叶轮结构及压缩机制造技术

本发明专利技术提供一种叶轮结构及压缩机。叶轮结构包括前端叶轮；后端叶轮，所述前端叶轮设置于所述后端叶轮上，且所述前端叶轮和所述后端叶轮共同构成至少一条气体压缩流道；所述前端叶轮的宽度h1与所述后端叶轮的宽度h2的比值范围为0.6＜h1/h2≤0.8。本发明专利技术提供的叶轮结构及压缩机，利用前端叶轮和后端叶轮的分体式设计，单独对前端叶轮和后端叶轮进行加工，减少叶轮结构的加工难度，从而提高生产效率。从而提高生产效率。从而提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
叶轮结构及压缩机


[0001]本专利技术涉及空气处理设备
，特别是一种叶轮结构及压缩机。

技术介绍

[0002]由于水分子量小，压缩难度大，为了使水蒸气压缩机能够进行正常工作，需要叶轮的尺寸较大且工作转速高，其中，叶轮结构的线速度可达400m/s，使得水蒸气压缩机的叶轮结构的结构要求对整个轴系转子动力学特性是巨大挑战，现有技术中为了保证叶轮结构的结构强度一般采用高强度材料，并采用一体成型的加工方式制作叶轮结构，然而高强度材料支撑的叶轮结构的重量较大，使得叶轮结构的临界转速较低，造成水蒸气压缩机的工作效率低的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决叶轮结构的临界转速低技术问题，而提供一种前端叶轮和后端叶轮组合以提高临界转速的叶轮结构及压缩机。
[0004]一种叶轮结构，包括：
[0005]前端叶轮；
[0006]后端叶轮，所述前端叶轮设置于所述后端叶轮上，且所述前端叶轮和所述后端叶轮共同构成至少一条气体压缩流道；
[0007]所述前端叶轮的宽度h1与所述后端叶轮的宽度h2的比值范围为0.6＜h1/h2≤0.8。
[0008]所述前端叶轮的宽度h1与所述后端叶轮的宽度h2的比值h1/h2为0.7。
[0009]所述前端叶轮的材料强度小于所述后端叶轮的材料强度。
[0010]所述前端叶轮的材料包括铝合金；和/或，所述后端叶轮的材料包括钛合金或双相不锈钢。
[0011]所述前端叶轮上设置有第一端面齿，所述后端叶轮上设置有第二端面齿，所述第一端面齿和所述第二端面齿相互啮合。
[0012]所述叶轮结构连接于转轴上，所述前端叶轮位于所述后端叶轮的一侧。
[0013]所述叶轮结构还包括锁紧机构，所述前端叶轮和所述后端叶轮通过所述锁紧机构设置于所述转轴上。
[0014]所述锁紧机构包括锁紧螺杆和锁紧头，所述锁紧螺杆连接于所述转轴上，所述前端叶轮、所述后端叶轮和所述锁紧头均设置于所述锁紧螺杆上，且所述锁紧头位于所述前端叶轮远离所述后端叶轮的一侧。
[0015]一种压缩机，包括上述的叶轮结构。
[0016]所述压缩机还包括转轴，所述转轴的两端分别设置有一个叶轮，且至少一个所述叶轮为所述叶轮结构。
[0017]本专利技术提供的叶轮结构及压缩机，利用前端叶轮和后端叶轮的分体式设计，单独
对前端叶轮和后端叶轮进行加工，在满足叶轮结构的强度要求的前提下，有效的提高叶轮结构的临界转速，从而提高压缩机的工作效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的叶轮结构的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的压缩机的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的轴系组件的结构示意图；
[0021]图中：
[0022]1、转轴；2、第一径向轴承；3、第二径向轴承；4、止推轴承；11、第一支撑段；12、止推段；13、第二支撑段；14、转子段；15、减重空腔；5、叶轮结构；51、前端叶轮；52、后端叶轮。
具体实施方式
[0023]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用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]由于水分子量小，压缩难度大，导致水蒸气压缩机叶轮尺寸大而工作转速高，叶轮结构的线速度达400m/s，叶轮结构需采用高强度材料，使得水蒸气压缩机的叶轮结构的材料特殊性对整个轴系转子动力学特性是巨大挑战。为此，如图1至图3所示，所述叶轮结构包括前端叶轮51、后端叶轮52，所述前端叶轮51设置于所述后端叶轮52上，且所述前端叶轮51和所述后端叶轮52共同构成至少一条气体压缩流道。将叶轮结构设置为剖分式结构，可以根据需要分别对前端叶轮51和后端叶轮52进行设置，从而在保证叶轮结构满足要求的同时，有效的提高叶轮结构的临界转速，从而提高压缩机的工作效率。叶轮结构在对气体进行压缩时，气流可以沿对应的气体压缩流道进行流动，完成对气体的压缩过程。
[0025]所述前端叶轮51的宽度h1与所述后端叶轮52的宽度h2的比值范围为0.6＜h1/h2≤0.8。以前端叶轮51的材料为铝合金材料为例，由于铝合金材料的前端叶轮51所占比例越大，叶轮整体重量越轻，但是铝合金强度有限，最大外径部分工作时的应力需满足材料许用应力的安全余量要求，因此，在尽可能减轻叶轮结构的质量的同时，保证叶轮结构的结构强度。其中前端叶轮51的宽度h1和后端叶轮52的宽度h2是指在轴线方向上的最大尺寸。
[0026]当h1/h2＜0.6时，前端叶轮51的宽度较小，对叶轮结构的整体质量减轻效果差，而叶轮结构的临界转速增加不明显，仍然无法满足水蒸气压缩机的要求。而当h1/h2＞0.8时，前端叶轮51的宽度较大，虽然叶轮结构的整体质量较轻，但是前端叶轮51的结构强度无法达到压缩要求，无法应用到水蒸气压缩机上。只有当h1/h2处于0.6至0.8的范围内时，才能够在保证叶轮结构满足要求的同时，有效的提高叶轮结构的临界转速，从而提高压缩机的工作效率。
[0027]优选的，h1/h2的数值为0.7。此时前端叶轮51对叶轮结构的质量有适当的减轻，同时叶轮结构的强度可以满足水蒸气压缩机的需求。
[0028]在结构强度方面，要求材料的屈服强度与叶轮ansys仿真分析的应力值的比值n1大于等于2.5，以一台2t/h流量的水蒸汽压缩机为例，对h1/h2从0.5到0.9分别计算n1，具体结果如下：
[0029][0030][0031]从结果中可知，当h1/h2为0.7时，n1可以满足要求，当h1/h2减小到0.6时，n1开始增大，虽然n1也可以满足要求，但是其余量也开始增加，当h1/h2继续减小到0.5时，n1继续增大；当h1/h2增大到0.8时，n1也开始减小，但是基本上达到n1的最小极限值；当h1/h2继续增大到0.9时，n1继续减小，已经无法满足结构强度的要求，只有当h1/h2≤0.8，叶轮的结构强度才可以满足要求。
[0032]在可靠性方面，要求轴系弯曲模态的临界转速与工作转速的比值n2大于等于1.25，以一台2t/h流量的水蒸汽压缩机为例，对h1/h2从0.5到0.9分别计算n2，具体结果如下，
[0033]h1/h2n20.51.240.61.250.71.280.81.30.91.31
[0034]从结果中可知，当h1/h2为0.7时，n2可以满足要求，并且存在适当的余量；当h1/h2减小到0.6时，n2开始减小，但是n2基本上达到n2的最小极限值；当h1/h2继续减小到0.5时，n2继续减小，临界转速安全余量已经无法满足工作要求；当h1/h2增大到0.8时，n2也开始增大，n2的余量也开始增加；当h1/h2继续增大到0.9时，n2继续增大；只有当h1/h2≥0.6，轴系的临界转速安全余量才满足要求；综上所述，只有当h1/h2处于0.6至0.8的范围内时，叶轮的结构强度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叶轮结构，其特征在于：包括：前端叶轮(51)；后端叶轮(52)，所述前端叶轮(51)设置于所述后端叶轮(52)上，且所述前端叶轮(51)和所述后端叶轮(52)共同构成至少一条气体压缩流道；所述前端叶轮(51)的宽度h1与所述后端叶轮(52)的宽度h2的比值范围为0.6＜h1/h2≤0.8。2.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述前端叶轮(51)的宽度h1与所述后端叶轮(52)的宽度h2的比值h1/h2为0.7。3.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述前端叶轮(51)的材料强度小于所述后端叶轮(52)的材料强度。4.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述前端叶轮(51)的材料包括铝合金；和/或，所述后端叶轮(52)的材料包括钛合金或双相不锈钢。5.根据权利要求1所述的叶轮结构，其特征在于：所述前端叶轮(51)上设置有第一端面齿，所述后端叶轮(52)上设置有第二端面齿，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张治平，钟瑞兴，亓静利，蒋楠，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：