專利名稱：同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于輪轂，涉及一種同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂。
背景技術(shù)：
專利號(hào)為201110141839. 3，專利名稱為一種應(yīng)用流體動(dòng)力做功的同徑葉輪組，說(shuō)明書第4頁(yè)小標(biāo)題10夾角，多比例線葉片與輪轂配合處有一定夾角，為保證流體的轉(zhuǎn)角為45度圓弧，在具體設(shè)計(jì)應(yīng)用中應(yīng)稍加微調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種保證流體速度平穩(wěn)、避免局部發(fā)生 擾動(dòng)產(chǎn)生渦流、消除配合夾角的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特殊之處在于差距線凸出面輪轂的圓柱面為弧狀差距線凸出面，差距線凸出面輪轂與前、尾端直線和各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的導(dǎo)向葉片間隙配合，數(shù)個(gè)前端直線和各比例點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的多比例線葉片均布在差距線凸出面輪轂圓周，導(dǎo)向葉片與導(dǎo)葉片輪轂配合和多比例線葉片與動(dòng)葉片輪轂配合都消除了配合的夾角。優(yōu)選方案為，所述弧狀差距線凸出面，以葉片高度形成的45度圓弧，各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度分別減去葉片長(zhǎng)度，等于各弧點(diǎn)直線的各差距點(diǎn)，各差距點(diǎn)到葉輪中心的距離分別減去輪轂半徑得出的距離為各差距點(diǎn)的凸出度，各差距點(diǎn)的連線就是輪轂圓柱面凸出的弧狀差距線凸出面。差距線凸出面輪轂適應(yīng)于水輪機(jī)組、汽輪機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)組或噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)組。所述噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂為圓柱體，輪轂圓柱面為弧狀差距線凸出面，內(nèi)部設(shè)有高壓腔和低壓腔冷卻空氣流道，中心設(shè)有軸孔。動(dòng)葉片輪轂則多設(shè)有安裝多比例線葉片的配合槽，多設(shè)有高壓腔進(jìn)入多比例線葉片冷卻的進(jìn)氣孔和冷卻空氣進(jìn)入低壓腔的回路孔。高壓腔的冷卻氣由壓氣機(jī)提供，經(jīng)多比例葉片閉式冷卻后進(jìn)入低壓腔，根據(jù)龍卷風(fēng)原理低壓腔的冷卻空氣在噴尾中心排出，產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。本發(fā)明的有益效果是，同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂?zāi)芟浜蠆A角，避免流道內(nèi)部發(fā)生擾動(dòng)產(chǎn)生渦流，保持流體壓力速度平穩(wěn)，保證每組葉輪都同時(shí)工作在較佳工作狀態(tài)，達(dá)到較高的機(jī)械效率。


圖I為本發(fā)明各弧點(diǎn)直線與葉片長(zhǎng)度比較示意圖。圖2為本發(fā)明坐標(biāo)定位示意圖。圖3為本發(fā)明弧狀差距線凸出面示意圖。圖4為本發(fā)明輪轂截面示意圖。圖5為本發(fā)明噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)同徑葉輪組剖視示意圖。
圖中，I弧狀差距線凸出面、2導(dǎo)葉片輪轂、3導(dǎo)向葉片、4進(jìn)氣孔、5動(dòng)葉片輪轂、6多比例線葉片、7回路孔、8低壓腔、9高壓腔、10軸、11軸孔、A輪轂半徑、B葉片長(zhǎng)度、C葉
片高度。
具體實(shí)施例方式附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例。本發(fā)明的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，差距線凸出面輪轂的圓柱面為弧狀差距線凸出面1，差距線凸出面輪轂2與前、尾端直線和各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的導(dǎo)向葉片3間隙配合，數(shù)個(gè)前端直線和各比例點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的多比例線葉片6均布在差距線凸出面輪轂5圓周，導(dǎo)葉片3與導(dǎo)葉片輪轂2配合和多比例線葉片6與動(dòng)葉片輪轂5配合都消除了配合的夾角。所述弧狀差距線凸出面，以葉片高度C形成的45度圓弧，各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度分別減去葉片長(zhǎng)度B，等于各弧點(diǎn)直線的各差距點(diǎn)，各差距點(diǎn)到葉輪中心的距離分別減去輪轂半徑A得出的距離為各差距點(diǎn)的凸出度，各差距點(diǎn)的連線就是輪轂圓柱面凸出的弧狀 差距線凸出面I。差距線凸出面輪轂適應(yīng)于水輪機(jī)組、汽輪機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)組或噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)組。所述噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂為圓柱體，輪轂圓柱面為弧狀差距線凸出面1，內(nèi)部設(shè)有髙壓腔9和低壓腔8冷卻氣流道，中心設(shè)有軸孔11。動(dòng)葉片輪轂5則多設(shè)有安裝多比例線葉片6的配合槽，多設(shè)有高壓腔9進(jìn)入多比例線葉片6冷卻的進(jìn)氣孔4和冷卻空氣進(jìn)入低壓腔8的回路孔7。高壓腔9的冷卻空氣由壓氣機(jī)提供，經(jīng)多比例線葉片6閉式冷卻后進(jìn)入低壓腔8，根據(jù)龍卷風(fēng)原理低壓腔8的冷卻空氣在噴尾中心排出，產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，提高噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。圖5中，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)同徑葉輪組工作時(shí)，空氣經(jīng)壓氣機(jī)進(jìn)入燃燒室供油燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，進(jìn)入同徑葉輪組緩波浪狀流道，經(jīng)前、尾端直線和各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的導(dǎo)葉片3導(dǎo)向后，沖動(dòng)前端直線和各比例點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的多比例線葉片6，進(jìn)入下一級(jí)導(dǎo)葉片3導(dǎo)向，再?zèng)_動(dòng)下一級(jí)多比例線葉片6，數(shù)個(gè)均布輪轂上的多比例線葉片6帶動(dòng)動(dòng)葉片輪轂5、導(dǎo)葉片輪轂3、和軸10連同壓氣機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。由于動(dòng)葉片輪轂5與多比例線葉片6的緊密配合、導(dǎo)葉片輪轂2與導(dǎo)向葉片3的間隙配合都消除了配合夾角，避免了燃?xì)庠诰彶ɡ藸盍鞯纼?nèi)部發(fā)生擾動(dòng)產(chǎn)生渦流，保持燃?xì)鈮毫λ俣绕椒€(wěn)，保證每組葉輪都同時(shí)工作在較佳工作狀態(tài)，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可達(dá)到較高的機(jī)械效率。45°圓弧導(dǎo)向葉片與輪轂配合處，由于輪轂是圓柱體，導(dǎo)向葉片前端直線與尾端直線都是正對(duì)葉輪中心的直線，而圓弧的1/2處也就是中間處的圓弧點(diǎn)直線，偏離葉輪中心最遠(yuǎn)，與葉片前端直線和尾端直線均構(gòu)成不等距夾角，由于夾角的存在，流道局部發(fā)生了變化，動(dòng)態(tài)流體在通過(guò)時(shí)，將會(huì)引起流體流速不平穩(wěn)，造成局部發(fā)生擾動(dòng)形成渦流，直接影響同徑葉輪組的工作狀況。為了使同徑葉輪組在工作過(guò)程中，保證流體速度平穩(wěn)，避免局部產(chǎn)生渦流，葉片與輪轂的配合應(yīng)作適當(dāng)調(diào)整，具體設(shè)計(jì)方法如下
為了便于說(shuō)明，設(shè)輪轂半徑為A，葉片長(zhǎng)度為B，葉輪半徑包括輪轂半徑和葉片長(zhǎng)度。葉輪厚度也就是葉片高度為C，以葉高C為基礎(chǔ)形成45度圓弧導(dǎo)向葉片。導(dǎo)向葉片的前端直線與尾端直線都是一端正對(duì)葉輪中心，并且兩條直線都是在輪轂圓柱體的同一條圓弧點(diǎn)直線上，兩條直線長(zhǎng)短一致也就是葉片長(zhǎng)度B。以45度圓弧的弧點(diǎn)直線，也就是45度圓弧1/2處弧點(diǎn)直線為D1，從Dl弧點(diǎn)直線到前端直線分成若干份，分別為D2弧點(diǎn)直線，D3弧點(diǎn)直線，D4弧點(diǎn)直線……，所述DI弧點(diǎn)直線為輪轂邊緣處到葉輪邊緣處的距離，但Dl弧點(diǎn)直線比B直線長(zhǎng)，偏離葉輪中心也最遠(yuǎn)。Dl弧點(diǎn)直線減B處記點(diǎn)，叫做Dl差距點(diǎn)，Dl差距點(diǎn)到葉輪中心的距離減去A就是Dl差距點(diǎn)到輪轂的距離；D2弧點(diǎn)直線減B處記點(diǎn)，叫做D2差距點(diǎn)，D2差距點(diǎn)到葉輪中心的距離減去A就是D2差距點(diǎn)到輪轂的距離；D3弧點(diǎn)直線減去B處記點(diǎn)，叫做D3差距點(diǎn)，D3差距點(diǎn)到葉輪中心的距離減去A就是D3差距點(diǎn)到輪轂的距離……，Dn等于B處為止。見(jiàn)圖I。從Dl弧點(diǎn)直線到尾端直線分成若干份，分別為D2弧點(diǎn)直線，D3弧點(diǎn)直線，D4弧點(diǎn)直線……。D2弧點(diǎn)直線減B處記點(diǎn)，叫做D2差距點(diǎn)，D2差距點(diǎn)到葉輪中心的距離減去A就是D2差距點(diǎn)到輪轂的距離；D3弧點(diǎn)直線減B處記點(diǎn)，叫做D3差距點(diǎn)，D3差距點(diǎn)到輪轂的距離；D4弧點(diǎn)直線減B處記點(diǎn)，叫做D4差距點(diǎn)，D4差距點(diǎn)到葉輪中心的距離減去A就是D4差距點(diǎn)到輪轂的距離，……，Dn等于B處為止。從Dl差距點(diǎn)到前端點(diǎn)的D2差距點(diǎn)、D3差距點(diǎn)、D4差距點(diǎn)......,各差距點(diǎn)用線連起
來(lái)；從Dl差距點(diǎn)到尾端點(diǎn)的D2差距點(diǎn)、D3差距點(diǎn)、D4差距點(diǎn)......,各差距點(diǎn)用線連起來(lái)，
從前端點(diǎn)到尾端點(diǎn)的各差距點(diǎn)用線連起來(lái)，我們叫做差距線，就形成了導(dǎo)向葉片與輪轂的配合線?，F(xiàn)在導(dǎo)向葉片的前端直線與尾端直線及各條圓弧點(diǎn)直線的長(zhǎng)度都相同，但與輪轂配合處卻出現(xiàn)了空隙，利用互補(bǔ)法，這個(gè)空隙要由輪轂圓柱體的圓柱面來(lái)充實(shí)，也就是說(shuō)圓柱面要形成一定的凸出面。輪轂圓柱體的圓柱凸出面設(shè)計(jì)時(shí)，以葉高C形成的45度圓弧為基礎(chǔ)，在45度圓弧的前端點(diǎn)與尾端點(diǎn)做一條基準(zhǔn)線，在45度圓弧Dl圓弧點(diǎn)做一條與基準(zhǔn)線平行的Dl輔助線，45度圓弧線與Dl輔助線交叉點(diǎn)，橫向延伸記點(diǎn)，叫做Dl基準(zhǔn)點(diǎn)，找出Dl圓弧點(diǎn)在豎坐標(biāo)中的位置；在45度圓弧兩D2圓弧點(diǎn)做一條與基準(zhǔn)線平行的D2輔助線，45度圓弧線與D2輔助線交叉點(diǎn)，橫向延伸分別記點(diǎn)，叫做D2基準(zhǔn)點(diǎn)，分別找出兩D2圓弧點(diǎn)在豎坐標(biāo)中的位置；在45度圓弧兩D3圓弧點(diǎn)做一條與基準(zhǔn)線平行的D3輔助線，45度圓弧線與D3輔助線交叉點(diǎn)，橫向延伸分別記點(diǎn)，叫做D3基準(zhǔn)點(diǎn)，分別找出兩D3圓弧點(diǎn)在豎坐標(biāo)中的位置……直到基準(zhǔn)線為止。見(jiàn)圖2。輪轂圓柱體的圓柱面加工時(shí)，以Dl基準(zhǔn)點(diǎn)在豎坐標(biāo)中的位置，以Dl差距點(diǎn)離輪轂的距離，確定Dl差距點(diǎn)在橫坐標(biāo)與豎坐標(biāo)中的位置；以D2兩基準(zhǔn)點(diǎn)分別在豎坐標(biāo)中的位置，以D2差距點(diǎn)離輪轂的距離，確定D2兩差距點(diǎn)分別在橫坐標(biāo)與豎坐標(biāo)中的距離；以03兩基準(zhǔn)點(diǎn)分別在豎坐標(biāo)中的位置，以D3差距點(diǎn)離輪轂的距離，確定D3兩差距點(diǎn)分別在橫坐標(biāo)與豎坐標(biāo)中的位置……。確定了各差距點(diǎn)在坐標(biāo)中的位置，也就確定了輪轂圓柱體的圓柱面的凸出度，各差距點(diǎn)的連線叫做差距線，差距線遍布輪轂圓柱體全周，因此這條差距線就是輪轂與葉片的配合線，也是輪轂圓柱面的凸出加工型線。見(jiàn)圖3。緩波浪狀流道的設(shè)計(jì)是解決同徑葉輪組的縱向問(wèn)題，核心技術(shù)是多比例線葉片的設(shè)計(jì)，使動(dòng)態(tài)流體經(jīng)導(dǎo)向葉片和多比例線葉片的轉(zhuǎn)角都是45度圓弧。而葉片與輪轂的配合方法則是解決同徑葉輪組的橫向問(wèn)題，由于45度圓弧導(dǎo)向葉片的前端、尾端直線和各弧點(diǎn)直線的長(zhǎng)度都相同，也就是說(shuō)可以保證流道寬度相同，同時(shí)消除了配合夾角的存在，使動(dòng)態(tài)流體經(jīng)導(dǎo)向葉片45度圓弧時(shí)，保持流體速度平穩(wěn)，避免流道內(nèi)部發(fā)生擾動(dòng)產(chǎn)生渦流。流體經(jīng)導(dǎo)向葉片和多比例線葉片的轉(zhuǎn)角都是45度圓弧，因此動(dòng)葉片輪轂與導(dǎo)葉片輪轂結(jié)構(gòu)相同，圓柱面都為弧狀差距線凸出面。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)同徑葉輪組的輪轂，則內(nèi)部設(shè)有高壓腔和低壓腔冷卻空氣流道，中心設(shè)有軸孔。多比例線葉片均布輪轂圓周上，因此動(dòng)葉片輪轂只是比導(dǎo)葉片輪轂多加工了安裝多比例線葉片的配合槽，多設(shè)有高壓腔進(jìn)入多比例線葉片冷卻空氣的進(jìn)氣孔和冷卻空氣進(jìn)入低壓腔的回路孔(圖4)。高壓腔冷卻空氣由壓氣機(jī)提供，經(jīng)多比例線葉片冷卻后進(jìn)入低壓腔，根據(jù)龍卷風(fēng)原理低壓腔冷卻空氣在噴尾中心排出，由于噴尾中心壓力低并且具有 一定的吸附力，在便于冷卻空氣通流的狀態(tài)下同時(shí)具有減輕壓氣機(jī)工作負(fù)擔(dān)的作用，由于冷卻空氣在噴尾中心排出，也就是在高溫燃?xì)庵行淖⑷肓溯^冷空氣，產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)，強(qiáng)化了燃?xì)獾男D(zhuǎn)能力，增加推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)了不增加燃油量的噴尾加力目的，提高噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)整體性能。
權(quán)利要求
1.一種同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是差距線凸出面輪轂的圓柱面為弧狀差距線凸出面，差距線凸出面輪轂與前、尾端直線和各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的導(dǎo)向葉片間隙配合，數(shù)個(gè)前端直線和各比例點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的多比例線葉片均布在差距線凸出面輪轂圓周，導(dǎo)向葉片與導(dǎo)葉片輪轂配合和多比例線葉片與動(dòng)葉片輪轂配合都消除了配合的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是所述弧狀差距線凸出面，以葉片高度形成的45度圓弧，各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度分別減去葉片長(zhǎng)度，等于各弧點(diǎn)直線的各差距點(diǎn)，各差距點(diǎn)到葉輪中心的距離分別減去輪轂半徑得出的距離為各差距點(diǎn)的凸出度，各差距點(diǎn)的連線就是輪轂圓柱面凸出的弧狀差距線凸出面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是差距線凸出面輪轂適應(yīng)于水輪機(jī)組、汽輪機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)組或噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是所述同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂為圓柱體，輪轂圓柱面為弧狀差距線凸出面，內(nèi)部設(shè)有高壓腔和低壓腔冷卻空氣流道，中心設(shè)有軸孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是動(dòng)葉片輪轂則多設(shè)有安裝多比例線葉片的配合槽，多設(shè)有高壓腔進(jìn)入多比例線葉片冷卻的進(jìn)氣孔和冷卻空氣進(jìn)入低壓腔的回路孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特征是高壓腔的冷卻氣由壓氣機(jī)提供，經(jīng)多比例葉片閉式冷卻后進(jìn)入低壓腔，根據(jù)龍卷風(fēng)原理低壓腔的冷卻空氣在噴尾中心排出，產(chǎn)生龍卷風(fēng)效應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明的同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂，其特殊之處在于差距線凸出面輪轂的圓柱面為弧狀差距線凸出面，差距線凸出面輪轂與前、尾端直線和各弧點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的導(dǎo)向葉片間隙配合，數(shù)個(gè)前端直線和各比例點(diǎn)直線長(zhǎng)度都相同的多比例線葉片均布在差距線凸出面輪轂圓周，導(dǎo)向葉片與導(dǎo)葉片輪轂配合和多比例線葉片與動(dòng)葉片輪轂配合都消除了配合的夾角。本發(fā)明的有益效果是，同徑葉輪組的差距線凸出面輪轂?zāi)芟浜蠆A角，避免流道內(nèi)部發(fā)生擾動(dòng)產(chǎn)生渦流，保持流體壓力速度平穩(wěn)，保證每組葉輪都同時(shí)工作在較佳工作狀態(tài)，達(dá)到較高的機(jī)械效率。
文檔編號(hào)F03B11/00GK102937067SQ20121049066
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者高志連, 高冠良 申請(qǐng)人:高志連