体进行切割(使叶片前缘有10°左右的倾角)，并将切割后的叶片前缘修改为圆弧形状，再将叶轮背板和盖板向外延伸一定厚度，即可得到叶轮的基本三维形状。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离心鼓风机叶轮，包括背板、盖板以及背板和盖板之间围绕叶轮中心呈放射状分布的叶片，其特征在于，所述叶片具有高阶样条曲线形状，叶片进口角为60度，叶片出口角为‑10度，叶片出口点偏角为24度，并且叶片前缘为圆弧形。

【技术特征摘要】
1.一种离心鼓风机叶轮，包括背板、盖板以及背板和盖板之间围绕叶轮中心呈放射状分布的叶片，其特征在于，所述叶片具有高阶样条曲线形状，叶片进口角...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷先华，韩克非，柳兴勇，
申请(专利权)人：成都安世亚太科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51