一种设有鳞片过渡层的风机叶轮制造技术

本发明专利技术提供一种设有鳞片过渡层的风机叶轮，至少包括底板和固定设置在底板上的若干叶片，若干所述叶片绕底板的轴线均匀排布，叶片的压力面与底板连接的位置设有弧形过渡部，弧形过渡部的表面设有鳞片过渡层，鳞片过渡层包括若干鳞片状的凸起，鳞片状的凸起的朝向与气流的流向匹配。一方面，鳞片过渡层能够提升叶片的结构强度，有效降低叶片最大应力处的应力大小；另一方面，鳞片过渡层能够有效避免叶片与底板连接位置处的气流发展形成湍流，增加了设有鳞片过渡层的风机叶轮的效率。

Fan impeller with scale transition layer

【技术实现步骤摘要】
一种设有鳞片过渡层的风机叶轮
本专利技术涉及风机叶轮领域，具体涉及一种设有鳞片过渡层的风机叶轮。
技术介绍
随着技术发展，现代风机领域为了实现更高的风机功率，其中从风机内流出的气流的流速是衡量风机功率的关键因素。增加风机内流出的气流流速的方法一般包括增加叶片体积进行气流的以进行进一步做功，或者通过增大风机叶轮转速的方式增大做功。这两种方法不管哪一种均对叶片的结构强度有较高的要求，但是考虑到风机质量大时启动风机所需的能量也较大，因此一般的风机叶片整体较薄，在不使用新材料的情况下叶片的强度性能遭到了极大的限制，叶片在大气流压力环境下工作极易损坏，严重影响风机设备的使用寿命。在实验过程中，通过仿真模拟并结合工程经验，发现叶片最大的受力部位位于叶片与底板的连接位置，尤其是在叶片的压力面一侧上，而且叶片上越靠近进风的一侧所受到的作用力越大。而且，在离心式叶轮中，在叶片与底板的连接位置容易形成湍流，导致气流压力损失较大，进而导致叶轮的效率较低。为了增加叶片的强度，传统的解决方法是通过在叶片与底板的连接位置设置过渡部的方式增加叶片根部的厚度以增加强度，但这种方法优化效果较为一般。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：风机内的叶片在大气流压力下容易发生断裂，无法达到现代工业中对风机的功率的要求，且使用寿命较短，影响正常使用。同时在离心式叶轮中，叶片与底板的连接位置容易形成湍流，降低了叶轮的效率。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种设有鳞片过渡层的风机叶轮，至少包括底板和固定设于底板上的若干叶片，若干所述叶片绕所述底板的轴线均匀排布，所述叶片的压力面与所述底板连接的位置设有弧形过渡部，所述弧形过渡部的表面设有鳞片过渡层，所述鳞片过渡层包括若干鳞片状的凸起。优选的，所述叶片的吸力面与所述底板连接的位置设有弧形过渡部，所述弧形过渡部的表面设有鳞片过渡层，所述鳞片过渡层包括若干鳞片状的凸起。优选的，还包括顶板，所述顶板与所述底板平行且同轴，所述叶片固定设于所述顶板与底板之间，相邻的所述叶片之间构成气流通道，所述顶板上设有进风口，所述进风口连通所述气流通道。进一步的，所述进风口的外边缘向上凸出设置。进一步的，所述叶片的顶部设置有叶顶凸出部，所述叶顶凸出部延伸至所述进风口内。进一步的，所述叶顶凸出部的拐角位置设有圆角。优选的，所述顶板外边缘与所述顶板轴线之间的距离大于所述叶片与所述顶板轴线之间的最大距离；所述底板外边缘与所述底板轴线之间的距离大于所述叶片与所述底板轴线之间的最大距离。优选的，所述叶片对应气流通道出口的一侧边缘与所述底板之间的夹角小于90°。优选的，所述气流通道的入口侧面积小于气流通道出口侧的面积。优选的，所述叶片的两个侧面均为曲面。上述方案的优点在于，鳞片过渡层能够有效减小叶片根部靠近进风一侧所受到的作用力。这种优化效果的原理在于，一方面，鳞片过渡层能够为叶片与底板连接位置提供支撑，而且鳞片状的凸起能够隔断内部应力的传递，减小应力集中点所集中的内部应力。同时，鳞片过渡层也能一定意义上增加叶片与底板连接位置的厚度，增强叶片的结构强度。而且，鳞片过渡层还能起到导流的作用，气流在流过鳞片过渡层时能够在鳞片状的凸起的端部形成一个极小的涡，有助于保持气流附着于鳞片过渡层上流动，避免杂乱的气流扩散至主流区形成湍流，以降低气流在流动时的压力损失。附图说明图1所示为设有鳞片过渡层的风机叶轮的正视图；图2所示为图1A部的剖视图；图3所示为设有鳞片过渡层的风机叶轮的立体图；图4所示为图3B部的局部示意图；图5所示为图3C部的局部示意图；图6所示为设有鳞片过渡层的风机叶轮另一个视角的立体图；图7所示为图6D部的局部示意图；图8所示为设置鳞片过渡层前后的效率曲线示意图；附图标记说明：1-叶片，11-鳞片过渡层，12-弧形过渡部，13-叶顶凸出部，21-顶板，22-底板，23-进风口。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。还需要说明的是，“压力面”、“吸力面”、“叶轮效率”等描述，本领域的技术人员能够理解其含义及特性，其命名原理及所展现出的效果在下文中不再进行特别说明。本专利技术的一种优选的实施例如图1至图7所示，包括顶板21和底板22，顶板21上设有一个进风口23，顶板21与底板22之间固定设有若干叶片1，叶片1绕底板22的轴线均匀排布。相邻的叶片1、顶板21和底板22共同围成气流通道，气流通道的进口与进风口23连通，气流通道的出口靠近底板22的外边缘。实施例为离心式叶轮，当然也可以是轴流式叶轮等其他形式的叶轮，其基本结构在此不多做赘述。为了增强叶片1的强度性能，如图7所示，在叶片1的压力面一侧与底板22连接的位置设有弧形过渡部12，弧形过渡部12可以增加叶片1与底板22连接位置的厚度，同样起到增加叶片1的强度性能的作用。弧形过渡部12的表面设有鳞片过渡层11，鳞片过渡层11的外形如图5所示，包括若干凸起，凸起外形及排布方式类似于鱼鳞，鳞片状的凸起朝向气流通道的出口一侧排布，与气流流向相匹配。鳞片过渡层11能够起到增强叶片1强度性能的效果。借助数值仿真软件，在风机叶轮尺寸相同的情况下，设置气流为定常流空气，将风机叶轮以转速3000印m的工况进行仿真计算。计算结果显示，在设有鳞片过渡层11的叶片1上，叶片1的最大应力位置处所受应力相比于未设置鳞片过渡层11的叶片所受的最大应力减小了大约10％，且在鳞片过渡层11上，部分凸起的端部位置呈现出作用应力集中的状态。综合分析来看，叶片1内部传递至气流通道进口一侧的内部作用力被鳞片状的凸起阻隔，因此减少了最终传递至叶片1内侧对应气流通道进口一侧上的应力。同时由于鳞片过渡层11还能一定意义上起到支撑叶片1的作用，综合各种因素后，叶片1最大应力位置处所受应力得到了有效降低，改善了叶片1的强度性能，增加了叶片1的使用寿命。而且，鳞片过渡层11还能起到导流作用，其导流增效的原理与鱼类鳞片原理类似，在此不多做引申阐述。叶轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设有鳞片过渡层的风机叶轮，至少包括底板(22)和固定设于底板(22)上的若干叶片(1)，若干所述叶片(1)绕所述底板(21)的轴线均匀排布，其特征在于，所述叶片(1)的压力面与所述底板(21)连接的位置设有弧形过渡部(12)，所述弧形过渡部(12)的表面设有鳞片过渡层(11)，所述鳞片过渡层(11)包括若干鳞片状的凸起。/n

【技术特征摘要】
1.一种设有鳞片过渡层的风机叶轮，至少包括底板(22)和固定设于底板(22)上的若干叶片(1)，若干所述叶片(1)绕所述底板(21)的轴线均匀排布，其特征在于，所述叶片(1)的压力面与所述底板(21)连接的位置设有弧形过渡部(12)，所述弧形过渡部(12)的表面设有鳞片过渡层(11)，所述鳞片过渡层(11)包括若干鳞片状的凸起。


2.如权利要求1所述的设有鳞片过渡层的风机叶轮，其特征在于，所述叶片(1)的吸力面与所述底板(21)连接的位置设有弧形过渡部(12)，所述弧形过渡部(12)的表面设有鳞片过渡层(11)，所述鳞片过渡层(11)包括若干鳞片状的凸起。


3.如权利要求1所述的设有鳞片过渡层的风机叶轮，其特征在于，还包括顶板(21)，所述顶板(21)与所述底板(22)平行且同轴，所述叶片(1)固定设于所述顶板(21)与底板(22)之间，相邻的所述叶片(1)之间构成气流通道，所述顶板(21)上设有进风口(23)，所述进风口(23)连通所述气流通道。


4.如权利要求3所述的设有鳞片过渡层的风机叶轮，其特征在于，所述进风口(23)的外周壁上设有向上凸出的凸缘。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵根强，林树军，陈洪星，
申请(专利权)人：浙江铭振电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33