[發明專利]一種整體成型的彎掠組合葉片、葉輪及軸流通風機

在審

• 申請號: 202110151756.6
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112814943A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 師崗;王榮泉;張旭輝;周華榮;萬翔;行江艷;薛旭升;郭辰平;萬繼成
• 申請（專利權）人: 西安重裝韓城煤礦機械有限公司;西安科技大學
• 主分類號: F04D29/38
• 分類號: F04D29/38;F04D29/66;F04D29/32;F04D29/34;F04D19/00;F04D25/08;F04D25/16
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王孝明

本發明提供了一種整體成型的彎掠組合葉片及礦用軸流通風機，多個彎掠組合葉片沿輪轂周向均勻安裝構成葉輪，所述的控制彎掠組合葉片的葉身形狀的重心積疊線是二次Bezier曲線，礦用軸流通風機的一級葉輪和二級葉輪相對設置，按相反方向旋轉。本發明采用的控制彎掠組合葉片的葉身形狀的重心積疊線是二次Bezier曲線的彎掠組合葉片，有效控制了葉片徑向力梯度和沿葉高的二次流分布，消除附面層堆積及避免漩渦的匯合，降低渦流噪聲，增加礦用軸流通風機的氣動性能，提高礦用軸流通風機的工作效率。通過實驗證明本發明提供的礦用軸流通風機全壓效率為87％，比傳統礦用軸流通風機全壓效率提高了5％以上。

技術領域

本發明屬于煤礦通風領域，涉及礦用軸流通風機，具體涉及一種整體成型的彎掠組合葉片、葉輪及軸流通風機。

背景技術

礦用風機作為礦山安全生產的主要技術裝備，是礦井通風系統的重要組成部分，是礦井安全生產和災害防治的基礎。礦用風機的運行效率的高低以及可靠性問題是煤礦關心的焦點。由于局部老礦井風機老化，運行效率低，正逐漸被高效節能風機所代替，各種各樣的風機應運而生，對旋風機就是引進國外80年代新技術經消化吸收后研制生產的礦用礦用風機的更新換代產品。以其壓力高、流量大、高效、結構緊湊、反風容易的特點深受煤礦的青睞。但是經過臨時的實踐證明，對旋軸流礦用風機還存在噪聲大等一些缺陷。

通風機的能耗、噪音和其核心部件——風扇葉片有直接的關系，葉片技術決定了通風機的最終性能。彎掠葉片除沿葉展方向的扭轉外，在葉片的葉身頂部和葉柄間還存在沿周向旋轉方向上的傾斜(彎)和沿來流方向上的傾斜(掠)，是一種具有復雜三維空間結構的葉片。目前，彎掠葉片已經廣泛應用于葉輪機械，大量的實驗研究和數值計算表明，合理的葉片彎掠能夠改變葉片與氣流作用力的徑向分力，控制葉片表面壓力梯度分布，減小流動損失，達到提高葉輪機械氣動性能的目的。彎掠葉片的研究主要集中在葉身頂部和葉柄區域的彎掠，而對整體葉高范圍內的彎掠研究，即重心積疊線的具體形狀論述不多，對于選取何種形式的重心積疊線以及如何控制重心積疊線尚未取得共識。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于，提供一種整體成型的彎掠組合葉片、葉輪及軸流通風機，解決現有技術中在降低礦用軸流通風機氣動性能的同時提高礦用軸流通風機工作效率的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種整體成型的彎掠組合葉片，包括整體成型的葉身和葉柄；所述的葉身包括葉身根部、葉身中部和葉身頂部；所述的葉柄上設置有葉柄卡槽，所述的控制彎掠組合葉片的葉身形狀的重心積疊線是二次Bezier曲線；其中，

控制彎掠組合葉片的葉身形狀的重心積疊線在周向平面內投影為葉片前彎控制線，在周向平面內建立x-y平面直角坐標系，x和y分別為x-y平面直角坐標系內的橫坐標和縱坐標；在x-y平面直角坐標系內，以葉身根部重心與葉柄的交點為坐標原點，以葉片所在的葉輪切向作為橫坐標x，以葉片徑向作為縱坐標y；

在x-y平面直角坐標系內，葉片前彎控制線控制方程為：

P_x為葉片前彎控制曲線x方向坐標；

P_y為葉片前彎控制曲線y方向坐標；

R為葉片徑向長度；

α為彎角，取值范圍為5°～20°；

t₁為前彎控制線中Bezier函數自變量；

k_x為葉片前彎控制曲線x方向控制參數，取值范圍為0k_x1.5；

k_y為葉片前彎控制曲線y方向控制參數，取值范圍為0k_y1；