[發(fā)明專(zhuān)利]一種仿生離心風(fēng)機(jī)葉片及其葉輪

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110246830.9
• 申請(qǐng)日: 2011-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102251986A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶平;韓志武;任露泉;施云蛟;朱廣宇;張俊秋;陳坤;廖庚華;楊瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04D29/30
• 分類(lèi)號(hào): F04D29/30;F04D29/28
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專(zhuān)利事務(wù)所 22103
• 代理人: 張建成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿生離心風(fēng)機(jī)，特別涉及一種仿生離心風(fēng)機(jī)葉片及葉輪。?

背景技術(shù)

離心式風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、建材、發(fā)電行業(yè)，是這些企業(yè)的耗電，約占到企業(yè)總耗電量的21％。同時(shí)這些行業(yè)中風(fēng)機(jī)輸送的氣體中含有較多的煙塵等顆粒性物質(zhì)，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)葉片快速磨損。因此提高風(fēng)機(jī)效率、增加葉片耐磨性，是風(fēng)機(jī)行業(yè)繼續(xù)解決的問(wèn)題。?

為了提高風(fēng)機(jī)效率，須提高葉片推動(dòng)能力，降低氣流流動(dòng)損失。目前最新的風(fēng)機(jī)葉片技術(shù)是采用三元彎扭葉片，這種葉片的曲面形狀能夠更好的符合氣流在風(fēng)機(jī)內(nèi)部的流動(dòng)規(guī)律。但是三元流葉片是復(fù)雜的空間曲面，葉片曲面既有彎曲又有扭轉(zhuǎn)，加工工藝性差，制造成本增加。因此二元葉片仍是目前離心風(fēng)機(jī)葉片的主要形式。常用的二元葉片為光滑表面，氣流在葉片表面流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦損失，并且由于葉片形狀和流動(dòng)跡線的差異，使得氣流溢出損失較大。?

在含有煙塵顆粒介質(zhì)中工作的風(fēng)機(jī)，其葉片由于受到高速粒子的沖擊，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磨損，嚴(yán)重的甚至幾個(gè)月葉片就因?yàn)槟p報(bào)廢。目前提高葉片耐磨性的技術(shù)主要是被動(dòng)耐磨技術(shù)，如在葉片表面堆焊、在葉片表面設(shè)置陶瓷層、涂覆耐磨涂料等。這些被動(dòng)耐磨技術(shù)雖然提高了葉片耐磨性，但是增加了生產(chǎn)成本，并且需要定期維護(hù)，也增加了使用成本。?

經(jīng)過(guò)檢索，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利ZL201020032042.0，公開(kāi)了《一種風(fēng)機(jī)葉輪》，該專(zhuān)利采用在風(fēng)機(jī)葉片在迎風(fēng)面部位嵌貼燕尾陶瓷塊，風(fēng)機(jī)葉片與后盤(pán)的接合?焊縫處沿風(fēng)機(jī)葉片的型線嵌貼L型陶瓷塊，風(fēng)機(jī)葉片的進(jìn)風(fēng)口輪轂安有U型陶瓷塊，風(fēng)機(jī)葉片的后護(hù)板嵌貼超薄陶瓷塊。通過(guò)這種方法，雖然一定程度上提高了葉片的耐磨性，但是這種方法工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本增加較多，磨損后陶瓷塊容易脫落。?

經(jīng)過(guò)檢索，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01010129447.0，公開(kāi)了一種《離心風(fēng)機(jī)葉片》，該專(zhuān)利所述的風(fēng)機(jī)葉片采用變厚度前彎結(jié)構(gòu)，葉片的壓力面和吸力面采用高階貝塞爾曲線控制，在小流量情況下能保證較高的壓升，改善流道流動(dòng)情況，減少能量損失提高工作效率。該方法采用的葉片曲面形狀復(fù)雜，加工困難成本增加，并且只適合在較小流量下使用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種仿生離心風(fēng)機(jī)葉片和使用仿生離心風(fēng)機(jī)葉片的葉輪，本發(fā)明能夠提高風(fēng)機(jī)內(nèi)效率，增加葉片耐磨性，并且降低風(fēng)機(jī)運(yùn)行噪聲。風(fēng)機(jī)葉片壓力面表面設(shè)置有圓環(huán)形溝槽，葉片前緣和后緣設(shè)置有和溝槽相對(duì)應(yīng)的三角型鋸齒結(jié)構(gòu)，該葉片的溝槽能夠改善氣流流動(dòng)狀況，減少流體介質(zhì)顆粒物對(duì)葉片的磨損，葉片前后緣的鋸齒形結(jié)構(gòu)，能夠減小氣流分離脈動(dòng)，降低分離突變氣流阻力，提高葉片轉(zhuǎn)換效率，降低葉片氣動(dòng)噪聲。?

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想來(lái)自一種貝殼表面條紋結(jié)構(gòu)，如圖1所示。對(duì)貝殼表面條紋結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征分析，提取條紋結(jié)構(gòu)的特征要素，并以效率、噪聲及耐磨性為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，確定了使風(fēng)機(jī)葉片效率提高、噪聲降低并且耐磨性提高的仿生設(shè)計(jì)方案。?

本發(fā)明之仿生離心風(fēng)機(jī)葉片是在風(fēng)機(jī)葉片壓力面表面設(shè)置有圓環(huán)形溝槽，葉片前緣和后緣設(shè)置有和溝槽相對(duì)應(yīng)的三角型鋸齒結(jié)構(gòu)。?

本發(fā)明之仿生離心風(fēng)機(jī)葉輪是由前盤(pán)、至少二片葉片和后盤(pán)組成，葉片分別與前盤(pán)和后盤(pán)焊接成型，后盤(pán)為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，葉片具有壓力面，葉片吸的另一面為吸力面，葉片壓力面表面設(shè)置有圓環(huán)形溝槽，葉片前緣和葉片后緣設(shè)置有和溝槽相對(duì)應(yīng)的三角型鋸齒結(jié)構(gòu)。?

仿生離心風(fēng)機(jī)葉片的溝槽能夠改善氣流流動(dòng)狀況，減少流體介質(zhì)顆粒物對(duì)葉片的磨損，葉片前、后緣的鋸齒形結(jié)構(gòu)，能夠減小氣流分離脈動(dòng)，降低分離突變氣流阻力，提高葉片轉(zhuǎn)換效率，降低葉片氣動(dòng)噪聲。?

本發(fā)明的有益效果是：?

本發(fā)明利用葉片表面的仿生條紋結(jié)構(gòu)，減少了氣流的軸向流動(dòng)，促使氣流從軸向向徑向方向轉(zhuǎn)變，提高了葉片轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)溝槽結(jié)構(gòu)促使流體中的顆粒物離散化，減少了顆粒物匯聚程度，降低了顆粒物對(duì)葉片表面的沖蝕磨損；葉片邊緣的鋸齒形結(jié)構(gòu)，減少了氣流脫落邊緣的渦旋強(qiáng)度，使分離渦旋離散化，降低了氣流分離噪聲。本發(fā)明所述的葉片結(jié)構(gòu)可以通過(guò)沖壓成型，成本增加極少。本發(fā)明提高了葉片效率，增加了葉片耐磨性，降低了運(yùn)行噪聲。?

附圖說(shuō)明

圖1是仿生原型貝殼的表面條紋結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是本發(fā)明之葉輪的主視圖。?

圖3是圖2中的B-B剖視圖。?

圖4、圖5和圖6是本發(fā)明之葉片的安裝角度示意圖。?

圖7是本發(fā)明之葉輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖。?

圖8是本發(fā)明之葉輪的前盤(pán)結(jié)構(gòu)示意圖。?