一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法，涉及流体机械转子动力学技术领域，叶轮包括动力输入轴、正转叶轮盘和反转叶轮盘，正转叶轮盘通过叶轮毂安装在动力输入轴上，反转叶轮盘通过反转齿轮组件与动力输入轴传动连接且与正转叶轮盘形成对扣；正转叶轮盘和反转叶轮盘均为凹面盘；正转叶轮盘的凹面侧设有多级沿径向排列的正转叶片组；反转叶轮盘的凹面侧设有多级沿径向排列的反转叶片组；多级正转叶片组和多级反转叶片组依次相互交错排布形成多级工质通道。本发明专利技术的叶轮充分利用工质的运动惯性，增大了径流式叶轮的输出功率，其充分融合了轴流式叶轮多级压缩与径流式叶轮高效离心的特点，具有高效的能量转化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法
本专利技术实施例涉及流体机械转子动力学
，具体涉及一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法。
技术介绍
叶轮按形状及流体在泵壳内流动的方向可分为径流式、轴流式、混流式。径流式叶轮广泛应用于发动机辅助动力装置、微型燃气涡轮发动机、中小型航空涡轴发动机、乙烯压缩机、水泵中，其工作原理是流体沿着轴向进入叶轮，被沿着径向甩出去，流体获得动能主要来源于叶轮旋转时候产生的离心力。现有径流式叶轮存在以下缺点：一是径流式叶轮主要用离心作用在压缩，叶片直接推动工质压缩的效果很有限；二是目前径流式叶轮只适用于小功率输出，使得其应用受限；三是径流式叶轮没有充分融合多级压缩的优点。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法，以解决现有技术中径流式叶轮存在的上述问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，一种径流式多级对转离心叶轮，所述叶轮包括动力输入轴、正转叶轮盘和反转叶轮盘，所述正转叶轮盘通过叶轮毂安装在所述动力输入轴上，所述反转叶轮盘通过反转齿轮组件与所述动力输入轴传动连接且与所述正转叶轮盘形成对扣；所述正转叶轮盘和所述反转叶轮盘均为凹面盘；所述正转叶轮盘的凹面侧设有多级沿径向排列的正转叶片组；所述反转叶轮盘的凹面侧设有多级沿径向排列的反转叶片组；多级所述正转叶片组和多级所述反转叶片组依次相互交错排布形成多级工质通道。进一步地，每级所述正转叶片组是由同轴同半径且形状相同的正转叶片组成，各级所述正转叶片组的正转叶片的宽度从所述正转叶轮盘的轴心向外沿径向逐渐减小；每级所述反转叶片组是由同轴同半径且形状相同的反转叶片组成，各级所述反转叶片组的反转叶片的宽度从所述反转叶轮盘的轴心向外沿径向逐渐减小。进一步地，每级所述正转叶片组的正转叶片和对应的所述反转叶片组的反转叶片的安装角相反且沿径向错位布置。进一步地，每级所述正转叶片组的正转叶片通过至少两个正转固定环连接成一体；每级所述反转叶片组的反转叶片通过至少两个反转固定环连接成一体。进一步地，所述叶轮设置有轴向进气口和径向出气口。进一步地，所述叶轮还包括离心导流叶轮，所述离心导流叶轮与所述反转叶轮盘固定安装并与反转叶轮盘一起套装在所述动力输入轴上且靠近进气口端。进一步地，所述反转齿轮组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮套设在所述动力输入轴外且与所述反转叶轮盘连接，所述第二齿轮安装在所述动力输入轴上，所述第一齿轮与第二齿轮相对设置且通过水平设置的所述第三齿轮啮合。进一步地，所述第一齿轮和所述第二齿轮的形状相同；第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的齿与齿盘所成角度均为倾斜角，且第一齿轮的齿与齿盘所成角度与第三齿轮的齿与齿盘所成角度之和为90°。进一步地，所述正转叶轮盘和反转叶轮盘的厚度均从盘中心向外沿径向逐渐变薄。根据本专利技术实施例的第二方面，上述的叶轮的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：所述动力输入轴正转，所述正转叶轮盘在所述叶轮毂的作用下正转同时带动所有所述正转叶片组的正转叶片正转，所述反转叶轮盘和所述叶轮的离心导流叶轮在所述反转齿轮组件作用下反转同时带动所有所述反转叶片组的反转叶片反转，所述正转叶轮盘、所述叶轮的离心导流叶轮和所述反转叶轮盘之间形成多级工质通道；工质经叶轮的进气口沿轴向进入，在所述叶轮的离心导流叶轮作用下推进并离心沿径向输出；再依次经多级工质通道从所述叶轮的出气口输出。本专利技术具有如下优点：本专利技术一种径流式多级对转离心叶轮通过设计合理的对转正转叶片组和反转叶片组形成多级工质通道，充分利用工质的运动惯性，增大了径流式叶轮的输出功率，其充分融合了轴流式叶轮多级压缩与径流式叶轮高效离心的特点，具有高效的能量转化效率。可直接应用于空压机、乙烯压缩机、航空发动机的压气机部分，也可轻易改造成势能转机械能的透平，并与其结合使用，更能发挥本专利技术一种径流式多级对转离心叶轮的独特优势，应用领域涉及航空、船舶、发电、汽车等多个方面。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例1提供的一种径流式多级对转离心叶轮的内部结构示意图；图2为本专利技术实施例1提供的一种径流式多级对转离心叶轮的立体结构示意图；图3为本专利技术实施例1提供的工质通道的形成示意图；图4为本专利技术实施例1提供的单级正转叶片组的立体结构示意图；图5为本专利技术实施例1提供的多级正转叶片组的立体结构示意图；图6为本专利技术实施例1提供的反转齿轮组件的立体结构示意图；图中：动力输入轴1，正转叶轮盘2，反转叶轮盘3，叶轮毂4，反转齿轮组件5，第一齿轮51，第二齿轮52，第三齿轮53，工质通道6，正转叶片7，反转叶片8，正转固定环9，进气口11，出气口12，离心导流叶轮13。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1-5所示的一种径流式多级对转离心叶轮包括动力输入轴1、正转叶轮盘2、反转叶轮盘3和离心导流叶轮13，所述叶轮设置有轴向进气口11和径向出气口12，所述正转叶轮盘2通过叶轮毂4安装在所述动力输入轴1上，所述反转叶轮盘3通过反转齿轮组件5与所述动力输入轴1传动连接且与所述正转叶轮盘2形成对扣，所述离心导流叶轮13套装在所述动力输入轴1上且靠近进气口11端；本专利技术的叶轮动力由动力输入轴1正转输入，部分动力通过叶轮毂4直接作用到正转叶轮盘2上，部分动力通过反转齿轮组件5传递到反转叶轮盘3上，使正转叶轮盘2和反转叶轮盘3发生等速对转，离心导流叶轮13靠叶轮的离心作用和叶片的倾斜角度实现工质从轴流转向径流。所述正转叶轮盘2和所述反转叶轮盘3均为凹面盘，方便设置宽度梯度渐进变化的叶片，正转叶轮盘2和反转叶轮盘3自身的厚度也有适宜于气体压力、离心力、支撑力变化的梯度渐进结构，其均从中心向外沿径向逐渐变薄。所述正转叶轮盘2的凹面侧设有多级沿径向排列的正转叶片组，每级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，所述叶轮包括动力输入轴(1)、正转叶轮盘(2)和反转叶轮盘(3)，所述正转叶轮盘(2)通过叶轮毂(4)安装在所述动力输入轴(1)上，所述反转叶轮盘(3)通过反转齿轮组件(5)与所述动力输入轴(1)传动连接且与所述正转叶轮盘(2)形成对扣；/n所述正转叶轮盘(2)和所述反转叶轮盘(3)均为凹面盘；所述正转叶轮盘(2)的凹面侧设有多级沿径向排列的正转叶片组；所述反转叶轮盘(3)的凹面侧设有多级沿径向排列的反转叶片组；多级所述正转叶片组和多级所述反转叶片组依次相互交错排布形成多级工质通道(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，所述叶轮包括动力输入轴(1)、正转叶轮盘(2)和反转叶轮盘(3)，所述正转叶轮盘(2)通过叶轮毂(4)安装在所述动力输入轴(1)上，所述反转叶轮盘(3)通过反转齿轮组件(5)与所述动力输入轴(1)传动连接且与所述正转叶轮盘(2)形成对扣；
所述正转叶轮盘(2)和所述反转叶轮盘(3)均为凹面盘；所述正转叶轮盘(2)的凹面侧设有多级沿径向排列的正转叶片组；所述反转叶轮盘(3)的凹面侧设有多级沿径向排列的反转叶片组；多级所述正转叶片组和多级所述反转叶片组依次相互交错排布形成多级工质通道(6)。


2.如权利要求1所述的一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，每级所述正转叶片组是由同轴同半径且形状相同的正转叶片(7)组成，各级所述正转叶片组的正转叶片(7)的宽度从所述正转叶轮盘(2)的轴心向外沿径向逐渐减小；每级所述反转叶片组是由同轴同半径且形状相同的反转叶片(8)组成，各级所述反转叶片组的反转叶片(8)的宽度从所述反转叶轮盘(3)的轴心向外沿径向逐渐减小。


3.如权利要求1所述的一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，每级所述正转叶片组的正转叶片(7)和对应的所述反转叶片组的反转叶片(8)的安装角相反且沿径向错位布置。


4.如权利要求1所述的一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，每级所述正转叶片组的正转叶片(7)通过至少两个正转固定环(9)连接成一体；每级所述反转叶片组的反转叶片(8)通过至少两个反转固定环连接成一体。


5.如权利要求1所述的一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，所述叶轮设置有轴向进气口(11)和径向出气口(12)。


6.如权利要求5所述的一种径流式多级对转离心叶轮，其特征在于，所述叶轮还包括离心导流叶轮(13)，所述离...

【专利技术属性】
技术研发人员：图门白音，
申请(专利权)人：图门白音，
类型：发明
国别省市：河北;13