CN117967600A - 一种新型磁悬浮离心风机叶轮 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及风机叶轮技术领域，尤其涉及一种新型磁悬浮离心风机叶轮，包括轮体与导叶，轮体与导叶的轴线相重合，轮体包括底盘与导风弧面，底盘的上表面与导叶的上表面均处在同一平面中；导风弧面上设置有多片导风扇叶，导风叶片均匀分布在导风弧面上；导风扇叶上设置有进风面、出风面以及迎风面，进风面呈弯折状，且进风面与轮体的轴线相垂直，出风面与底盘相垂直，迎风面一端与导风弧面相连接，且迎风面两侧分别与进风面和出风面相连接；相比于现有技术，改进了导风扇叶的进风面、出风面以及迎风面后能够有效提高叶轮的工作效率，经过测试后叶轮的多变效率可达到87.8%，且该压气机效率达到89%。
Description
技术领域
本发明涉及风机叶轮技术领域，尤其涉及一种新型磁悬浮离心风机叶轮。
背景技术
目前，大型污水处理和鱼类养殖业供氧均需广泛使用风机设备，但多级鼓风机和罗茨鼓风机普遍存在静压不足、效率偏低以及噪声和体积过大的问题，难以满足社会及使用者的要求。近年来，随着社会环保对节能和噪声要求的不断提高，高效、体积小、出口压力高的磁悬浮鼓风机被广泛应用在大型污水处理和鱼类养殖业供氧中，且磁悬浮鼓风机的效率和低噪声指标也日益提升。
作为新型磁悬浮离心风机的核心部件，高效叶轮与蜗壳的设计在空气动力学的效率上存在有一定的局限性，传统结构在流体流经时会产生较大的端流和阻力，从而影响风机的效率；三元流叶轮的设计，可以有效减小叶片表面分离流与叶顶大间隙涡的发生，能够提高空气的流动效率，进而提高了整体风机的能效，但现有的三元流叶轮所产生的压气机效率较低，因此，现需要一种能够提高压气机效率的三元流叶轮。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型磁悬浮离心风机叶轮，旨在解决现有的三元流叶轮压气机效率较低的问题。
为了达到上述的目的，本发明提供了一种新型磁悬浮离心风机叶轮，包括轮体与导叶，轮体与导叶的轴线相重合；轮体包括底盘与导风弧面，导风弧面上设置有多片导风扇叶，导风扇叶均匀分布在导风弧面上；导风扇叶上设置有进风面、出风面以及迎风面，进风面由多段弧面构成，且相邻的两段弧面的开口朝向相反，且进风面与轮体的轴线相垂直，出风面与底盘相垂直，且多组导风扇叶的出风面底部的边线所构成的平面与轮体的轴线相垂直，且该平面与导叶的上表面重合；迎风面一端与导风弧面相连接，且迎风面两侧分别与进风面和出风面相连接；
进风面呈波浪状，且进风面在底盘上的投影与进风方向所形成的进风夹角为θ3，90°≤θ3≤93°；出风面在底盘上的投影与出风方向所形成的出风夹角为θ4，46°≤θ4≤49°。
进一步的，导叶上设置有多组以导叶的轴线为圆心均匀分布的导流叶片，导流叶片的高度H1为9-10mm；宽度Z1为102-105mm。
进一步的，导流叶片在导叶上的投影呈月牙状，在导流叶片上设置有前弧面与背弧面，前弧面与背弧面均由连续的圆弧组成，且圆弧的半径的大小随着与导叶轴线的距离的增加而减小。
进一步的，前弧面在导叶上的投影内侧方向的切线与前弧面内侧组成的圆的切线所形成的进风角θ1，157°≤θ1≤160°。
进一步的，前弧面在导叶上的投影外侧方向的切线与前弧面外侧组成的圆的切线所形成的出风角θ2，38°≤θ2≤42°。
进一步的，进风面长度Z2为42-45mm，出风面高度H3为12-14mm。
进一步的，轮体整体高度H4为103-106mm，底盘的直径D1为215-220mm。
进一步的，在弧面上安装有13枚导风扇叶，且导风扇叶的厚度随着与导风弧面距离的增加而减少。
进一步的，在轮体上设置有与风机转子相连接的固定孔。
进一步的，在导叶上设置有用于与风机外壳固定连接的螺纹孔。
本发明所提供的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，相比于现有技术，新型磁悬浮离心风机叶轮采用三元流叶轮结构，减小了叶片表面分离流与叶顶大间隙涡的发生，提高了空气的流动效率，提升了气流的流畅性；改进后的导风扇叶的进风面、出风面以及迎风面能够有效提高叶轮的工作效率，经过测试后叶轮的多变效率可达到87.8%，且该压气机效率达到89%。
附图说明
图1是本发明的立体视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明中导叶的俯视图；
图4是本发明中导叶的正视图；
图5是本发明中轮体的立体视图；
图6是本发明中叶轮的剖视图；
图7是图6中A部分的局部放大图；
图8是本发明中迎风面的展开图；
图9是本发明中导风扇叶的俯视图。
附图标记说明：
其中；1、轮体；101、底盘；102、导风弧面；103、导风扇叶；104、进风面；105、迎风面；106、出风面；2、导叶；201、导流叶片；202、背弧面；203、前弧面。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作详细说明。
在本发明中，除另有明确规定和限定，当出现术语如“设置在”、“相连”、“连接”时，这些术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接或一体连接；可以是直接相连或通过一个或多个中间媒介相连。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。对于本发明中所出现的方向词，是为了能更好地对特征的特点及特征间的关系进行说明，应当理解的是，当本发明的摆放方向发生改变时，特征的特点及特征间的关系的方向也对应发生改变，因此方向词不构成对特征的特点及特征间的关系在空间内的绝对限定作用，仅起到相对限定作用。
如图1至图9所示，本发明提供了一种新型磁悬浮离心风机叶轮，包括轮体1与导叶2，轮体1与导叶2的轴线相重合；轮体1包括底盘101与导风弧面102，导风弧面102上设置有多片导风扇叶103，导风扇叶103均匀分布在导风弧面102上；导风扇叶103上设置有进风面104、出风面106以及迎风面105，进风面104由多段弧面构成，且相邻的两段弧面的开口朝向相反，且进风面104与轮体1的轴线相垂直，出风面106与底盘101相垂直，且多组导风扇叶103的出风面106底部的边线所构成的平面与轮体1的轴线相垂直，且该平面与导叶2的上表面重合；迎风面105一端与导风弧面102相连接，且迎风面105两侧分别与进风面104和出风面106相连接；进风面104呈波浪状，且进风面104在底盘101上的投影与进风方向所形成的进风夹角为θ3，90°≤θ3≤93°；出风面106在底盘101上的投影与出风方向所形成的出风夹角为θ4，46°≤θ4≤49°。
通过上述设计方案，叶轮在转动后能够将气流从进风面104吸入，经过导风扇叶103的引导与压缩后再通过出风面106吹出，经过导风扇叶103的压缩后气流的流速与总压将会大幅度增加。
在本实施例中，导叶2上设置有多组以导叶2的轴线为圆心均匀分布的导流叶片201，导流叶片201的高度H1为9-10mm；宽度Z1为102-105mm。
在本实施例中，导流叶片201在导叶2上的投影呈月牙状，在导流叶片201上设置有前弧面203与背弧面202，前弧面203与背弧面202均由连续的圆弧组成，且圆弧的半径的大小随着与导叶2轴线的距离的增加而减小。
由于导叶2固定安装于风机外壳上，且导叶2处在轮体1的出风面106处，当轮体1转动时，从出风面106处吹出的压缩气流在惯性的作用下会直接冲击在前弧面203上，使得气流能够在前弧面203的引导下流出，在此基础上，在本实施例中，前弧面203在导叶2上的投影内侧方向的切线与前弧面203内侧组成的圆的切线形成的进风角为θ1，157°≤θ1≤160°。
在本实施例中，前弧面203在导叶2上的投影外侧方向的切线与前弧面203外侧组成的圆的切线形成的出风角为θ2，38°≤θ2≤42°。
通过上述设计方案，由于大部分压缩气流处在前弧面203一侧，使得前弧面203处的气压压强高于背弧面202一侧，进而使背弧面202一侧出现低压区域；在一定转速内当轮体1的转速提高时，前弧面203与背弧面202的气压差将增大，由于高压区域的气流会主动流向低压区域，因此在导流叶片201的作用下从轮体1吹出的压缩气流将会被进一步提速。
在本实施例中，进风面104长度Z2为42-45mm，出风面106高度H3为12-14mm。
在本实施例中，轮体1的高度H4为103-106mm，底盘101的直径D1为215-220mm。
在本实施例中，在导风弧面102上安装有13枚导风扇叶103，且导风扇叶103的厚度随着与导风弧面102距离的增加而减少。
经过测试，当叶轮的转速达到30000rpm时，在进口温度为20°C、进口总压为101.3Kpa的情况下，轮体1与导叶2在进行增加后可以使得出口总温达到99.5°C，出口总压也可达到211.808Kpa，经测试可得本发明的单级压比能够达到2.09。
在本实施例中，在轮体1上设置有与风机转子相连接的固定孔。
在本实施例中，在导叶2上设置有用于与风机外壳固定连接的螺纹孔。
本发明所提供的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，相比于现有技术，新型磁悬浮离心风机叶轮采用三元流叶轮结构，减小了叶片表面分离流与叶顶大间隙涡的发生，提高了空气的流动效率，提升了气流的流畅性；改进后的导风扇叶103的进风面104、出风面106以及迎风面105能够有效提高叶轮的工作效率，经过测试后叶轮的多变效率可达到87.8%，且该压气机效率达到89%。
在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种新型磁悬浮离心风机叶轮，包括轮体（1）与导叶（2），其特征在于：轮体（1）与导叶（2）的轴线相重合；轮体（1）包括底盘（101）与导风弧面（102），导风弧面（102）上设置有多片导风扇叶（103），导风扇叶（103）均匀分布在导风弧面（102）上；导风扇叶（103）上设置有进风面（104）、出风面（106）以及迎风面（105），进风面（104）由多段弧面构成，且相邻的两段弧面的开口朝向相反，且进风面（104）与轮体（1）的轴线相垂直，出风面（106）与底盘（101）相垂直，且多组导风扇叶（103）的出风面（106）底部的边线所构成的平面与轮体（1）的轴线相垂直，且该平面与导叶（2）的上表面重合；迎风面（105）一端与导风弧面（102）相连接，且迎风面（105）两侧分别与进风面（104）和出风面（106）相连接；
进风面（104）呈波浪状，且进风面（104）在底盘（101）上的投影与进风方向所形成的进风夹角为θ3，90°≤θ3≤93°；出风面（106）在底盘（101）上的投影与出风方向所形成的出风夹角为θ4，46°≤θ4≤49°。
2.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：导叶（2）上设置有多组以导叶（2）的轴线为圆心均匀分布的导流叶片（201），导流叶片（201）的高度H1为9-10mm；宽度Z1为102-105mm。
3.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：导流叶片（201）在导叶（2）上的投影呈月牙状，在导流叶片（201）上设置有前弧面（203）与背弧面（202），前弧面（203）与背弧面（202）均由连续的圆弧组成，且圆弧的半径的大小随着与导叶（2）轴线的距离的增加而减小。
4.根据权利要求3所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：前弧面（203）在导叶（2）上的投影内侧方向的切线与前弧面（203）内侧组成的圆的切线所形成的进风角为θ1，157°≤θ1≤160°。
5.根据权利要求3所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：前弧面（203）在导叶（2）上的投影外侧方向的切线与前弧面（203）外侧组成的圆的切线所形成的出风角为θ2，38°≤θ2≤42°。
6.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：进风面（104）长度Z2为42-45mm，出风面（106）高度H3为12-14mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：轮体（1）的高度H4为103-106mm，底盘（101）的直径D1为215-220mm。
8.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：在导风弧面（102）上安装有13枚导风扇叶（103），且导风扇叶（103）的厚度随着与导风弧面（102）距离的增加而减少。
9.根据权利要求1所述的一种新型磁悬浮离心风机叶轮，其特征在于：在轮体（1）上设置有与风机转子相连接的固定孔，在导叶（2）上设置有用于与风机外壳固定连接的螺纹孔。
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