一种具有高效气动效率的离心鼓风机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高效气动效率的离心鼓风机，其进气壳体的进气流道内分别设有对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组，且对称曲面主导叶组相对于对称曲面副导叶组靠近进气口；对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组的两侧导叶边分别与进气壳体前后内壳壁形状对应并延伸；叶轮的每个叶片包括位于靠近轴向进气口一端的前向式叶片段以及位于靠近径向排气口一端的后向式叶片段，前向式叶片段与后向式叶片段采用径向式叶片段连接；本发明专利技术通过对进气壳体以及叶轮叶片进行特别结构设计，使得离心鼓风机同时具有高进气效率、高气动效率、高气动载荷以及气动噪音小的多重技术效果，最终得到了具有高效气动效率的离心鼓风机。

A Centrifugal Blower with High Aerodynamic Efficiency

【技术实现步骤摘要】
一种具有高效气动效率的离心鼓风机
本专利技术属于离心鼓风机产品制造领域，具体涉及了一种具有高效气动效率的离心鼓风机。
技术介绍
离心式鼓风机的工作原理主要是利用若干旋转叶轮对气体做功，增加气体的动能，再通过离心作用和扩压过程，提高气体的压力，以达到一定的风量和风压，进而达到大流量高压送风的技术效果。离心式鼓风机因其具有较好的大流量高压送风效果，因而在污水处理、电厂脱硫以及其它工业领域得到广泛应用。离心式鼓风机主要包括设有进气口的进气壳体、旋转驱动单元、采用旋转叶轮构成的气体压缩单元以及设有排气口的排气机壳等核心组件，其中，进气壳体、叶轮以及排气机壳的结构和形状设置都会直接影响离心鼓风机的气动效率。具体来说，其一、在现有技术的离心式鼓风机中，通常会在进气壳体的进气流道内设置多条筋板，设计筋板的功能均是作为结构性加固的加强筋作用，因此都是采用具有一定厚度的直面平板筋片结构设计，未具体分析研究其对进气时气体分流所带来的影响。其二、在现有技术的离心鼓风机中，其叶轮上叶片的形状、数量以及叶片盘的形状是决定离心鼓风机气动效率的核心因素。为了满足其应用于各类领域的性能需要，人们通常将叶轮叶片设计成后向式、前向式以及径向式三种，其中，后向式叶片的弯曲方向与气体的运动轨迹相同，气动效率高且噪音小，但气动载荷低；前向式叶片的弯曲方向与气体的运动轨迹相反，气动载荷高，但由于气体被叶片强行改变方向，因此，气动效率较低且噪音较大；径向式叶片的弯曲方向与气体的运动轨迹垂直，其相关性能介于后向式叶片与前向式叶片之间；通过以上可以看出，现有的叶轮叶片各自具有优缺点，无法同时具有高气动效率和高气动载荷的性能。本申请专利技术人基于在风机产品领域的多年开发经验以及具有对流体流动机理的理论知识，希望通过对相关结构进行创新结构设计实现对离心式鼓风机更高的气动效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有高效气动效率的离心鼓风机，通过对进气壳体以及叶轮叶片进行特别结构设计，使得离心鼓风机同时具有高进气效率、高气动效率、高气动载荷以及气动噪音小的多重技术效果，最终得到了具有高效气动效率的离心鼓风机。本专利技术在发现现有离心式鼓风机存在如上
技术介绍
所述的技术问题后，凭借多年开发经验、通过对进气壳体流道和叶轮三维气体动力学进行CFD计算，同时对其进行深入分析，对进气流道以及叶轮的结构形状进行优化，减少进气流道的流动边界层分离、内部涡团的产生和迁移，提高离心鼓风机的气动效率的同时实现更优的气动载荷分布控制，基于此，本申请人最终提出了如下技术方案：一种具有高效气动效率的离心鼓风机，包括与旋转驱动单元传动连接的旋转主轴、与所述旋转主轴安装连接为一体的进气壳体、安装在中部壳体内的多级叶轮以及排气壳体，其中，所述进气壳体设有位于上方的进气口和进气流道，所述进气口通过所述进气流道与所述叶轮相连通；所述进气流道内分别设有对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组，且所述对称曲面主导叶组相对于所述对称曲面副导叶组靠近所述进气口；所述对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组的两侧导叶边分别与所述进气壳体前后内壳壁形状对应并延伸；所述叶轮包括叶轮盘和位于所述叶轮盘上的若干叶片，每个所述叶片均布在所述叶轮盘的内周，所述叶轮盘上设有与所述旋转主轴固定安装连接的旋转轴孔、与进气流道连通的轴向进气口以及与出气流道连通的径向排气口；每个所述叶片包括位于靠近所述轴向进气口一端的前向式叶片段以及位于靠近所述径向排气口一端的后向式叶片段，所述前向式叶片段与所述后向式叶片段采用径向式叶片段连接。优选地，所述对称曲面主导叶组的根部与所述对称曲面副导叶组的根部分布在同一与所述轴承座轴孔同心的圆周面上，所述圆周面的直径小于所述进气口的口径；且所述对称曲面主导叶组的根部间距小于所述对称曲面副导叶组的根部间距；所述对称曲面主导叶组长度大于所述对称曲面副导叶组长度。优选地，所述进气流道呈弧面状，其内径沿所述进气口向下至所述主轴方向变大，同时所述进气壳体底部包括呈对称分布且相交的左圆弧面壳壁和右圆弧面壳壁，其中，所述左圆弧面壳壁和右圆弧面壳壁之间的相交部与所述对称曲面主导叶组的根部以及所述对称曲面副导叶组的根部均分布在同一所述圆周面上。优选地，所述对称曲面主导叶组包括呈形状对称分布的左曲面主导叶和右曲面主导叶，所述左曲面主导叶的曲率从其根部到端部方向变小；所述对称曲面副导叶组包括呈形状对称分布的左曲面副导叶和右曲面副导叶，所述左曲面副导叶的曲率从其根部到端部方向变大。优选地，所述左曲面主导叶位于根部的曲率大于所述左曲面副导叶位于根部的曲率，且所述左曲面主导叶位于端部的曲率小于所述左曲面副导叶位于端部的曲率。优选地，所述左曲面主导叶和右曲面主导叶之间的根部间距小于所述左曲面副导叶和右曲面副导叶之间的根部间距；同时所述左曲面主导叶和右曲面主导叶之间的端部间距小于所述进气口的口径，所述左曲面副导叶和右曲面副导叶之间的端部间距大于所述进气口的口径。优选地，所述叶片的数量为8-16个；所述前向式叶片段的进气角度范围在35-75°；所述后向式叶片段的出气角度范围在25-65°。需要说明的是，本专利技术所述的进气角度和出气角度是指相应叶片段和叶轮径向的偏离角度。优选地，所述旋转主轴两端分别设有螺向相反的进气侧螺纹槽和排气侧螺纹槽，所述进气侧螺纹槽位于靠近进气壳体侧的一端，所述排气侧螺纹槽位于靠近排气壳体侧的一端，且所述进气侧螺纹槽和排气侧螺纹槽呈对称状分布。优选地，所述离心鼓风机还设有轴向推力控制装置，所述轴向推力控制装置包括平衡盘，所述平衡盘套设在所述旋转主轴末端气封件与末级叶轮之间的旋转主轴上，且在所述平衡盘外周与所述排气壳体之间安装平衡盘密封圈。优选地，位于所述平衡盘与所述旋转主轴末端气封件之间的排气壳体上设有抽气接管，所述抽气接管另一端接入所述进气壳体的进气口。本专利技术通过在进气壳体的进气流道内设计对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组，该对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组相互配合，可以较好地实现对进气流道吸入气体时的导流性与流线性，有效对进气流道吸入的气体进行梳理与引导，使其均匀并顺畅地流入气体压缩单元中的叶轮，还可以有效减少进气流道中流动边界层分离以及内部涡团的产生，显著降低了吸气噪音，且有效提高了本专利技术离心鼓风机的进气效率，同时，本专利技术申请人创造性地对目前叶轮叶片形状进行改变，首次提出采用前向式叶片段作为进口，后向式叶片段作为出口的叶轮结构，该结构同时采用位于中部的径向式叶片段来实现对前向式和后向式的双弯叶片段的连接，该结构既保留了传统后向式叶轮具有的气动效率高且噪音小的优点，同时其前向式叶片段使得本专利技术的气动载荷得到明显提高；因此，应用本专利技术提供的进气壳体以及叶轮结构在确保与现有叶轮盘尺寸标准不变的前提下，通过对进气壳体以及叶轮叶片进行特别结构设计，使得离心鼓风机同时具有高进气效率、高气动效率、高气动载荷以及气动噪音小的多重技术效果，最终得到了具有高效气动效率的离心鼓风机。附图说明附图1是本专利技术具体实施方式下具有高效气动效率的离心鼓风机10的结构示意图；附图2是本专利技术具体实施方式下具有更高进气效率的进气壳体100的正面剖视图；附图3是本专利技术具体实施方式下具有更高进气效率的进气壳体100的侧面剖视图；附图4是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有高效气动效率的离心鼓风机，包括与旋转驱动单元传动连接的旋转主轴、与所述旋转主轴安装连接为一体的进气壳体、安装在中部壳体内的多级叶轮以及排气壳体，其特征在于，所述进气壳体设有位于上方的进气口和进气流道，所述进气口通过所述进气流道与所述叶轮相连通；所述进气流道内分别设有对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组，且所述对称曲面主导叶组相对于所述对称曲面副导叶组靠近所述进气口；所述对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组的两侧导叶边分别与所述进气壳体前后内壳壁形状对应并延伸；所述叶轮包括叶轮盘和位于所述叶轮盘上的若干叶片，每个所述叶片均布在所述叶轮盘的内周，所述叶轮盘上设有与所述旋转主轴固定安装连接的旋转轴孔、与进气流道连通的轴向进气口以及与出气流道连通的径向排气口；每个所述叶片包括位于靠近所述轴向进气口一端的前向式叶片段以及位于靠近所述径向排气口一端的后向式叶片段，所述前向式叶片段与所述后向式叶片段采用径向式叶片段连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有高效气动效率的离心鼓风机，包括与旋转驱动单元传动连接的旋转主轴、与所述旋转主轴安装连接为一体的进气壳体、安装在中部壳体内的多级叶轮以及排气壳体，其特征在于，所述进气壳体设有位于上方的进气口和进气流道，所述进气口通过所述进气流道与所述叶轮相连通；所述进气流道内分别设有对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组，且所述对称曲面主导叶组相对于所述对称曲面副导叶组靠近所述进气口；所述对称曲面主导叶组和对称曲面副导叶组的两侧导叶边分别与所述进气壳体前后内壳壁形状对应并延伸；所述叶轮包括叶轮盘和位于所述叶轮盘上的若干叶片，每个所述叶片均布在所述叶轮盘的内周，所述叶轮盘上设有与所述旋转主轴固定安装连接的旋转轴孔、与进气流道连通的轴向进气口以及与出气流道连通的径向排气口；每个所述叶片包括位于靠近所述轴向进气口一端的前向式叶片段以及位于靠近所述径向排气口一端的后向式叶片段，所述前向式叶片段与所述后向式叶片段采用径向式叶片段连接。2.如权利要求1所述的具有高效气动效率的离心鼓风机，其特征在于，所述对称曲面主导叶组的根部与所述对称曲面副导叶组的根部分布在同一与所述轴承座轴孔同心的圆周面上，所述圆周面的直径小于所述进气口的口径；且所述对称曲面主导叶组的根部间距小于所述对称曲面副导叶组的根部间距；所述对称曲面主导叶组长度大于所述对称曲面副导叶组长度。3.如权利要求2所述的具有高效气动效率的离心鼓风机，其特征在于，所述进气流道呈弧面状，其内径沿所述进气口向下至所述主轴方向变大，同时所述进气壳体底部包括呈对称分布且相交的左圆弧面壳壁和右圆弧面壳壁，其中，所述左圆弧面壳壁和右圆弧面壳壁之间的相交部与所述对称曲面主导叶组的根部以及所述对称曲面副导叶组的根部均分布在同一所述圆周面上。4.如权利要求1所述的具有高效气动效率的离心鼓风机，其特征在于，所述对称曲面主导叶组包括呈...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋波，雷先华，庄贤良，
申请(专利权)人：江苏乘帆压缩机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32