[发明专利]一种多辐板式离心叶轮

说明书

本发明公开了一种多辐板式离心叶轮，包括盘体和若干大叶片、小叶片，所述大叶片、小叶片均布在盘体上，所述盘体的中心沿轴线设置有轮心，所述盘体包括沿盘体轴向间隙设置的若干辐板，相邻辐板之间设置有减重腔，相邻辐板的上缘相连组成一个整体。本发明的多辐板式离心叶轮通过在离心叶轮盘体部分分布数个小盘，相邻辐板之间设置有减重腔，从而保证离心叶轮强度和变形要求的前提下，大幅度降低离心叶轮的重量，在强度水平相当的前提下，可使离心叶轮的重量减轻15％以上。

技术领域

本发明涉及离心叶轮领域，特别地，涉及一种多辐板式离心叶轮。

背景技术

离心叶轮是涡轮机械中的关键部件，通常小型燃气涡轮发动机叶轮为整体叶轮，如图1和图2所示。在结构上，离心叶轮主要由盘体1和若干叶片组成，包括大叶片2和小叶片3，叶片均布在盘体上。目前所使用的离心叶轮盘体均为实心盘，由于叶片轴向较长，单辐板盘体的重量较重，因此如何减轻重量，是目前需要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种多辐板式离心叶轮，以解决现有离心叶轮盘体均为实心盘，由于叶片轴向较长，单辐板盘体的重量较重的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种多辐板式离心叶轮，包括盘体和若干大叶片、小叶片，所述大叶片、小叶片均布在盘体上，所述盘体的中心沿轴线设置有轮心，

所述盘体包括沿盘体轴向间隙设置的若干辐板，相邻辐板之间设置有减重腔，相邻辐板的上缘相连组成一个整体。

进一步地，各个辐板在所述盘体轴向的位置分别与所述大叶片、小叶片、盘体的最大等效应力处和叶片位移最大处相对应。

进一步地，所述大叶片、小叶片的最大等效应力处包括叶片前缘处、叶片叶根处，所述盘体的最大等效应力处位于所述盘体的大端的轮心处，所述叶片位移最大处位于叶尖处。

进一步地，各个辐板的轴向宽度与所对应的最大等效应力处所承受的最大应力大小成正比。

进一步地，所述盘体包括四个沿轴向间隙设置的辐板，四个辐板在所述盘体轴向的位置分别与大叶片前缘处、小叶片前缘处、叶片叶根处、盘体的大端轮心处和叶尖处相对应。

进一步地，相邻辐板的上缘连接处的厚度为3mm以上。

进一步地，各减重腔的体积之和占盘体总体积的15％～35％。

进一步地，与小叶片前缘处、叶片叶根处、盘体的大端轮心处和叶尖处相对应的辐板的上缘和辐板下缘之间设置有宽度小于辐板下缘的喉部，所述喉部的宽度＝4mm，且与上缘和辐板下缘的连接处均为圆弧过渡。

进一步地，各喉部的宽度需使辐板力学性能满足以下条件：

0.75*σ_0.1/最大离心径向应力≥1.0，

0.60*σ_b/最大离心径向应力≥1.0，

0.75*σ_0.1/平均周向应力≥1.0，

0.6*σ_b/平均周向应力≥1.0，

0.95*σ_0.1/内径处周向应力≥1.0，

其中，最大离心径向应力取喉部同一截面处径向应力的平均值；平均周向应力为辐板子午截面周向应力的平均值；内径处周向应力为辐板内径处周向应力的平均值；σ_0.1为离心叶轮所用材料的屈服极限；σ_b为离心叶轮所用材料的强度极限。

进一步地，相邻辐板的上缘通过焊接相连组成一个整体，

或者，