[发明专利]一种带环状凸台的半开式叶轮结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种叶轮结构，尤其是一种带环状凸台的半开式叶轮结构，属于半开式叶轮的技术领域。

背景技术

在已有技术中，高速离心风机或压缩机多采用半开式叶轮，这种叶轮由叶片和轮盘构成。叶片与轮盘一体成型，可通过精铸或铣来制成。叶片的根部与轮盘交接处通常都带倒角，以增强结构强度。

从叶轮的受力来看，其主要受旋转所产生的离心力影响，从力分布来看，有两个高应力区，一个在叶轮的中心通孔内，另一个在叶根倒角处。因此叶根倒角对于叶轮的结构强度和使用寿命有着关键的作用。当大流量的叶轮压比超过3时，需要很高的转速。而离心力与转速的平方成正比，也就意味着叶轮的受力急剧攀升，对结构的要求更加苛刻。而已有技术中，为了降低叶根倒角的应力，通常都会增加叶根的倒角半径。而另一方面，叶根倒角的半径的增大会减小整个流线上的气体流道面积，对气动性能会产生较大的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带环状凸台的半开式叶轮结构，该结构承载能力强，使用寿命长，可有效满足大流量高压比的性能要求。同时可作为叶轮动平衡时的材料切削区，最小化动平衡所需的材料切削量。

按照本发明提供的技术方案，所述带环状凸台的半开式叶轮结构，包括叶轮盘以及设置在所述叶轮盘上的叶片组，所述叶轮盘轮背部的外缘凸设有环状凸台，所述环状凸台的外径与叶轮盘的直径D相同，环状凸台的宽度L为0.02D~0.1D，环状凸台的高度H为0.5L~L。

所述叶片组包括大叶片以及小叶片；所述大叶片以及小叶片均以叶轮盘的中心呈中心对称均匀分布于叶轮盘上。

所述大叶片以及小叶片均为八个。所述叶轮盘的轮背部包含有凸台，所述凸台与环状凸台之间采用倒角过渡。

所述凸台的中心区设有联接结构，所述联接结构与叶轮盘同轴分布。所述联接结构的外表面为多边形。所述叶轮盘的中心区设置中心通孔。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单，结构强度高，在相同的受力承载下，其最大等效应力可下降10%以上。叶轮盘2的轮背部设置环状凸台2-3，既减小了叶根处的应力集中，又大幅降低了其对气动性能的影响，同时兼顾叶轮的结构和气动。另一方面，叶轮在做动平衡时，可在此处切除材料，由于环状凸台2-3的外径与叶轮直径等同。对于相同的动不平衡量，所需切除的材料重量可以达到最小化。与已有技术相比，效率更高，产品竞争力也更强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A-A视图。

附图标记说明：1-叶片组、1-1-大叶片、1-2-小叶片、2-轮盘、2-1-凸台、2-2-联接结构、2-3-环状凸台以及2-4-中心通孔。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示：为了可有效满足大流量高压比的性能要求。同时可作为叶轮动平衡时的材料切削区，最小化动平衡所需的材料切削量，本发明包括叶轮盘2以及设置在所述叶轮盘2上的叶片组1，所述叶轮盘2轮背部的外缘凸设有环状凸台2-3，所述环状凸台2-2的外径与叶轮盘2的直径D相同，环状凸台2-3的宽度L为0.02D~0.1D，环状凸台2-3的高度H为0.5L~L。

具体地，环状凸台2-3在叶轮盘2的轮背部的外缘，即环状凸台2-3的边缘即为叶轮盘2的边缘，环状凸台2-3与叶轮盘2同轴分布，环状凸台2-3的外径与整个叶轮的直径相同，通过环状凸台2-3既减小了叶根处的应力集中，又大幅降低了其对气动性能的影响，同时兼顾叶轮的结构和气动。

进一步地，所述叶片组1包括大叶片1-1以及小叶片1-2；所述大叶片1-1以及小叶片1-2均以叶轮盘2的中心呈中心对称均匀分布于叶轮盘2上。所述大叶片1-1以及小叶片1-2均为八个。大叶片1-1与小叶片1-2依次间隔分布。

所述叶轮盘2的轮背部包含有凸台2-1，所述凸台2-1与环状凸台2-3之间采用倒角过渡。所述凸台2-1的中心区设有联接结构2-2，所述联接结构2-2与叶轮盘2同轴分布。所述联接结构2-2的外表面为多边形。本发明实施例中，通过联接结构2-2与轴相配合，主要用于传递扭矩。

所述叶轮盘2的中心区设置中心通孔2-4。所述中心通孔2-4贯通叶轮盘2，即中心通孔2-4贯通联接结构2-2，紧固螺钉通过中心通孔2-4旋紧轴端的螺纹孔，从而与轴进行轴向的固定。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单，结构强度高，在相同的受力承载下，其最大等效应力可下降10%以上。叶轮盘2的轮背部设置环状凸台2-3，既减小了叶根处的应力集中，又大幅降低了其对气动性能的影响，同时兼顾叶轮的结构和气动。另一方面，叶轮在做动平衡时，可在此处切除材料，由于环状凸台2-3的外径与叶轮直径等同。对于相同的动不平衡量，所需切除的材料重量可以达到最小化。与已有技术相比，效率更高，产品竞争力也更强。