[發(fā)明專利]單級高速離心鼓風機進氣機殼澆注巴氏合金層結(jié)構(gòu)

無效

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• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103821767A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張勁戈
• 申請（專利權(quán)）人: 上海諾地樂通用設(shè)備制造有限公司
• 主分類號: F04D29/42
• 分類號: F04D29/42;F04D29/02
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種進氣機殼的改進結(jié)構(gòu)，尤其是一種單級高速離心鼓風機進氣機殼澆注巴氏合金層結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

半開式葉輪具有強度高、許用圓周速度高和單級壓比高等特點，被廣泛應(yīng)用于離心式壓縮機等風機結(jié)構(gòu)中。由于葉輪工作時，在離心力的作用下會發(fā)生彈性變形，為了有效防止動靜元件相碰發(fā)生損耗甚至安全事故，葉輪與機殼靜止件之間必然存在葉頂間隙。但是，該間隙在工作流體的粘性作用下，可能存在潛流損失、附面層分離損失、尾跡渦流損失和二次流損失等，對葉輪的性能影響很大。同時，間隙值的大小也直接影響到葉輪的內(nèi)部流動。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究數(shù)據(jù)表明，隨著間隙值的增大，葉輪效率會明顯下降，超過一定值時，甚至會喪失一部分工作性能。而適當減小葉頂間隙，可以有效提高半開式離心葉輪的效率和壓比等氣動性能。

目前，國內(nèi)外減小葉頂間隙的通常手段是通過pro/e等三維設(shè)計軟件對所需設(shè)計葉輪精確建模，再將模型導(dǎo)入ANSYS等模型分析軟件，通過靜態(tài)分析計算該葉輪在設(shè)計轉(zhuǎn)速時軸向和徑向的變形量。再根據(jù)上述數(shù)據(jù)，設(shè)定合適的葉頂間隙。然而，半開式葉輪的模型較為復(fù)雜，完整建模所需要的人力時間消耗異常龐大。一般在建模時會使用一些簡化模型的方法，但這種近似方法會造成強度計算等相關(guān)數(shù)據(jù)的不精確。為了保護葉輪，避免動靜元件碰擦發(fā)生安全事故，一般將設(shè)計間隙會比理論計算間隙稍大一些。

目前市場上單級高速離心鼓風機的形式有很多種，其葉輪形式一般為半開式三元葉輪，葉輪材料一般為鍛造鋁合金。由于葉輪無前盤，轉(zhuǎn)速高，所以要求旋轉(zhuǎn)葉輪與進氣機殼靜止件之間葉頂間隙盡量小，達到葉輪的高效運行，同時又必須確保葉輪與機殼不能發(fā)生刮擦造成安全事故。因離心鼓風機特性，容易發(fā)生葉輪喘振，葉輪在喘振時會有較大的軸向竄動，根據(jù)計算所得的葉輪與進氣機殼理論間隙過小，容易產(chǎn)生刮擦并會造成嚴重的安全事故。單級高速鼓風機是污水處理、脫硫工藝等領(lǐng)域核心設(shè)備，其葉輪加工工藝比較復(fù)雜，制造成本昂貴，周期較長，一旦損壞會造成巨大的經(jīng)濟損失。國內(nèi)該類型鼓風機均為全鑄鐵進氣機殼，存在一定的安全隱患，為此，一般葉輪前緣與進氣機殼之間的間隙都比較大，造成鼓風機運行效率下降，產(chǎn)生能源浪費。

巴氏合金（Babbitt?metal）是一種軟基體上分布著硬顆粒相的低熔點軸承合金。有錫基、鉛基和鎘基三個系列。錫基巴氏合金的代表成分（質(zhì)量分數(shù)）為：銻3%～15%，銅2%～6%，鎘<1%，錫余量。具有減摩特性的錫基和鉛基軸承合金，由美國人巴比特發(fā)明而得名，因其呈白色，又稱白合金，烏金。主要使用于大型機械主軸的軸瓦、軸承、軸襯、軸套。如：水泥機械、鋼鐵機械、化工機械、造紙機械、石油機械、船舶機械、壓縮機械、煤礦機械、選礦設(shè)備等等，還可以用在大型機床上來取代黃銅，效果也很好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于：提供一種單級高速離心鼓風機進氣機殼澆注巴氏合金層結(jié)構(gòu)，盡可能減小葉輪與進氣機殼之間的葉頂間隙，同時保障鼓風機長期安全、穩(wěn)定、高效運行。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種單級高速鼓風機進氣機殼澆注巴氏合金層結(jié)構(gòu)，包括進氣機殼和巴氏合金層，其中，所述的進氣機殼與半開式葉輪前緣之間加工有弧形凹槽，在弧形凹槽內(nèi)澆筑巴氏合金層，再將巴氏合金層精加工至所需成型尺寸。巴氏合金層的外表弧形和光潔度滿足原鼓風機進氣機殼設(shè)計要求。本發(fā)明通過對現(xiàn)有鼓風機進氣機殼的改進，盡可能減小了葉輪與進氣機殼之間的葉頂間隙，同時保障鼓風機長期安全、穩(wěn)定、高效運行。

本發(fā)明優(yōu)選取錫基巴氏合金，其硬度和耐磨性等綜合性能更符合與葉輪發(fā)生輕微刮擦時，不會對葉輪造成重大損害。

本發(fā)明利用巴氏合金的組織特點，在軟相基體上均勻分布著硬相質(zhì)點，軟相基體使巴氏合金具有非常好的嵌藏性、順應(yīng)性和抗咬合性。不但保證了進氣機殼的強度，而且由于巴氏合金的順應(yīng)性，對葉輪起到良好的保護效果。延長了風機的使用壽命。

在上述方案的基礎(chǔ)上，為提高巴氏合金層與進氣機殼的嵌合度，在所述的弧形凹槽上設(shè)有嵌槽。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：盡可能減小了葉輪與進氣機殼之間的葉頂間隙，顯著提高了鼓風機的運行效率；有效防止安全事故發(fā)生，保障鼓風機長期安全、穩(wěn)定、高效運行；結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，可行性高，成本極低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為澆注前進氣機殼零件示意圖；

圖3為圖2中的A部局部放大圖；

圖4為澆注后進氣機殼零件圖；

圖5為圖4中的B部局部放大圖。

附圖中標號說明：