CN101566164A - 多功能同步后流通风压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能同步后流通风压缩机,包括有机壳、机壳进风口、机壳出风口、叶轮、叶轮叶片、叶轮内侧气流通道、叶轮叶盘,特点是,叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮内侧气流通道沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜,与已有技术相比,本发明具有结构简单,体积小,用料少,重量轻,搬运安装方便,节省资源,增压效果好,效率高,节省能源,噪音低,有利于环保等诸多优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种多功能同步后流通风压缩机,属空气净化压缩技术领域。
背景技术
现在人们使用的各种通风机、压气机、气体压缩机等,增压效果差,机械效率低,既不能节省能源,又不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点,而提供一种能使各种通风机、压气机、气体压缩机等效率高、节省能源、噪音低的多功能同步后流通风压缩机。
本发明的目的可以通过如下技术措施来达到:多功能同步后流通风压缩机,包括有机壳、机壳进风口、机壳出风口、叶轮、叶轮叶片、叶轮内侧气流通道、叶轮叶盘,特点是,叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮内侧气流通道沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜。
为了进一步实现本发明的目的,所述的叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜部位设有叶轮轴向出风口。
为了进一步实现本发明的目的,所述的叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜部位不设叶轮叶盘。
为了进一步实现本发明的目的,所述的叶轮径向末端设有叶轮径向出风口。
为了进一步实现本发明的目的,所述的机壳进风口处设有自前而后成扩张结构形式的扩散分流器,扩散分流器上设有连接导流片,扩散分流器通过连接导流片跟机壳进风口侧壁连接。
为了进一步实现本发明的目的,所述的叶轮轴向侧面设有自前而后成扩张结构形式的引流扩散器,引流扩散器跟叶轮连接。
多功能同步后流通风压缩机,机壳包括螺旋形机壳、圆柱筒形机壳、圆锥筒形组合式机壳、圆柱筒状机壳、蜗壳形机壳、圆锥筒形蜗壳形组合式机壳等多种结构形式。叶轮包括后流风机叶轮(多壁叶片结构式)、同步后流风机叶轮(同步导流增压器叶片结构式)和通用的旧式离心风机叶轮,叶轮叶片是指多壁叶片(包括负压隔离壁和推力壁)、带有同步导流增压器叶片(同步导流增压器包括半横跨式和全横跨式)和单壁叶轮叶片(即旧式离心风机叶轮叶片)。
为了叙述方便、表达准确,在此先解释几个有关词语:
叶轮中轴线指向的叶轮侧面或侧壁、机壳侧面或侧壁称为轴向侧面或轴向侧壁;
叶轮和机体进风一侧为轴向前侧,与之对应的一侧为轴向后侧,轴向前方和轴向后方指称依此类推;
靠近叶轮轴心处为叶轮径向前部,其前部末端为叶轮径向前端,靠近叶轮外圆处为叶轮径向后部,其外圆边缘为叶轮径向末端。
本发明,叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜。这就是说,叶轮叶片轴向前侧和轴向后侧可以分别各自单独沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方(或轴向前方或轴向后方)逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜方向可以是一样的,可以是相反的,其倾斜角度可以是相等的,可以是不相等的。与之相对应的叶轮内侧气流通道轴向前侧轴向后侧和叶轮轴向前侧轴向后侧也是如此。
如果叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,而叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,则该叶轮叶片就成轴向两侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向扩张加宽结构形式;如果叶轮轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜角度相等,则该叶轮叶片轴向两侧逐渐轴向倾斜部位径向长度相等;如果叶轮叶片轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜角度不相等,则该叶轮叶片轴向两侧逐渐轴向倾斜部位径向长度不相等;由此构成的叶轮内侧气流通道也成轴向两侧沿叶轮径向逐渐轴向扩张加宽结构形式,其轴向两侧轴向扩张角度也可以相等也可以不相等,其轴向两侧逐渐轴向倾斜部位径向长度可以相等也可以不相等。该结构形式的叶轮也成其轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后分别向着叶轮轴向前方和轴向后方逐渐轴向扩张加宽,并且其扩张加宽的角度也是可以相等,可以不相等。
如果叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,而叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,则该叶轮叶片就成其轴向两侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜变窄结构形式。如果叶轮叶片轴向两侧逐渐轴向倾斜角度相等,则叶轮叶片轴向两侧逐渐轴向倾斜部位径向长度相等,如果倾斜角度不相等,则叶轮叶片轴向两侧逐渐轴向倾斜部位径向长度不相等。与之相对应的叶轮内侧气流通道轴向两侧和叶轮轴向两侧也是如此。
如果叶轮叶片轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向后侧沿叶轮径向自前而后也向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,当叶轮叶片轴向前侧逐渐轴向倾斜角度大于叶轮叶片轴向后侧逐渐轴向倾斜角度时,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后逐渐扩张加宽结构形式,当叶轮叶片轴向前侧逐渐轴向倾斜角度小于叶轮叶片轴向后侧逐渐轴向倾斜角度,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后逐渐轴向收缩变窄结构形式,当叶轮叶片轴向前侧轴向后侧逐渐轴向倾斜角度相等,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后宽度一样等截面结构形式。与之对应的叶轮内侧气流通道轴向两侧、叶轮轴向两侧也将形成几种与之相应的结构形式。
如果叶轮轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片轴向后侧沿叶轮沿叶轮径向自前而后也向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,当叶轮叶片轴向前侧逐渐轴向倾斜角度大于叶轮轴向后侧逐渐轴向倾斜角度,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后成逐渐轴向收缩变窄结构形式;当叶轮叶片轴向前侧逐渐轴向倾斜角度小于叶轮叶片轴向后侧逐渐轴向倾斜角度,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后逐渐轴向扩张加宽结构形式;当叶轮叶片轴向前侧轴向后侧逐渐轴向倾斜角度相等时,则叶轮叶片就成沿叶轮径向自前而后宽度一样等截面结构形式;与之对应的叶轮内侧气流通道轴向两侧、叶轮轴向两侧也将形成与之相应的几种结构形式。
本发明,无论叶轮是哪种结构形式,都可以在其径向末端设有叶轮径向末端出风口(简称叶轮径向出风口,其出口方向可以是径向的,可以是径向轴向倾斜的)。如果叶轮轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后都向叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,该结构形式叶轮径向末端的叶轮径向出风口出口方向成为向着叶轮轴向后方成轴向径向倾斜方向,根据需要可以将该叶轮径向出风口出口方向设计为或者偏重于轴向的倾斜方向,或者偏重于径向的倾斜方向;偏于轴向方向的,便于几个叶轮(无论是旧式离心风机叶轮,还是后流风机叶轮或同步后流风机叶轮都适用)串联制成高压鼓风机、高压特高压压气机压缩机使用。
本发明,无论叶轮轴向后侧是哪种结构形式,都可以在该轴向侧面设置叶轮轴向出风口,其中以该轴向侧面沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方或轴向后方逐渐轴向倾斜结构形式,更便于设置叶轮轴向出风口。将叶轮设计成从其轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴前方或轴向后方逐渐轴向倾斜结构形式,叶轮该轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方或轴向后方整个逐渐轴向倾斜部位都可以成为叶轮轴向出风口,即叶轮后轴向侧面几乎都可以对外排出气体物质。后流风机叶轮和同步后流风机叶轮本来就能从叶轮径向末端出口轴向排出气体物质,如果再将其叶轮轴向后侧设计成沿叶轮径向自前而后向着其轴向后方或轴向前方逐渐轴向倾斜结构形式,则它们的轴向***气体物质效果更好。
叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方或轴向后方逐渐轴向倾斜,该叶轮轴向后侧的轴向倾斜部位可以设置叶轮叶盘,可以设置叶轮叶片负压隔离壁,可以设置同步导流增压器,也可以不设叶轮叶盘,不设叶轮叶片负压隔离壁或同步导流增压器。叶轮该轴向后侧可以在整个逐渐轴向倾斜部位都设叶轮叶盘,或者既都设叶轮叶盘,又都设叶轮叶片负压隔离壁或同步导流增压器,或者都设叶轮叶片负压隔离壁或同步导流增压器;该结构形式,叶轮轴向后侧整个逐渐轴向倾斜部位不设叶轮轴向出风口,而在叶轮径向末端设叶轮径向出风口。叶轮该轴向后侧可以在部分逐渐轴向倾斜部位设置叶轮叶盘、或者既设叶轮叶盘又设负压隔离壁或同步导流增压器,或者单设叶轮负压隔离壁或同步导流增压器;该结构形式其叶轮轴向后侧,可以在不设叶轮叶盘、不设叶轮叶片负压隔离壁或同步导流增压器的逐渐轴向倾斜部位设置叶轮轴向出风口。叶轮该轴向后侧可以在整个逐渐轴向倾斜部位都不设叶轮叶盘,不设叶轮叶片负压隔离壁或同步导流增压器;该结构形式,叶轮轴向后侧,可以在整个逐渐轴向倾斜部位都设叶轮轴向出风口。
本发明无论叶轮是哪种结构形式,都可以同时既在叶轮轴向后侧设叶轮轴向出风口又在叶轮径向末端设叶轮径向出风口;既设叶轮轴向出风口又同时设叶轮径向出风口,可以促使叶轮具有更好的吸排效果。
本发明叶轮(包括后流风机叶轮、同步后流风机叶轮、一般旧式离心风机叶轮)具有上述多种不同的结构形式,既能设置叶轮径向出风口,又能设置叶轮轴向出风口,还可以同时既设叶轮径向出风口又设叶轮轴向出风口,可以制成多种不同要求的多种通风机使用,如果将叶轮轴向前侧轴向后侧做成沿叶轮径向自前而后共同向着叶轮轴前方或共同向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜结构形式,或者单独将叶轮轴向后侧做成沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方或轴向后方逐渐轴向倾斜结构形式,则该几种结构形式的叶轮适宜几个串联装配成高压鼓风机、高压特高压压气机压缩机使用。因为本发明叶轮是轴向后排风的,由该叶轮组装的通风机、压气机、气体压缩机功能多,用途广,故而取名为多功能同步后流通风压缩机。
多功能同步后流通风压缩机,其中,叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧轴向后侧沿叶轮径向自前而后共同向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜两种结构形式,尤其适宜叶轮多级串联装配成高压通风机、高压特高压气机、气体压缩机使用。该结构形式的叶轮径向出风口出口方向呈偏重于轴向后方的轴向径向倾斜方向,叶轮轴向后侧轴向出风口轴向排风效果更好。该结构形式的叶轮内侧气流通道沿叶轮径向自前而后成逐渐轴向径向倾斜方向(或日基本成轴向方向)。这样,气流由风机进风口轴向进入叶轮,再沿轴向径向倾斜方向流过叶轮内侧气流通道,然后由叶轮轴向后侧轴向出风口轴向流出叶轮。气流在风机机体内自始至终不是由轴向陡然转为径向换向流动,而基本上是沿叶轮轴向一个方向顺向流动。该技术称为顺流增压后排技术。
该两种结构形式的叶轮可以几个串联一起制成离心式或离心轴流式高压特高压鼓风机、压气机、气体压缩机使用。一个叶轮轴向吸入的气体经加工再轴向排向另一个叶轮,另一个叶轮再轴向吸入,再加工再轴向排向另一个叶轮……纵向串联的叶轮之间不加任何静止导流设施,就可以保证多级串联的几个叶轮正常工作,加工出需要的高压特高压气流。
该轴向排风结构形式的叶轮几个串联一起组成高压鼓风机、压气机、气体压缩机使用有如下优点:
1、由于叶轮是离心式的,叶轮前后轴向侧面沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮内侧气流通道成逐渐轴向倾斜。气流轴向进入叶轮,再倾斜轴向流过叶轮轴向流出叶轮。工作过程中,气流基本上沿轴向一个方向顺流流动,故而叶轮内侧气流通道里的气流不但不能横向溢出叶轮,而且其高速流动形成的负压作用还可以充分抽吸外界物质。所以这种结构形式的叶轮整个前轴向侧面(不设叶轮叶盘或设很小的叶轮叶盘)几乎都能对外抽吸气体物质,加之又是离心式的,所以这种叶轮流量大,增压效果好。
2、由于叶轮内侧气流通道是由叶轮轴向前方向轴向后方成逐渐轴向倾斜式的,气流流进流过流出叶轮基本上是轴向单向式的(不是小于90°的弯转变向式),整个叶轮轴向前侧(不设或设很小的前叶盘),由于有负压间隙或同步顺流进风口或叶片间隙(旧式离心风机叶轮叶片间隙)的作用,叶轮整个轴向前侧对外抽吸气体物质是全方位全能式的,叶轮该前轴向侧面对于来自前一个叶轮向后排出的气流,无论是斜向还是横向的,无论是直流的还是旋转的,都可以直接对其充分抽吸,用不着借助静止导流装置将气流整理导流于叶轮进风口(即使需要设中间导流装置,其流道弯转曲折也很小)。
3、气流沿轴向由首级叶轮径向前部中部后部逐级径向倾斜流向末级叶轮径向末端,由末级叶轮径向末端进口处进入末级叶轮,再由末级叶轮径向末端出口处流出末级叶轮。而首级后的几级叶轮径向后部径向末端离心力大,对气流传递能量大。所以,当气流由转子末级叶轮末端出口排出时,其容积将会比首级叶轮进口时的容积小得多,可以缩小几倍几十倍几百倍…,其压力可以增大几倍几十倍几百倍…。
4、两个叶轮之间设有一定的轴向间距空间,该间距空间比叶轮内侧气流通道容积大,可以使前一个叶轮后轴向侧面轴向出风口排出的高速气流充分减速扩压(间距空间大小,应视实际需要适当设置),就是说两个叶轮之间用不着专门设置减速扩压设施,就可以使前一个叶轮加工后的高速气流得到充分地减速扩压。
5、因为叶轮对气流是直接轴向排出的,又是直接轴向抽吸的,加工过程中,如果需要对加工中的高压高温气体进行降温冷却,可以在叶轮之间直接加设降温冷却设施,让前一个叶轮加工后的高压高温气流直接轴向排于后一个叶轮继续给以加工。
6、叶轮轴向后侧和轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜结构形式,叶轮轴向前侧,既可以在其中间部位加设叶轮叶盘令其径向中部径向后部轴向抽吸气体物质,又可以在其径向中部径向后部加设叶轮叶盘而在其中间部位加设叶轮中间专用进风口,令叶轮中间专用进风口轴向抽吸外界物质。气流由叶轮前轴向侧面径向后部径向中部轴向进入叶轮,尔后又轴向排出叶轮,气流流道弯转曲折少,摩擦损失小,因而转子耗能少,效率高。气流由叶轮前轴向侧面叶轮中间专用进风口轴向进入叶轮,经轴向径向流动,尔后再由叶轮后轴向侧面径向后后部(靠近叶轮径向末端部位)轴向排出叶轮,气流径向流程大,单级叶轮增压效果好,因为这样,串联的叶轮级数就可以少,因而转子轴向尺寸就可以缩短。
7、由于叶轮对气流是直接轴向抽吸的,又是直接轴向排出的,如果需要在两个叶轮之间加设静止导流设施,其结构可以很简单,如挡风导流环,仅只是个锥形筒结构形式,其扩张端朝向前一个叶轮轴向后侧,接受前一个叶轮轴向后侧排过来的气流;其收缩端朝向后一个叶轮前轴向侧面,将挡风导流环由前一个叶轮接收过来的气流导流于后一个叶轮前轴向侧面叶轮进口(叶轮负压间隙、同步顺流进风口、叶轮中间专用进风口),根据需要,可以令挡风导流收缩端出口导流于后一个叶轮前轴向侧面任意需要的部位,如径向后部末端、径向后后部、径向后部、径向中部、径向前部、叶轮中间专用进风口等部位。
总之,叶轮后轴向侧面沿叶轮径向由前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮后轴向侧面和前轴向侧面沿叶轮径向由前而后共同向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜两种结构形式的叶轮组成的高压鼓风机、压气机、气体压缩机,整个工作过程中,气流弯转曲折少,流程短,摩擦损失小,因而它们就会增压效果好,效率高,节省能源,噪音低。
跟通用轴流式通风机(包括旧式斜流式、混流式通风机)和旧式的离心式压气机气体压缩机、旧式轴流式压气机气体压缩机相比,本发明多功能同步后流通风压缩机结构简单,体积小,用料少,重量轻,搬运安装方便,节省资源,增压效果好,效率高,节省能源,噪音低,有利于环保。
本发明既适宜装配成离心式通风机鼓风机、轴流式通风机鼓风机使用,又适应装配成离心式压气机气体压缩机、轴流式压气机气体压缩机使用。
本发明的机壳进风口处还可以设置自前而后(机壳进风口、扩散分流器,其进风端为前端,其出风端为后端)成扩张结构形式的扩散分流器,扩散分流器上设有连接导流片,扩散分流器通过连接导流片跟机壳进风口侧壁连接。
这里讲的机壳是指螺旋形、圆柱筒形圆锥筒形组合式、圆锥筒蜗壳组合式、蜗壳形等离心风机机壳;所谓的机壳进风口是指这种离心式风机进风口;所谓的机壳进风口处是指机壳进风口出口外侧处、机壳进风口出口内外处、机壳进风口内侧处等。就是说扩散分流器可以设在机壳进风口出口端外侧正对并且贴近机壳进风口处,可以设在机壳进风口出口内外处,可以设在机壳进风口内侧。
扩散分流器可以是锥形结构形式,可以是球冠形、球缺形等能够均匀扩散分布气流的多种结构形式。扩散分流器的功能作用,一是将通过机壳进风口的气体物质沿轴向径向顺流均匀扩散分流给叶轮的各个叶轮内侧气流通道,避免由机壳进风口过来的气流垂直冲击叶轮而形成激烈的涡流,从而可以提高效率,降低噪音。二是将通过机壳进风口的物质沿轴向径向倾斜均匀扩散分流给叶轮径向末端(靠近叶轮轴心处为径向前部,靠近叶轮外圆处为叶轮径向后部,叶轮外圆边缘为径向末端),避免通过机壳进风口的气体、液体、固体物质进入叶轮内侧,并能够避免产生激烈的涡流,从而就提高了效率,降低了噪音。
这里讲的机壳进风口可以是圆柱筒结构形式,可以是自前而后成扩张的结构形式,其中以扩张结构形式最好,因为扩张结构形式的机壳进风口侧壁跟由前而后成扩张的扩散分流器之间形成的轴向径向倾斜式气流通道,更有利于机壳进风口内的气流形成轴向径向倾斜扩散流动状态。
本发明还可以在叶轮轴向外侧设有自前而后成扩张式的引流扩散器。这里讲的叶轮轴向外侧是指叶轮叶盘、叶轮叶片负压隔离壁、同步导流增压器、叶轮叶片轴向边缘、叶轮中间专用进风口、叶轮轴向外侧空间部位。就是说引流扩散器可以设在叶轮轴向侧壁上(包括叶轮叶盘、叶轮叶片轴向边缘等),可以设在叶轮中间专用进风口内,可以设在叶轮中间轴向外侧等处。
叶轮引流扩散器轴向后部末端跟叶轮连接,这种连接有直接连接和间接连接两种连接形式。直接连接就是引流扩散器后部末端跟叶轮直接连接;间接连接就是引流扩散器后部末端要设有引流器连接件,引流扩散器借助引流器连接件跟叶轮连接。
引流扩散器由前而后成扩张形式(引流扩散器其进风端为引流扩散器前端,其出口端为引流扩散器后端),其扩张范围可以在0°-180°之间任意扩张,采用多大扩张角,可根据实际需要而定。引流扩散器可以采用多种成扩张式的结构形式,如锥形筒状、锥形体状、球冠状、球缺状等能够均匀扩散分布气流的多种结构形式。
引流扩散器的功能作用跟扩散分流器的作用一样,一是将风机进风口送过来的气流由轴向改变为轴向径向倾斜方向,扩散分布给叶轮的各个叶轮内侧气流通道,避免产生激烈的涡流而造成的重大涡流损失,从而就可以提高效率,降低噪音。二是将机壳进风口送过来的气体、液体、固体物质沿轴向径向倾斜均匀扩散分流给叶轮径向末端,避免由机壳进风口进来的各种物质接触叶轮或进入叶轮内侧,并且还可以避免产生激烈的涡流,从而可以提高效率,降低噪音。
下面结合附图和实施例对本发明做详细地解释说明。
附图说明
图1-本发明第一种实施方式结构示意图;
图2-本发明第一种实施方式叶轮前轴向侧面结构示意图;
图3-本发明第一种实施方式叶轮后轴向侧面结构示意图;
图4-本发明第二种实施方式结构示意图;
图5-本发明第二种实施方式叶轮结构示意图;
图6-本发明第三种实施方式结构示意图;
图7-本发明第四种实施方式结构示意图;
图8-本发明第五种实施方式结构示意图;
图9-本发明第五种实施方式叶轮结构示意图;
图10-本发明第六种实施方式结构示意图;
图11-本发明第七种实施方式结构示意图;
图12-本发明第八种实施方式结构示意图;
图13-本发明第九种实施方式结构示意图;
图14-本发明第十种实施方式结构示意图;
图15-本发明第十一种实施方式结构示意图。
附图图面说明:
1机壳,2机壳进风口,3机壳出风口,4叶轮,5叶轮叶片,6同步导流增压器,7叶轮叶盘,8叶轮轴向出风口,9同步顺流进风口,10机壳轴向出口导流片,11挡风导流环,12加固拉筋,13叶轮中间专用进风口,14叶轮径向出风口,15叶轮内侧气流通道,16电动机(电机),17挡风导流环出口,18联轴器,19转子轴向扩压间,20扩散分流器,21连接导流片,22推力壁,23负压隔离壁,24负压间隙,25机壳轴向后侧进风口,26引流扩散器,27引流器连接件,28传动轴。
具体实施方式
实施例1(参考图1、图2、图3),多功能同步后流通风压缩机,包括圆柱筒结构形式的机壳1、机壳进风口2、机壳出风口3、同步导流增压器叶轮叶片构成的叶轮4,叶轮叶片5(带有半横跨式同步导流增压器6)、叶轮叶盘7,叶轮叶片5轴向后侧和轴向前侧都沿叶轮径向由前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,整个叶轮轴向后侧轴向前侧沿叶轮径向由前而后向着其轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮内侧气流通道15成轴向径向倾斜结构形式。叶轮轴向后侧沿叶轮径向由前而后向着其轴向后方倾斜的角度大于叶轮轴向前侧沿叶轮径向向着其轴向后方轴向倾斜角度,叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后成逐渐轴向扩张加宽结构形式。叶轮后轴向侧面沿叶轮径向自前而后向着其轴向后方逐渐轴向倾斜,该整个轴向倾斜部位都设有叶轮轴向出风口8,叶轮后轴向侧面中间部位设有叶轮叶盘7。叶轮前轴向侧面不设叶轮叶盘而设有半横跨式叶轮叶片同步导流增压器6和同步顺流进风口9,叶轮后轴向外侧设有连接于机壳侧壁的机壳轴向出口导流片10,叶轮前轴向外侧设有连接于机壳侧壁的锥形筒状的挡风导流环11,叶轮轴向前侧轴向后侧分别设置加固拉筋12,叶轮由电动机16带动旋转。
工作时,叶轮整个前轴向侧面(机壳进风端为前端,出风端为后端,叶轮进风一侧为轴向前侧,排风一侧为轴向后侧)通过同步顺流进风口9从圆筒状机壳轴向前侧的机壳进风口2吸进气体物质经过加工,再从叶轮后轴向侧面的叶轮轴向出风口8轴向排出该被加工过的气流,该气流再经叶轮后轴向外侧机壳轴向出口导流片10导流成为标准轴向气流,然后再被排出机壳出风口3。工作过程中,叶轮后轴向侧面的叶轮轴向出风口8轴向径向倾斜排出的气流碰撞机壳侧壁产生的细微回转气流,经叶轮前轴向外侧设置的挡风导流环11阻挡而导流给叶轮前轴向侧面的同步顺流进风口9,又被吸进叶轮。挡风导流环保证风机具有良好的吸排效果。
本实施例,由于气流是经过离心式同步后流风机叶轮整个前轴向侧面抽吸而又靠离心叶片给以加工,所以其风量大,风压高;又由于本例叶轮内侧气流通道成轴向径向倾斜形式,气流由机壳进风口轴向进入叶轮不是陡然转为径向流动,而是倾斜地还是带有轴向方向顺流流动的,因而就可以避免形成激烈的涡流,减轻涡流损失,所以本例效率就高,又由于本例叶轮出风口是轴向的,叶轮轴向出风口气流不会与机壳侧壁剧烈相碰撞,因而风机噪音就很低。
本例适宜制成各种轴流式风机,以代替各种旧式轴流风机、斜流风机、混流风机使用。
实施例2(参考图4、图5),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例1基本一样,所不同的是本例的机壳是变异型蜗壳式的离心风机机壳,机壳出风口3设在机壳径向侧壁上,出口方向是径向轴向式的。叶轮采用旧式离心风机单叶片(只有推力壁)结构式,叶轮轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜角度一样,叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后宽度一样。叶轮轴向前侧轴向后侧都设有叶轮叶盘7,叶轮轴向前侧中间部位设有叶轮中间专用进风口13,整个叶轮是封闭式的。叶轮径向末端设有叶轮径向出风口14,出口方向径向轴向式,叶轮后轴向侧面不设叶轮轴向出风口,叶轮内侧气流通道成轴向径向顺流式。
工作时,气流从机壳轴向侧壁机壳进风口2轴向进入叶轮中间专用进风口13,再沿轴向径向倾斜方向进入叶轮内侧气流通道15顺流流向叶轮径向末端的叶轮径向出风口14,然后再被排于机壳扩压通道。
整个工作过程中,气流从机壳进风口轴向进入叶轮中间专用进风口13又是基本沿轴向(轴向径向倾斜方向)进入叶轮内侧气流通道15顺流而下,避免了由轴向到径向的陡然大转折而产生激烈的涡流,避免了涡流损失,因而风机效率高,噪音低。又因为气流由叶轮中间专用进风口进入叶轮,然后由叶轮径向末端出风口流出叶轮,气流径向流程大,吸收能量多,因而风机增压效果好。
本例适应做成高压通风机使用。本例叶轮还适宜几个串联组成高压特高压鼓风机、压气机、气体压缩机使用。
实施例3(参考图6、图2、图3),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例1基本一样,所不同的是本例转子是用同一根传动轴串联4个同步后流风机叶轮组合而成。各个叶轮轴向前侧轴向后侧沿叶轮径向自前而后都向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,而且轴向倾斜角度相等,叶轮叶片沿叶轮径向自前而后宽度一样。首级叶轮轴向前侧不设叶轮叶盘,整个前轴向侧面都设同步顺流进风口9,整个前轴向侧面都对外抽吸物体物质。该叶轮轴向后侧整个轴向倾斜部位都设叶轮轴向出风口8,首级后的三个叶轮的轴向前侧轴向后侧都设叶轮叶盘,叶轮后轴向侧面径向后后部(靠近叶轮径向末端部位)设有末端叶轮轴向出风口8,叶轮前轴向侧面中间部位都设叶轮中间专用进风口13,整个转子前三级每个叶轮轴向后方都设有连接于机壳侧壁的锥形筒状的挡风导流环11,每个挡风导流环出口17都指向相邻的后一个叶轮前轴向侧面的叶轮中间专用进风口13。转子末级叶轮轴向后方设有机壳轴向出口导流片10。整个转子通过联轴器18跟传动轴28连接,由柴油机驱动旋转。
工作时,首级叶轮整个轴向前侧通过其同步顺流进风口9都对外抽吸气体物质,所以流量大。首级叶轮抽吸的大流量气体经加工排于其后转子轴向扩压间19减速增压后,再排于挡风导流环11,由挡风导流环再导于二级叶轮中间专用进风口13进入二级叶轮,二级叶轮将该气流加工增速后再排于其后转子轴向扩压间19减速增压,再排于其后的挡风导流环11,由挡风导流环再导于三级叶轮中间专用进风口13进入三级叶轮,三级叶轮再将该气流加工增速后再排于挡风导流环11,再导于四级叶轮中间专用进风口进入四级叶轮,四级叶轮再将该气流加工增速后,再经其轴向后侧径向后后部轴向出风口排于其轴向后侧机壳轴向出口导流片10整理成标准轴向气流后,再排出机体。
整个工作过程中,气流由首级叶轮进入后一直沿轴向方向流动,中间虽然要经过挡风导流环11导流,但挡风导流环11结构简单、流道短、弯折少、涡流少、摩擦损失小、效率高、噪音低,又由于首级后的三级叶轮都是由中间专用进风口吸入由其径向末端排出,气流径向流程大,吸收能量多,增压效果好。
本例适应制成各种高压特高压压气机、气体压缩机使用。
本例还可以采用同心双轴、同心三轴或同心四轴串联几个或十几个该结构形式的叶轮,组成不同转速不同压力的几个转子装配高压特高压鼓风机或高压特高压压气机气体压缩机使用。
实施例4(参考图7),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例3基本一样,所不同的是本例机壳是圆柱筒螺旋形组合式,前三级叶轮置于圆柱筒机壳内,末级叶轮置于螺旋形机壳内,机壳出风口3设于螺旋形机壳径向侧壁,出口方向是径向的。第二个不同点是本例后三级叶轮轴向前侧不设叶轮中间专用进风口,径向后部不设叶轮叶盘,径向前部设叶轮叶盘7。第三个不同点是,本例各叶轮都不设连接于机壳侧壁挡风导流环,第四个不同点是,本例叶轮轴向后侧径向后部轴向倾斜部位都设叶轮轴向出风口8。
工作时,首级叶轮整个轴向前侧通过其同步顺流进风口9都对外抽吸气体物质,所以该压缩机流量大。首级叶轮抽吸的大流量气体经加工排于其后转子轴向扩压间19增压后,再排给二级叶轮,第二个叶轮通过其同步顺流进风口9轴向吸入再给以加工再排于转子轴向扩压间减速增压后再排于第三个叶轮,第三个叶轮再给以加工,再排于转子轴向扩压间减速扩压后再排给第四个叶轮,第四个叶轮再吸入再给以加工,再排于螺旋机壳轴向扩张扩压通道减速增压,最后由机壳出风口3排出机体,气流经过四个同步后流风机叶轮加工后,可以获得很高的能量,因而其风压就很高。
整个结构***转子的两叶轮之间没有任何静止导流设施,整个工作过程中,气流从第一个叶轮被吸入后,一直在转子流道中流动吸收能量增加压力,工作流道短,弯折曲折少,因而其摩擦损失很小,噪音自然也会很低。
十分明显,同传统的旧式轴流式或离心式压气机相比,本例结构简单,用料少,重量轻,节省资源,搬运安装方便,增压效果好,效率高,节省能源,噪音低,有利于环保。由于其用料少,体积小,重量轻,本例尤其适应车辆、船舶、航空飞行器发动机上采用。
本例还可以采用同心双轴、同心三轴或同心四轴串联几个或十几个该结构形式的叶轮,组成不同转速不同压力的几个转子装配高压特高压鼓风机或高压特高压压气机气体压缩机使用。
实施例5(参考图8、图9),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例4基本一样,所不同的是本例的机壳设有轴向前侧壁,机壳进风口2设在该轴向前侧壁上,机壳进风口2为自前而后成扩张的喇叭式,机壳进风口出口内外设有自前而后成扩张的锥形扩散分流器20,扩散分流器20上设有连接导流片21,扩散分流器20通过连接导流片21跟机壳进风口侧壁连接。第二个不同点是,本例二、三、四级叶轮为多壁叶片结构式(包括推力壁22、负压隔离壁23、负压间隙24),叶轮前轴向侧面不设叶轮叶盘,不设中间专用进风口,叶轮轴向后侧径向后后部设有末端叶轮轴向出风口8。第三个不同点是,本例整个转子前三级每个叶轮轴向后方都设有连接于机壳的挡风导流环11,挡风导流环出口17都指向相邻的后一个叶轮前轴向侧面的径向前部。本例转子四个叶轮轴向前侧轴向后侧都设有加固拉筋12。
工作时,由喇叭形进风口吸进的气流经过扩散分流器顺流扩散分流给首级同步后流风机叶轮各个同步顺流进风口9,再顺流进入叶轮内侧气流通道经加工吸收能量,再由该叶轮轴向后侧的叶轮轴向出风口8排出叶轮,经转子轴向扩压间19减速增压后,再进入挡风导流环11由挡风导流环11导流给二级多壁叶片结构式叶轮径向前部,被二级叶轮加工。再由该叶轮轴向后侧径向后后部末端的叶轮轴向出风口8排于其后转子轴向扩压间减速扩压,再经其后的挡风导流环导流入三级叶轮加工,再经其后转子轴向扩压间19减速扩压,再经其后的挡风导流环11导流给四级叶轮,再经加工减速增压,最后被排于螺旋机壳轴向扩压流道,然后由机壳出风口3被排出机体。
整个工作过程中,由于有扩散分流器的作用,气流由机壳进风口进入后,基本上是顺流流动,弯转曲折少,涡流损失小,增压效果好,效率高,噪音低。
本例适应做成高压鼓风机、高压特高压压气机、气体压缩机使用。
本例还可以采用同心双轴、同心三轴或同心四轴串联几个或十几个该结构形式的叶轮,组成不同转速不同压力的几个转子装配高压特高压鼓风机或高压特高压压气机气体压缩机使用。
实施例6(参考图9、图10),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例5基本一样,所不同的是本例机壳为圆柱筒锥形筒组合式,机体轴向前部为圆柱筒机壳,轴向后部为自后而前成扩张形的锥形筒机壳(该结构形式机体设有电机一侧为轴向后侧,与之相对的一侧为轴向前侧,第一个叶轮部位指称依此类推),锥形筒机壳内设有两个同轴串联的叶轮,锥形筒轴向后侧壁上设机壳轴向后侧进风口25。圆柱筒机壳轴向前侧壁设有机壳进风口2,其径向侧壁设有机壳出风口3,机壳出风口3出口方向是径向式。第二个不同点,本例转子由两个叶轮组成,两个叶轮均设在锥形筒机壳内轴向前侧,第一个叶轮为三壁叶轮结构式后流风机叶轮,该叶轮轴向前后两侧壁只在中间部位设小型叶轮叶盘7,叶轮轴向前后两侧都设负压间隙24,都可以对外抽吸气体物质,该叶轮径向末端设有叶轮径向出风口14。转子的第二个叶轮为同步后流风机叶轮,其轴向前后两侧都沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方(该叶轮进风一侧为轴向前侧前方,与之对应的一侧为轴向后侧后方)逐渐轴向倾斜,该叶轮轴向前侧设有同步导流增压器6、同步顺流进风口9,其轴向后侧轴向倾斜部位都设叶轮轴向出风口8,叶轮径向末端设有叶轮径向出风口14。第三个不同点,是本例机壳进风口2出口端外侧设有自前而后成扩张的扩散分流器20,扩散分流器20上设有连接导流片21,扩散分流器20通过连接导流片21跟机壳进风口内侧壁连接,转子第一个叶轮轴向前侧中间设有连接于叶轮叶盘的自前而后成扩张的锥形引流扩散器26,转子由电机16带动旋转。
工作时,转子第二个同步后流风机叶轮从机壳轴向后侧进风口25吸进洁净空气加工成高速气流,然后由叶轮轴向出风口8和叶轮径向出风口14直接排给转子第一个后流风机叶轮,后流风机叶轮将该高速气流再加工成更高速气流,更加高速的洁净空气气流流过和流出后流风机叶轮过程中,将会在该叶轮轴向前侧形成强旋风高负压区,该强旋风高负压区将可通过机壳进风口2抽吸外界污染气体进入机壳内侧,进入机壳内侧的污染气体由于有扩散分流器20和引流扩散器26的隔离和导流作用,该污染气体不能接触不能进入叶轮,而是借旋风作用,通过机壳出风口3被直接排出机壳。
整个工作过程中,凭借强旋风高负压作用抽吸的大量污染气体物质(或污染液体、固体物质)不接触不进叶轮,不污损叶轮。跟以上几个实施例一样本例照样耗能少,噪音低。
本例适应制作成各种引风除尘排污风机使用,用以吸排污染物质(包括气体、液体、固体物质)、酸碱盐物质、高温物质。
实施例7(参考图11),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例6基本一样,所不同的是本例机壳轴向前部为锥形筒状,该锥形筒由前而后扩张,其轴向前侧壁设机壳进风口2,机壳后部为圆柱筒状,该圆柱筒径向侧壁设有机壳出风口3,其后轴向侧壁设有机壳轴向后侧进风口25(设有电机一侧为机体或叶轮轴向后侧、后方,与之相对的一侧为轴向前侧、前方)。本例第二个不同点是,转子只有一个三壁叶片结构叶轮,该叶轮轴向前后两侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前后两侧中间设小型叶轮叶盘7,叶轮轴向前后两侧都设负压隔离壁和负压间隙,即两轴向侧面都可抽吸外界物质,叶轮径向末端设有叶轮径向出风口14,该叶轮轴向前侧中间外侧设有自前而后成扩张的球冠形引流扩散器26,引流扩散器轴向后部末端设有引流器连接件27,引流扩散器26借助引流器连接件跟叶轮中间叶轮叶盘连接。该引流扩散器26可以阻挡叶轮前轴向外侧物质接触碰撞叶轮。
工作时,叶轮轴向后侧负压间隙通过机壳轴向后侧进风口25吸进洁净空气进入叶轮加工成高速气流,高速气流在叶轮轴向前侧形成强旋风高负压区,该强旋风高负压区促使外界物质(包括固体、液体、气体物质)通过机壳进风口2进入机壳内侧,但是由于有叶轮前轴向外侧引流扩散器的阻挡,由机壳进风口进入机壳内叶轮轴向前侧的外界物质不接触不碰撞叶轮,不污损叶轮。由机壳轴向后侧进风口25吸进的洁净空气既能冷却叶轮,又能为叶轮轴向前侧造成强旋风高负压区。
本例跟例6一样,适应制成各种引风除尘排污风机使用,更为重要的是,本例尤其适用制成各种除尘器、扫地机、扫路车使用,它可以保证抽吸的任何物质(如布片纸张、衣物袋类、树枝树叶等)不过叶轮,不堵塞叶轮,不污损叶轮。
实施例8(参考图12),多功能同步后流通风压缩机,本例同例2基本一样,所不同的是本例叶轮轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧轴向后侧沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜角度相等,叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方和轴向后方逐渐轴向扩张加宽;叶轮内侧气流通道15沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向后方和轴向前方逐渐轴向扩张加宽。
工作时,气流从机壳轴向侧壁的机壳进风口2轴向进入叶轮中间专用进风口13,再沿径向进入叶轮内侧气流通道15向着叶轮轴向前侧和轴向后侧逐渐轴向扩张流动,逐渐减速增压,然后由叶轮径向末端的叶轮径向出风口14流出叶轮,再流入机壳扩压腔。
整个工作过程中,气流从机壳进风口轴向进入叶轮中间专用进风口13,进入叶轮内侧气流通道15后一直是在轴向扩张形气流通道中减速增压流动,流入机壳扩压通道后又是减速增压流动,当该气流流出机壳出风口时,风压将会很高,叶轮出口风速会很低,因而其噪音会很低。
本例适宜制成各种高压通风机鼓风机使用。
实施例9(参考图13),多功能同步后流通风压缩机,本例和例2基本一样,所不同的是本例的机壳是圆柱筒锥形筒组合式机壳,锥形筒部位沿机体轴向自后而前扩张,叶轮置于锥形筒内,机壳进风口2设于圆柱筒部位轴向前侧,机壳出风口3设于圆柱筒径向侧壁上。第二个不同点是,本例的叶轮是多壁叶片结构式,叶轮轴向前侧不设叶盘,叶轮轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后都是向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜的,而且它们的轴向倾斜角度相等,叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后宽度一样,叶轮内侧气流通道15沿叶轮径向自前而后是等截面的。叶轮径向末端的叶轮径向出风口14出口方向为向着叶轮轴向前方的轴向径向倾斜方向。
工作时,叶轮轴向前侧负压间隙通过机壳进风口2抽吸部分气体进入叶轮,叶轮将这部分气体加工成高速气流,高速气流由叶轮径向末端的叶轮径向出风口14轴向径向倾斜被排出(顺锥形筒机壳侧壁旋转流动),被排出叶轮的高速气流在叶轮轴向前侧高速旋转,促使叶轮轴向前侧形成强旋风高负压区。该强旋风高负压区将可通过机壳进风口2抽吸大量气体物质进入机壳内侧,然后由机壳出风口3被排出机体。整个工作过程中,由叶轮轴向前侧强旋风高负压区负压作用抽吸的大量外界气体物质不接触叶轮不进叶轮,不污损叶轮。本例适宜制成各种除尘排污风机使用,用以吸排污染物质垃圾废物或生产生活中的有用物料。
实施例10(参考图14),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例1基本一样,所不同的是本例的叶轮轴向前侧和轴向后侧沿叶轮径向自前而后都向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧轴向倾斜角度小于叶轮轴向后侧轴向倾斜角度,叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后逐渐轴向收缩变窄。
工作时,本例所体现出的性能特点跟例1一样,本例也适宜制成各种轴流式风机使用。
实施例11(参考图9、图10、图11、图15),多功能同步后流通风压缩机,本例跟例1基本一样,所不同的是本例的叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向前方逐渐轴向倾斜,叶轮轴向前侧沿叶轮径向由前而后向着叶轮轴向后方逐渐轴向倾斜角度相等,整个叶轮叶片5沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜收缩变窄。
本例工作时所体现出的性能特点跟例1一样,本例也适宜制成各种轴流式风机使用。
Claims (8)
1、多功能同步后流通风压缩机,包括有机壳(1)、机壳进风口(2)、机壳出风口(3)、叶轮(4)、叶轮叶片(5)、叶轮内侧气流通道(15)、叶轮叶盘(7),其特征是,叶轮叶片(5)轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮叶片(5)轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮(4)轴向前侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮(4)轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜,叶轮内侧气流通道(15)沿叶轮径向自前而后逐渐轴向倾斜。
2、根据权利要求1所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜部位设有叶轮轴向出风口(8)。
3、根据权利要求1所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是叶轮轴向后侧沿叶轮径向自前而后向着叶轮轴向一方逐渐轴向倾斜部位不设叶轮叶盘。
4、根据权利要求1或2或3所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是叶轮径向末端设有叶轮径向出风口(14)。
5、根据权利要求1或2或3所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是,机壳进风口(2)处设有自前而后成扩张结构形式的扩散分流器(20),扩散分流器(20)上设有连接导流片(21),扩散分流器(20)通过连接导流片(21)跟机壳进风口(2)侧壁连接。
6、根据权利要求4所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是,机壳进风口(2)处设有自前而后成扩张结构形式的扩散分流器(20),扩散分流器(20)上设有连接导流片(21),扩散分流器(20)通过连接导流片(21)跟机壳进风口(2)侧壁连接。
7、根据权利要求1或2或3所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是,叶轮轴向侧面设有自前而后成扩张结构形式的引流扩散器(26),引流扩散器(26)跟叶轮(4)连接。
8、根据权利要求4所述的多功能同步后流通风压缩机,其特征是,叶轮轴向侧面设有自前而后成扩张结构形式的引流扩散器(26),引流扩散器(26)跟叶轮(4)连接。
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