專利名稱：一種軸流局部通風機葉輪盤的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軸流局部通風機葉輪盤，屬于軸流局部通風機領域。
背景技術：
軸流局部通風機是目前用途較為廣泛的風機，應用于不少領域。軸流通風機必須具有反向通風的能力。例如在煤礦井下巷道通風、隧道開采等，此類場合的軸流通風機一般是將外界的新鮮空氣引入巷道，即正向通風；另一種情況是將巷道、隧道內(nèi)的瓦斯等污濁氣體向外抽送，此時，軸流局部通風機變原來正向通風為反向通風。從目前國內(nèi)來看，雖然現(xiàn)有軸流通風機已成為各種礦山通風設計的主要設備，但 許多煤礦、金屬礦井通風形勢不容樂觀，很多礦井通風機主要存在以下不足通風機風壓偏低、性能曲線太緩、適應性較差等。其中影響通風機效率偏低、噪聲過大的主要原因是通風機葉輪葉片結(jié)構(gòu)型式的不合理，市場現(xiàn)有通風機葉片多采用機翼形和圓弧板形，該種葉型葉片圓周線速度較高，氣流在這種結(jié)構(gòu)的葉片流道中流動時，在葉片頂部區(qū)域很容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)失速形成渦流，從而增加風機的運行噪聲，較多降低風機的效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種具有高效低耗的通風效果的軸流局部通風機的葉片，解決了現(xiàn)有通風機低效率、高能耗等缺陷。本實用新型采取的技術方案為一種軸流局部通風機葉輪盤，包括輪盤[I]和葉片，葉片[2]分為兩級，分別為一級葉片和二級葉片，葉片[2]通過銷釘[3]定位，采取焊接的方式安裝在輪盤[I]上，葉片[2]前緣為橢圓形狀，尾緣為圓弧形狀。進一步地，上述兩級葉片的平均分配總壓比為1.0174。進一步地,上述一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 50 O. 54, 二級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 43-0. 46。進一步地，一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 51，二級葉片的葉頂與葉根厚度比為 O. 44。進一步地，上述一級葉片的扭曲度為13。 15。。進一步地，一級葉片的扭曲度為14°。進一步地，上述二級葉片的扭曲度為12。 13。。進一步地，二級葉片的扭曲度為12. 26°。進一步地，上述一級葉片數(shù)為16片，一級葉片稠度分布為根部I. 468、中部I. 266、尖部I. 015。更進一步地，上述二級葉片數(shù)為15片，二級葉片稠度分布為根部I. 377、中部
I.117、尖部 O. 916。有益技術效果采用該種新型葉型的通風機與國內(nèi)市場現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比較，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果[0016]I)效率高，耗能少； 2)葉型設計可靠。采用國內(nèi)先進水平的準三維S2流面通流計算方法，摒棄了傳統(tǒng)的二維氣動葉型設計。葉型的材質(zhì)和相對厚度綜合考慮氣動性能、強度、振動、壽命、重量等要求，在滿足氣動設計要求的同時，也充分考慮了該種葉型葉片運行的安全可靠性。葉型輕薄，葉片強度好，有利于輕質(zhì)輪盤設計和整機減重設計；3)適用范圍寬廣。該種葉型設計是針對礦用抽出式局部通風機效率低能耗大的缺陷而設計的一種新型高效葉型，該種葉型也同樣適用于同功率，不同型號的各種通風機，都具有寬廣的適用性；采用該種葉型的通風機具有通風能力大，不同工況下風量變化幅度小，工作曲線范圍寬的顯著特點。

圖I為葉輪盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一級葉片正視圖；圖3為圖2所示一級葉片的俯視圖；圖4為二級葉片正視圖；圖5為圖4所示二級葉片的俯視圖；圖6為風機通流氣動布局設計示意圖。其中，I :輪盤，2 :葉片，3 :銷釘。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步詳細說明。請參閱說明書附圖I 6。一種軸流局部通風機葉輪盤，包括輪盤I和葉片2，葉片2分為兩級，分別為一級葉片和二級葉片，葉片2通過銷釘3定位，采取焊接的方式安裝在輪盤I上，葉片2前緣為橢圓形狀，尾緣為圓弧形狀，如圖I所示，葉片2前緣采用橢圓形狀以減小頭部加速，尾緣仍用圓弧，與前后緣都用圓弧的葉型相比，具有進氣流場損失小的明顯優(yōu)勢；該種新型高效葉片2采用銷釘3方式定位，以焊接方式與輪盤I固定，而輪轂采用平鍵固定在軸流局部通風機電機輸出軸上，電機通過固定座固定在風機風筒內(nèi)。進一步地，上述兩級葉片的平均分配總壓比為I. 0174，各級出口總壓比沿葉高等值分布，有助于減小氣流徑向摻混損失。兩級轉(zhuǎn)子葉片最大氣動彎角出現(xiàn)在一級轉(zhuǎn)子根部，其余地方的氣流彎角相對較小，彎角范圍為4° 8°，這種小氣流彎角對控制氣流流道，減小氣流分離是相當有利的。進一步地，為了減小進氣場損失，提高葉片效率，上述一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 50 O. 54，二級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 43 O. 46，本實施例選擇的一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 51，二級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 44，如圖2 5所示。為了相同的目的，還可以對葉片扭曲度進行改進，上述一級葉片的扭曲度范圍為13° 15°，優(yōu)選的方案為14° ;二級葉片的扭曲度為12° 13°，優(yōu)選的方案為12. 26°，如圖2 5所示。進一步地，還可以對葉片數(shù)量及葉片稠度進行改進，一組優(yōu)選的方案為一級葉片數(shù)為16片，稠度分布為根部I. 468、中部I. 266、尖部I. 015 ;二級葉片數(shù)為15片，二級葉片稠度分布為根部I. 377、中部I. 117、尖部O. 916，如圖2 5所示。本實用新型軸流局部通風機高效葉片通流氣動布局采用準三維S2流面通流計算程序確定通風機葉輪段流道及葉片的子午布局、風機轉(zhuǎn)速、通風量、各級風壓及風機葉片的效率水平，風機通流氣動布局設計請見圖6所示。根據(jù)通流設計得到的不同流線上的氣動參數(shù)，在不同高度流線截面上分別設計具有可控擴散葉型特點的損失葉型，達到最優(yōu)化匹配葉型與氣流流動的目的，以提高風機葉輪的工作效率?；跀?shù)值仿真結(jié)果對葉片進行彎掠以及型面的優(yōu)化設計。根據(jù)有限元應力計算結(jié)果，采用調(diào)整罩量的方式對葉片不同截面沿周向進行調(diào)整，并對調(diào)整后模型葉根平均離心拉伸應力進行評估和模型共振分析，通過增厚葉根、消減葉尖進氣邊、減小葉尖前緣子午投影等方法對葉片共振進行調(diào)整，達到葉片轉(zhuǎn)子強度安全設計要求。該種新型局部通風機高效葉片可采用機加或者鑄造方式加工。在正常情況下，本實用新型局部通風機高效葉片的通風機安裝在煤礦、金屬礦、隧道輸送新鮮空氣，抽排巷道中含瓦斯等污濁氣體，解決了現(xiàn)有通風機低效率、高能耗等缺陷；在正常情況下保證正向通風，而在發(fā)生緊急事故時能及時有效反向通風的軸流局部通風機的葉片，確保煤礦井下設備和人員工作安全。
權(quán)利要求1.一種軸流局部通風機葉輪盤,包括輪盤[I]和葉片[2]，葉片[2]分為兩級,分別為一級葉片和二級葉片，葉片[2]通過銷釘[3]定位，采取焊接的方式安裝在輪盤[I]上，其特征在于葉片[2]前緣為橢圓形狀，尾緣為圓弧形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于兩級葉片的平均分配總壓比為I. 0174。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 50 O. 54，二級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 43 O. 46。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于一級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 51，二級葉片的葉頂與葉根厚度比為O. 44。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于一級葉片的扭曲度為13。 15°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于一級葉片的扭曲度為14。。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于二級葉片的扭曲度為12。 13° 。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于二級葉片的扭曲度為12.26。。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于一級葉片數(shù)為16片，一級葉片稠度分布為根部I. 468、中部I. 266、尖部I. 015。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸流局部通風機葉輪盤，其特征在于二級葉片數(shù)為15片，二級葉片稠度分布為根部I. 377、中部I. 117、尖部O. 916。
專利摘要本實用新型涉及一種軸流局部通風機葉輪盤，一種軸流局部通風機葉輪盤，包括輪盤[1]和葉片，葉片[2]分為兩級，分別為一級葉片和二級葉片，葉片[2]通過銷釘[3]定位，采取焊接的方式安裝在輪盤1上，葉片[2]前緣為橢圓形狀，尾緣為圓弧形狀。采用該種新型葉型的通風機與國內(nèi)市場現(xiàn)有同類產(chǎn)品相比較，本實用新型具有以下優(yōu)點和效果1)效率高，耗能少；2)葉型設計可靠；3)適用范圍寬廣。該種葉型設計是針對礦用抽出式局部通風機效率低能耗大的缺陷而設計的一種新型高效葉型，該種葉型也同樣適用于同功率，不同型號的各種通風機，都具有寬廣的適用性。
文檔編號F04D29/38GK202483949SQ201120568778
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者張軍, 李琴, 沈曉薇, 蔣志軍 申請人:中國燃氣渦輪研究院