[发明专利]一种涡流空气分级机弯扭叶片分级叶轮

说明书

本发明公开了一种涡流空气分级机弯扭叶片分级叶轮，由上轮盘、下轮盘以及中间的弯扭叶片构成。若干个弯扭叶片绕着分级叶轮几何中轴线进行环形等距排列，该弯扭叶片表现为径向弯曲和轴向扭曲的联合造型，其中径向弯曲为变曲率平滑弯曲，弯曲角度范围为5°～90°，扭曲角度为5°～60°。该弯扭叶片的截面轮廓包括叶片前缘、叶片后缘、叶盆和叶背，其中叶片前缘和叶片后缘由圆弧构成，叶盆和叶背由变曲率平滑曲线构成。本发明的分级叶轮气动性能优异，有效地减小了叶片间流道内旋涡运动的尺寸和强度，从而削弱了通道旋涡对粉体颗粒分离运动行为的扰动作用，提高了涡流空气分级机对超细粉体的分级精度，降低了分级下限和能量损失。

技术领域

本发明涉及一种用于涡流空气分级机的分级叶轮，尤其适用于超细粉体的精细分级，属于粉体制备领域。

背景技术

涡流空气分级机具有高速旋转的分级叶轮，形成强制涡流的离心力流场，颗粒在此流场受到的离心加速度是重力加速度的数百倍甚至上千倍，颗粒在旋转叶轮产生的离心力和流体曳力的作用下实现按粒度分级，在工业生产中应用最为广泛，是超细粉体分级的主要技术途径。涡流空气分级机的分级叶轮的叶片几何特征直接决定了叶间通道间旋涡的尺寸和强度，进而影响了粉体颗粒的受力特征和运动轨迹，最终决定了超细粉体的分级精度和分级粒度下限。

现有空气分级机的分级叶轮采用直叶片或圆弧形叶片，如中国发明专利申请CN105195418A公开了一种涡流空气分级机叶片转笼，采用的是圆弧形叶片；中国发明专利申请CN104703717A公开了一种旋转式分级机，其采用了折弯直板式旋转叶片；中国发明专利申请CN106031901A公开了一种笼型转子涡流超细选粉机，其笼型转子均采用了长条板形直叶片；中国发明专利申请CN 102225396A公开了一种涡流空气分级系统，采用了直叶片或圆弧形叶片。现有研究表明采用上述直叶片或圆弧形叶片的分级叶轮，叶片间流道内旋涡运动较强，对粉体颗粒的受力特征和运动轨迹产生强烈的扰动，恶化了分级精度，同时，气体能量损失较大；而且分级切割粒径越小，上述扰动对分级精度的恶化作用越显著，严重制约了涡流空气分级机的分级下限。

发明内容

本发明的目的是提供一种涡流空气分级机弯扭叶片分级叶轮，提高超细粉体的分级精度，降低涡流空气分级机的分级下限和能量损失。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种涡流空气分级机弯扭叶片分级叶轮，包括上轮盘、下轮盘以及垂直固定于上轮盘和下轮盘之间的弯扭叶片，若干个弯扭叶片绕所述分级叶轮的几何中轴线环形等距排列构成气流通道；

所述弯扭叶片表现为径向弯曲和轴向扭曲的联合造型，其中径向弯曲为非等曲率平滑弯曲，弯曲角度范围为5°～90°，扭曲角度范围为5°～60°；

所述弯扭叶片的截面由叶片前缘、叶背、叶片后缘和叶盆依次首尾相连组成，其中所述叶片前缘和叶片后缘均由圆弧构成，所述叶背和叶盆均由变曲率平滑曲线构成；

所述弯扭叶片的安装角γ(指叶片前缘相对于叶片后缘位置的夹角)的范围为30°～90°。

优选的，所述分级叶轮呈笼状，所述上轮盘为封闭式圆盘，所述下轮盘为镂空式圆盘。

优选的，所述下轮盘的盘体中间设有螺纹孔。

工作时，弯扭叶片分级叶轮高速旋转，在其周边环形分级空间中形成强制涡流的离心力场，粉体颗粒在此环形分级空间中受到离心力和气体曳力的综合作用，较细粉体颗粒因受到相比较小的离心力而随气流进入到叶片间通道内。本发明中的弯扭叶片可以显著地减小叶片前缘马蹄涡的尺寸和强度，限制叶片后缘的边界层发展，削弱叶片间通道旋涡对粉体颗粒分离运动行为的扰动，使得较粗粉体颗粒被叶片前缘旋涡卷吸进入叶片间通道和较细粉体颗粒被通道旋涡回送出分级叶轮的概率大大减小，分级精度得到明显提高。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：