專利名稱：離心式三元葉輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種離心式三元葉輪，適用于中等流量(流量系數(shù)φ1＝0.04－0.08)離心式壓縮機(jī)。
現(xiàn)有離心壓縮機(jī)中應(yīng)用的中等流量葉輪主要是二元葉片葉輪，效率低、耗能大。近年來為提高效率，亦出現(xiàn)了三元葉輪。但其軸向跨距比同流量二元葉輪大得多，致使離心壓縮機(jī)單個(gè)氣缸中所能裝配的葉輪數(shù)減少，單缸壓力比下降，缸數(shù)增加，成本上升。而從檢索有關(guān)資料看，目前應(yīng)用的小軸向跨距的三元葉輪，如瑞士的蘇爾壽公司和西德的波爾切克公司的三元葉輪，往往是在三元葉片的基礎(chǔ)上僅將葉片的進(jìn)口部分改為扭曲型，性能并不理想，而且沒有形成一套不同流量的葉輪系列，以滿足離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的要求。
本實(shí)用新型的目的是提供一種離心式壓縮機(jī)中等流量范圍內(nèi)使用的三元葉輪。其葉片為直線元素組成的三元曲面，與葉輪中氣流的三元流動(dòng)相適應(yīng)，流動(dòng)損失小，效率高，且有較高的作功能力。制造方便。軸向跨距小，與同參數(shù)的二元葉片葉輪接近。因此，不僅保持二元葉輪跨距小，單個(gè)氣缸允裝的葉輪數(shù)多的優(yōu)點(diǎn)，而且克服了二元葉片效率低的缺點(diǎn)。葉輪的輪轂比大，容易滿足多級離心壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方面的要求，而且可以通過改變?nèi)~片高度得到一系列性能相似的葉輪，滿足轉(zhuǎn)子對不同流量葉輪的要求。因此，本實(shí)用新型為離心壓縮機(jī)提供了一種理想的中等流量葉輪。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的其一是采用一種特定的適合于小軸向跨距葉輪三元流動(dòng)特點(diǎn)的既能保證高能量頭系數(shù)、又能得到高效率的流型。該流型用沿流線載荷分布的規(guī)律來表示CθR＝mCθ2R2沿輪盤流線CθR＝(0.011m3－0.1216m2＋1.1106m)CθR2式中Cθ為切向分速度，R為半徑座標(biāo)，m為相對流線子午距離，腳標(biāo)“2”為葉輪出口。
用上述流型就可確定葉型輪蓋流線和輪盤流線的空間座標(biāo)，再用直線元素聯(lián)接相應(yīng)端點(diǎn)座標(biāo)，形成直線元素的光滑三元扭曲面，從而構(gòu)成本實(shí)用新型葉輪的葉片葉型，見


圖1、圖2。該種葉型的沿圓周均布的19或21枚葉片和近似符合上述輪蓋流線及輪盤流線的輪蓋和輪盤組合在一起便構(gòu)成本實(shí)用新型葉輪，見圖3、圖4。其二是沿子午流線切割葉片，改變?nèi)~片的高度，可得到一系列不同流量，而無因次性能相近的葉輪，來滿足多級離心壓縮機(jī)的需要，見圖5。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)(1)效率高，經(jīng)試驗(yàn)證明應(yīng)用本實(shí)用新型的離心壓縮機(jī)級多變效率達(dá)0.81－0.84；(2)葉輪軸向跨距與同參數(shù)二元葉輪相接近，L／D2＝0.125－0.14；(3)輪轂比大，d／D2＝0.38－0.39；(4)葉片曲面為直線元素曲面，便于葉輪整體制造，而且工藝裝備可通用，經(jīng)濟(jì)性好。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖1、圖2是本實(shí)用新型葉片空間曲面示意圖。
圖3、圖4分別是本實(shí)用新型葉輪子午面和旋轉(zhuǎn)面示意圖。
圖5是改變?nèi)~片高度形成新葉輪的示意圖。
根據(jù)
圖1－5詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)。該葉片的曲面座標(biāo)由表1給出。圖中的直線段為直線元素，該葉面由22根直線元素線光滑連接而成。葉輪由輪蓋1、葉片2、輪盤3組成。葉輪葉片分19枚和21枚兩種，沿圓周均布在輪蓋和輪盤中間。葉片可由五座標(biāo)銑床直接銑制在軸盤上，也可由等厚度合金板材經(jīng)葉片壓型胎壓型，然后與輪蓋、輪盤焊接而成。葉片出口安裝角β2≈50°。輪蓋內(nèi)弧線由二段或三段圓弧組成，軸盤內(nèi)弧線由直線段和一段圓弧連接組成。如圖5所示，由母型葉輪更換輪蓋，按所要求的流量把母型b2、D1、R1、R2改變?yōu)閎′2、D′1、R′1、R′2來達(dá)到改變?nèi)~片高度形成新葉輪。
該葉輪的輪轂比d／D2為0.38－0.39，式中d為輪轂直徑，D2為葉輪外徑；葉輪寬徑比L／D2為0.125－0.14，式中L為葉輪軸向?qū)挾?，D2為葉輪外徑；葉片數(shù)目為19枚或21枚，通過改變?nèi)~片高度可形成流量系數(shù)不同的一系列葉輪。
表1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例，給出了外徑D2為450毫米葉輪的葉型幾何座標(biāo)值。其它外徑的葉輪的葉片幾何值可按外徑比例相似放大或縮小得到。

權(quán)利要求1.一種離心式三元葉輪，由輪蓋、葉片、輪盤組成，其特征是葉片是由流型公式CθR=mCθ2R2和CθR=(0.011m3-0.1216m2+1.1106m)CθR2(式中Cθ為切向分速度，R為半徑座標(biāo)，m為相對流線子午距離，腳標(biāo)“2”為葉輪出口)確定輪蓋流線和輪盤流線，再由多條直線元素光滑聯(lián)接成的三元扭曲型面所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式葉輪，其特征是葉片的出口安裝角β2≈50°，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式葉輪，其特征是輪轂比d／D2＝0.38－0.39，式中d為輪轂直徑，D2為葉輪外徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式葉輪，其特征是葉輪寬徑比L／D2＝0.125－0.14式中L為葉輪軸向?qū)挾?，D2為葉輪外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心式葉輪，其特征是葉片數(shù)目為19枚或21枚。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種離心式壓縮機(jī)用的高效三元葉輪，這種葉輪具有軸向跨距短的三元扭曲葉片，葉片型面由特定載荷分布規(guī)律確定其輪蓋型線和輪盤型線，再由直線元素光滑聯(lián)接構(gòu)成。該三元葉片在中等流量(流量系數(shù)
文檔編號F04D29/30GK2097307SQ90224589
公開日1992年2月26日 申請日期1990年12月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月7日
發(fā)明者陳福芳, 徐敏 申請人:沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠