一种高速叶轮泵及其叶轮和上端盖制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高速叶轮泵的叶轮，其包括轮毂和若干叶片，所述轮毂包括轮毂盘、设于轮毂盘中心的联轴结构、设于轮毂盘外沿的轮毂外圈以及两个间隔设于轮毂盘上的轮毂中圈，所述若干叶片围绕在所述轮毂外圈外围。还公开了一种可与该叶轮装配的上端盖以及包含前两者的高速叶轮泵。本实用新型专利技术的高速叶轮泵的叶轮中，所述联轴结构、所述轮毂中圈与所述轮毂外圈由内到外依次布置，之间会形成圆形槽，可以使叶轮泵获得更好的压力提升。进一步，高速叶轮泵的上端盖设置对应的圆形凸起装配后形成间隙配合，可有效提高泵的全压能力。

【技术实现步骤摘要】
一种高速叶轮泵及其叶轮和上端盖
本技术属于空气泵的
，具体涉及一种高速叶轮泵及其叶轮和上端盖。
技术介绍
侧槽泵即二次空气泵，在工业领域已经广泛的应用，其包括泵壳体机械部分和电机，电机马达驱动叶轮同步旋转从而使空气流动，来达到输运空气的效果。二次空气泵有理想的内部流场，大阻力高功率工况下，仍然有提供三元催化器所需要的大风量的能力，是理想的可降低排气系统有害气体和颗粒的好帮手。侧槽泵通过接收汽车发动机控制器的指令进行工作，向汽车排气歧管中吹进额外的空气，增加其中的氧气含量，使废气中有害物质如一氧化碳和碳氢化合物等在高温环境再次燃烧，配合三元催化器和氧化颗粒物捕捉器工作，达到减少汽车尾气中有害气体和颗粒物的含量，从而帮助整车满足国六排放标准。现有侧槽泵多数叶轮叶片采用简单直叶片结构(如图1所示)，并且壳体表面并无特色造型仅作为叶轮的外壳匹配，随着国六排放标准的推行，整车厂对汽车尾气处理的重视，不光是要求叶轮泵能够提供大风量和高效率，更把叶轮泵的噪音和声品质作为重要的考核指标。可见，直叶片传统结构壳体泵已不能满足整车厂的严要求。因此，急需开发出大风量和低噪音的叶轮泵，以完全满足整车客户的需求。
技术实现思路
针对现有侧槽泵无法同时满足大风量和低噪音的技术问题，本技术的第一目的在于提供一种的高速叶轮泵的叶轮，该高速叶轮泵的叶轮具有风量大且噪音低等优点。本技术的高速叶轮泵的叶轮包括轮毂和若干叶片，所述轮毂包括轮毂盘、设于轮毂盘中心的联轴结构、设于轮毂盘外沿的轮毂外圈以及两个间隔设于所述轮毂盘上的轮毂中圈，所述若干叶片围绕在所述轮毂外圈外围。本技术的高速叶轮泵的叶轮中，所述联轴结构、所述轮毂中圈与所述轮毂外圈由内到外依次布置，之间会形成圆形槽，可以使叶轮泵获得更好的压力提升。进一步，其与叶轮泵的上端盖间隙配合，可有效提高泵的全压能力，对高压头工况来说，至关重要，等功率情况下，具有压头和风量显著提高的特征。较佳的，所述轮毂盘上位于所述联轴结构与所述轮毂外圈之间设有若干径向的加强筋。所述加强筋沿径向贯穿圆形槽，起到加固作用。所述加强筋可提高叶轮强度，克服高速旋转时叶轮的不规则抖动，进而可避免由于叶轮抖动而引起的异常噪声，从而优化声音的舒适程度。较佳的，所述叶片为仿生叶片，在径向方向各所述仿生叶片同向弯折成V形。进一步的，所述仿生叶片从弯折点到端部的厚度逐渐减小。进一步的，所述仿生叶片根部之间设有肋板，所述肋板将各所述仿生叶片的根部连为一体。进一步的，所述仿生叶片的弯折点在中间部位，所述肋板垂直于所述叶轮轴向且外围边延伸至所述仿生叶片的弯折处。更进一步的，所述仿生叶片之间所述肋板的外围边两角沿着叶片向外延伸形成钳状角。叶轮高速运转时，叶片弯折点处受力较大，肋板的外围边与弯折点在同一个半径上，且呈蟹钳状可以有效加固叶片的强度。更进一步的，钳状角的大小为110～130°，优选120°。进一步的，所述仿生叶片根部与所述轮毂外围侧面的夹角为45～75°，优选45～60°，更优选50°。较佳的，所述仿生叶片弯折的V形角的吸力面夹角为110～130°，压力面夹角比吸力面夹角大5～10°。所述吸力面夹角是指凸侧的两个弯折面所成的夹角，所述压力面夹角是指凹侧的两个弯折面所成的夹角。进一步的，所述仿生叶片弯折的V形角的吸力面夹角为110～120°，压力面夹角为120～130°；更优选的，吸力面夹角为117～118°，压力面夹角为124～126°。进一步的，所述仿生叶片数量为50～70片，优选55～60片，更优选58片。对于旋转机械来说，旋转部件是其重中之重的关键部件；鸟类具有优良的飞行能力，有些可静音飞行，有些可高效飞行，这些特性对于改善叶轮叶片、机翼叶片等空气动力学中的气动性能和声学特性具有非常指导意义。本技术依据仿生原理，运用其降噪特征，仿生叶片呈现V型沟槽形态，就如鸟翼飞翔状，建立了仿生叶片的实体模型，经过加工制造快速成型样件测试验证其气动特性，结果表明，仿生叶片的气动性能优于直叶片，最大流量提高了2.5％，最高静压提高了7.5％；原因是，仿生叶片V型弯折状起到了导流作用，使更多的气流周向流出，阻碍了气流沿径向扩散，减少了径向流失，从而使出口流量和压力均有增加。鸟翅膀前缘较厚，尾缘很薄，力量主要集中在根部，所以，叶片根部加有肋板结构；V型结构槽从转折点到端部翼型其厚度分布渐变式减小，呈现鸟翅膀飞翔的形态；本技术参照鸟翅膀的几何特征进行各翼型截面的设计，拟合修正后建立的3D叶片模型；基于鸟翅膀特征，对空气泵叶片翼型进行的仿生设计，并对仿生叶片进行了噪声试验。试验结果表明，采用仿生翼型叶轮泵气动性能更好，从叶根到叶顶采用渐变厚度的变化，对降低气动噪声效果显著。本技术的第二目的在于提供一种高速叶轮泵的上端盖，可装盖在所述的高速叶轮泵的叶轮上，其特征在于，所述高速叶轮泵的上端盖内侧中间对应所述圆形槽的部位设有两圈圆形凸起，装配时所述圆形凸起可与两个所述轮毂中圈与所述轮毂外圈之间形成的两圈圆形槽间隙配合；所述高速叶轮泵的上端盖内侧对应所述仿生叶片的部位设有上蜗槽，所述上蜗槽的起始端设有垂直通向外部的进气口。所述高速叶轮泵的上端盖内侧设置圆形凸起与叶轮的圆形槽间隙配合，组成迷宫槽造型。经过样品试制验证，间隙匹配越小，在特定工况下，空气泵所能提供的风量越大，采用迷宫槽造型可提升空气泵的压差，更容易达到性能指标。较佳的，所述高速叶轮泵的上端盖外表面设有外部加强筋。本技术的第三目的在于提供一种高速叶轮泵，包括蜗壳、安装在蜗壳内的叶轮以及盖在蜗壳上的上端盖，其特征在于，所述叶轮为任一种上述的高速叶轮泵的叶轮，所述上端盖为任一种上述的高速叶轮泵的上端盖。所述蜗壳的设计可参照现有的空气泵的壳体结构。较佳的，所述蜗壳内设有与所述上蜗槽对应的下蜗槽，所述下蜗槽末端设有水平通向外部的出气口。所述高速叶轮泵为侧槽泵结构，其中叶轮通过联轴结构与驱动电机连接即可工作，可用于汽车尾气处理，工作原理为：叶轮叶片两侧的上蜗槽和下蜗槽形成侧通道，叶片转动时，由离心力的作用，促使气体向前向外流动，从而形成一系列螺旋状的运动。叶片之间的空气呈螺旋状加速旋转，并将泵体之外的气体挤入侧通道，当气体进入侧通道被压缩后又返回到叶片之间再次被加速旋转。当空气沿着一条螺旋形轨道穿过叶轮和侧通道时，每个叶轮片都增加了压缩和加速的程度，随着旋转的进行，气体的动能增加，使得沿侧通道通过的气体压力进一步增加。当空气到达蜗槽末端的出气口时，气体即被挤出叶轮并通过出口软管进入发动机排气系统进行二次燃烧。二次空气泵在冷启动或怠速时为三元催化器(KAT)预热，使其快速开始工作，降低有害气体排放；使氧化颗粒物过滤器(OPF)再生，即在汽车行驶每百公里后连续运行10分钟，目的是清理OPF中的积碳，使OPF重新发挥功能，减少有害气体和颗粒物污染排放。相对于现有技术，本技术的设计要点及其积极进步效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，包括轮毂和若干叶片，所述轮毂包括轮毂盘、设于轮毂盘中心的联轴结构、设于轮毂盘外沿的轮毂外圈以及两个间隔设于轮毂盘上的轮毂中圈，所述若干叶片围绕在所述轮毂外圈外围。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，包括轮毂和若干叶片，所述轮毂包括轮毂盘、设于轮毂盘中心的联轴结构、设于轮毂盘外沿的轮毂外圈以及两个间隔设于轮毂盘上的轮毂中圈，所述若干叶片围绕在所述轮毂外圈外围。


2.如权利要求1所述的高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，所述轮毂盘上位于所述联轴结构与所述轮毂外圈之间设有若干径向的加强筋。


3.如权利要求1所述的高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，所述叶片为仿生叶片，在径向方向各所述仿生叶片同向弯折成V形，所述仿生叶片从弯折点到端部的厚度逐渐减小。


4.如权利要求3所述的高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，所述仿生叶片根部之间设有肋板，所述肋板将各所述仿生叶片的根部连为一体；所述仿生叶片的弯折点在中间部位，所述肋板垂直于所述叶轮轴向且外围边延伸至所述仿生叶片的弯折处。


5.如权利要求3所述的高速叶轮泵的叶轮，其特征在于，所述仿生叶片根部与所述轮毂外围侧面的夹角为45～75°；所述仿生叶片弯折的V形角的吸力面夹角为110～130°，压力面夹角比吸力面夹角大5～10°。


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【专利技术属性】
技术研发人员：马宝发，
申请(专利权)人：上海马陆日用友捷汽车电气有限公司，上海日用—友捷汽车电气有限公司，长春日用友捷汽车电气有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31