[發(fā)明專利]半開式葉輪結構及降低半開式葉輪最大等效應力的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310310787.7
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103343753A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 金華明
• 申請（專利權）人: 無錫杰爾壓縮機有限公司
• 主分類號: F04D29/28
• 分類號: F04D29/28
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 陳麗新

技術領域

本發(fā)明涉及機械領域，尤其是高速離速離心風機或壓縮機的部件，特別是一種半開式葉輪結構及其降低最大等效應力的方法。

背景技術

現(xiàn)有技術中，高速離心風機或壓縮機多采用半開式葉輪，此種葉輪由葉片和輪盤構成。

從葉輪的受力來看，其主要受旋轉所產(chǎn)生的離心力影響，從受力分布來看，最大應力集中在葉輪的中心通孔內。而輪背結構對于此最大應力有著關鍵性的作用。當大流量的葉輪壓比超過3時，需要很高的轉速。而離心力與轉速的平方成正比，也就意味著葉輪的受力急劇攀升，對結構的要求更加苛刻。而上述的葉輪結構在強度上已無法滿足使用要求，若被迫采用更高強度的材料，則會大幅提高生產(chǎn)成本。

如何在不采用高強度材料的情況的下，提高葉輪的強度，降低葉輪的最大等效應力成了業(yè)界的亟待解決的技術問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在提供一種無需采用高強度的材料，可有效滿足大流量高壓比的性能要求，且成本低，具有高承載能力的半開式葉輪的改進結構。

本發(fā)明的發(fā)明目的這樣實現(xiàn)的：

半開式葉輪結構，包括葉片組和輪盤，所述葉片組有若干個大小相同葉片組成，所述葉片以輪盤中心呈中心對稱均勻分布于輪盤的正面，所述輪盤的中心設有一軸向的貫通孔，所述貫通孔用于軸的固定；一般情況下，軸置于貫通孔中，緊固螺釘通過貫通孔旋進軸端的螺紋孔，從而與軸進行軸向的固定；葉輪結構通過軸轉動來傳動扭矩；在輪盤的背面法向量方向向外凸出形成凸臺甲，所述凸臺甲的軸線與所述輪盤的軸線重合，所述貫通孔貫通所述凸臺甲。

進一步地，所述凸臺甲由輪盤的背面向外延伸至高度甲后繼續(xù)向外凸出至高度H而形成，其所述凸臺甲設有甲A表面、甲B表面和連接面，所述連接面分別連接所述甲A表面和所述甲B表面，所述連接面的倒角半徑為R。

進一步地，所述甲A表面法向量方向向外凸出形成凸臺乙，所述凸臺乙設有乙A表面和乙B表面，所述乙B表面分別連接所述甲A表面和所述乙A表面，所述凸臺乙的軸線與所述輪盤的軸線重合，所述貫通孔貫通所述凸臺乙。

進一步地，所述凸臺乙的橫截面呈多邊形，所述多邊形由叁段半徑為R1的圓弧和叁段半徑為R2的圓弧依次間隔相切聯(lián)接而成，其中R1大于R2。

進一步地，所述輪盤的外徑為D1，所述凸臺甲的直徑為D2，所述凸臺甲的高度為H，所述連接面的倒角半徑為R，0.2D1≤D2≤0.3D1，?0.1D1≤H≤0.2D1，0.4D1≤R≤0.5D1。

本發(fā)明的另一目的在提供一種無需采用高強度的材料，即可有效滿足大流量高壓比的性能要求，提高承載能力，且降低半開式葉輪最大等效應力同時提高強度的方法。

降低半開式葉輪最大等效應力的方法，其中，半開式葉輪結構包括葉片組和輪盤，所述葉片組有若干個大小相同的葉片組成；所述葉片以輪盤中心呈中心對稱均勻分布于輪盤的正面，所述輪盤的中心設有一軸向的貫通孔，將輪盤的背面沿法向量方向向外凸出形成凸臺甲，且使所述凸臺甲的軸線與所述輪盤的軸線重合，所述貫通孔貫通所述凸臺甲，所述凸臺甲由輪盤的背面向外延伸至高度甲后繼續(xù)向外凸出至高度H而形成，其所述凸臺甲設有甲A表面、甲B表面和連接面，所述連接面分別連接所述甲A表面和所述甲B表面，所述連接面的倒角半徑為R。

進一步地，使所述甲A表面法向量方向向外凸出形成凸臺乙，所述凸臺乙設有乙A表面和乙B表面，所述乙B表面分別連接所述甲A表面和所述乙A表面，使所述凸臺乙的軸線與所述輪盤的軸線重合，且所述貫通孔貫通所述凸臺乙。

進一步地，使所述輪盤的外徑為D1，凸臺甲直徑為D2，凸臺甲的高度為H，連接面的倒角半徑為R；使所述輪盤的外徑為D1、凸臺甲直徑為D2、凸臺甲的高度為H、連接面的倒角半徑為R符合0.2D1≤D2≤0.3D1、?0.1D1≤H≤0.2D1、0.4D1≤R≤0.5D1的條件。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、結構簡單且結構強度高，在相同的受力承載下，其最大等效應力可下降25%以上。

2、無需采用更高強度材料即可滿足所需的結構強度，因而生產(chǎn)成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖。

圖2為本發(fā)明結構的A-A視圖。

圖中：

1葉片組，

2輪盤，

21輪盤的正面，

22輪盤的背面，

23貫通孔，

24凸臺甲，

241高度甲，242甲B表面，243甲A表面，244連接面，

h凸臺甲自輪盤背面至指定點的高度，