[发明专利]一种用于旋涡气泵的单面叶轮及流道的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旋涡气泵的单面叶轮及流道的结构，更具体地说，是涉及一种仅用单面叶轮及单面流道来实现提高流体压力从而输送流体的旋涡气泵的结构。

背景技术

旋涡气泵是产生高压及输送流体的一种气泵，也称为高压风机。现有技术的旋涡气泵均为双面叶轮及双面流道结构，如申请号­为CN200920098502.7公开号­为CN201461489U中国专利《多功能旋涡气泵》所涉及就是这样一台双面叶轮及双面流道的旋涡气泵。如图1所示，双面叶轮是指叶轮的两面都的叶片，而双面流道则是与双面叶轮所配合工作的两个流道。双边的叶轮叶片中间的空气受到了离心力的作用进入流道空腔并混合，并继续沿流道壁折回到叶轮叶片的根部，重新从叶片的起点以同样的方式再进行循环，由此所产生风压比相同叶轮直径的离心风机高。

传统的旋涡气泵的双面流道之间是相通的，而且两个流道所产生的流体必将汇入同一个出风口，两个流道中所加速的流体，在其相通之处混合，产生紊流及冲撞，能量损失大，导致效率低；而且，双面叶轮的结构复杂，叶轮及流道所用材料比较多，成本比较高。

发明内容

本发明的目的是用单面叶轮及单面流道的结构来代替传统的双面叶轮及双面流道的旋涡气泵结构结构，在满足旋涡气泵性能要求的前提下，实现一种比现有技术的旋涡气泵效率高、重量轻、成本低的旋涡气泵。

本发明是一种用于旋涡气泵的单边叶轮及流道的结构，由叶轮（1）、流道（2）、内封间隙(3)、外封间隙(4)组成，其特征是叶轮（1）只有一个工作面，并对应一个流道（2），流道（2）截面轮廓线为圆弧与直线的组合，多个叶片(5)安放在断面为弧形的圆盘(6)上组成叶轮的工作部分，转动的叶轮（1）的内缘与静止的流道（2）的根部的配合处设一间隙作为内封间隙(3)，叶轮外缘与流道顶部的配合设一间隙作为外封间隙(4)，内封间隙及(3)外封间隙(4)将流道（2）内的压力气体与外界隔离。

上述单边叶轮及流道的旋涡气泵结构中的流道（2），其特征是流道截面轮廓线由上下两根平行于轴线的直线（12）、直线(14)及两个圆弧(13)、圆弧(15)组成。

上述单边叶轮及流道的旋涡气泵结构中的叶轮（1），其特征是叶轮(1)的弧形圆盘(6)的断面轮廓线为圆弧(7)，该圆弧(7)的起点与流道（2）的起点在同一水平线(8)上，圆弧(7)的终点与过圆弧线(15)终点的垂线(9)相切。

上述单边叶轮及流道的旋涡气泵结构中的叶轮（1），其特征是叶轮（1）背面的外沿，该环形外缘(10)与流道顶部的外延处配合形成外封间隙(4)，而且该环形外缘(10)还可以作为叶轮平衡环，供动平衡时去重使用。

上述单边叶轮及流道的旋涡气泵结构的叶轮（1），其特征是在叶轮（1）的轮毂上设有压力平衡孔(11)，平衡叶轮前后两个空腔的压力，该平衡孔也作为拆缷叶轮的起吊孔使用。

将现在技术的双面叶轮改为单面叶轮结构，首先要将分半后的旋涡气泵的功能部分进行完善，即根据半边叶轮、流道及选用相应的间隙密封。间隙密封是通过旋涡气泵中转动部件与静止两个部件之间的小间隙实现一种相对的密封。由于该间隙很小(在工艺允许下越小越好)，高压区气体(气泵出口及其连通部份)与低压区气体(气泵进口及其连通部份)之间的流通的阻力比较大，从而相成一种相对的密封。本发明将现在技术下的两个内封间隙中的一个外移成为外封间隙(4)，本发明的内封间隙(3)、外封间隙(4)两个密封间隙形成了气泵轴向断面的相对密封。径向断面的密封(即进、出风口之间高、低压区之间的隔舌)与现有技术的相同。如图2所示，在单面单边叶轮及流道结构中，随着叶轮的转动，受离心力的作用，流道、叶轮所形成的空间中的流体沿叶轮弧形圆盘(6)上的圆弧(7)向外沿流动，离开叶轮后受到形状为圆弧(15)外沿轮廓的流道约束，流体改变方向沿流道外沿轮廓直线(14)而向水平方向运动，再受到外沿轮廓的形状为圆弧(13)流道约束的向下运动，再经流道外沿轮廓直线(12)而重新进入叶轮的其它叶片所形成的空间(因叶轮转动流体不会加到原先的叶片空间)，流体在叶轮、流道所形成的空间中的运动轨迹如图2中的箭头所示。内封间隙(3)、外封间隙(4)功能是将叶轮、流道所形成的空间中的流体相对密封在空间内。这些形成了权利要求1的主要部分。