[發(fā)明專利]半開式葉輪的楔形結(jié)構(gòu)

無效

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• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103362865A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金華明
• 申請（專利權(quán)）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: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半開式葉輪的楔形結(jié)構(gòu)，屬于機械結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在已有技術(shù)中，高速離心風(fēng)機或壓縮機多采用半開式葉輪，這種葉輪由葉片和輪盤構(gòu)成，葉片與輪盤一體成型，可通過精鑄或銑來制成。

從葉輪的受力來看，其主要受旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力影響；從力分布來看，有兩個高應(yīng)力區(qū)，一個在葉輪的中心通孔內(nèi)，另一個在葉根倒角處。因此葉根附近的結(jié)構(gòu)對于葉輪的結(jié)構(gòu)強度和使用壽命有著關(guān)鍵的作用。當(dāng)大流量的葉輪壓比超過3時，需要很高的轉(zhuǎn)速。而離心力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，也就意味著葉輪的受力急劇攀升，對結(jié)構(gòu)的要求更加苛刻。

葉根附近的輪盤結(jié)構(gòu)影響著葉根處的應(yīng)力，尤其是出口處葉根倒角的應(yīng)力。如果輪盤在此處厚度不足，則剛性也不足，葉片在離心力的拉扯下，容易在葉根發(fā)生較大位移的翹曲，從而影響此處的結(jié)構(gòu)強度。已有技術(shù)中，常加大葉輪出口處的輪背厚度，來增強此處的強度；但往往也會導(dǎo)致葉輪質(zhì)量增加，轉(zhuǎn)動慣量增大，從而導(dǎo)致葉輪動態(tài)響應(yīng)能力較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種半開式葉輪的楔形結(jié)構(gòu)，采用該結(jié)構(gòu)的葉輪承載能力強，使用壽命長，可有效滿足大流量高壓比的性能要求。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種半開式葉輪的楔形結(jié)構(gòu)，包括中心設(shè)有中心通孔的輪盤和設(shè)置在輪盤正面的葉片組，特征是：在所述輪盤背面的邊緣設(shè)置斜面，使輪盤的邊緣呈楔形。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述斜面與輪盤端面之間的夾角為2～5°。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述輪盤邊緣的厚度為H，斜面在輪盤徑向上的寬度為L，輪盤的直徑為D，且0.01D≤H≤0.03D，0.1D≤L≤0.3D。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述斜面與輪盤端面之間的夾角為4°。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述輪盤的背面中部設(shè)置凸臺，凸臺與輪盤背面連接處采用倒角過渡；所述凸臺表面中部設(shè)有聯(lián)接結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述聯(lián)接結(jié)構(gòu)的外表面為多邊形。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述葉片組包括多個大葉片和多個小葉片，分別以輪盤中心呈中心對稱均勻分布，大葉片和小葉片依次間隔設(shè)置。

作為本發(fā)明的進一步改進，在所述大葉片和小葉片的根部設(shè)置倒角。

作為本發(fā)明的進一步改進，所述葉片組與輪盤一體成型。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、強度高，在相同的受力承載下，其最大等效應(yīng)力可下降5%以上。輪盤邊緣的楔形結(jié)構(gòu)增加了輪背厚度，增大了葉輪出口葉根附近的剛性，避免了離心力拉扯產(chǎn)生的翹曲，增大了結(jié)構(gòu)強度，同時減弱了其對轉(zhuǎn)動慣量的影響。轉(zhuǎn)動慣量與半徑的平方成正比，楔形構(gòu)造所減小的質(zhì)量又正好位于半徑最大的位置，對轉(zhuǎn)動慣量的降低有著明顯的效果。與已有技術(shù)相比，葉輪結(jié)構(gòu)強度更高，轉(zhuǎn)動慣量更低，動態(tài)響應(yīng)更好，產(chǎn)品競爭力也更強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的A-A視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1～圖2所示：所述半開式葉輪的楔形結(jié)構(gòu)包括葉片組1、大葉片1-1、小葉片1-2、倒角1-3、輪盤2、凸臺2-1、聯(lián)接結(jié)構(gòu)2-2、通孔3、斜面4等。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括中心設(shè)有中心通孔3的輪盤2和設(shè)置在輪盤2正面的葉片組1，在輪盤2的背面中部設(shè)置凸臺2-1，凸臺2-1與輪盤2背面連接處采用大直徑倒角過渡；所述凸臺2-1表面中部設(shè)有聯(lián)接結(jié)構(gòu)2-2，聯(lián)接結(jié)構(gòu)2-2的外表面為多邊形，聯(lián)接結(jié)構(gòu)2-2與軸相配合，主要用于傳遞扭矩；在使用時，緊固螺釘通過中心通孔3旋進軸端的螺紋孔，從而與軸進行軸向固定；

如圖1所示，所述葉片組1包括8個大葉片1-1和8個小葉片1-2，分別以輪盤2中心呈中心對稱均勻分布，大葉片1-1和小葉片1-2依次間隔設(shè)置；

所述葉片組1與輪盤2一體成型，在大葉片1-1和小葉片1-2的根部設(shè)置倒角1-3；

在所述輪盤2背面的邊緣設(shè)置斜面4，從而使輪盤2的邊緣呈楔形；該斜面4與輪盤2端面之間的夾角為4°，輪盤2邊緣的厚度為H=6mm，斜面4在輪盤2徑向上的寬度L=50mm。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、強度高，在相同的受力承載下，其最大等效應(yīng)力可下降5%以上。輪盤邊緣的楔形結(jié)構(gòu)增加了輪背厚度，增大了葉輪出口葉根附近的剛性，避免了離心力拉扯產(chǎn)生的翹曲，增大了結(jié)構(gòu)強度，同時減弱了其對轉(zhuǎn)動慣量的影響。轉(zhuǎn)動慣量與半徑的平方成正比，楔形構(gòu)造所減小的質(zhì)量又正好位于半徑最大的位置，對轉(zhuǎn)動慣量的降低有著明顯的效果。與已有技術(shù)相比，葉輪結(jié)構(gòu)強度更高，轉(zhuǎn)動慣量更低，動態(tài)響應(yīng)更好，產(chǎn)品競爭力也更強。