[实用新型]一种带双侧异形豁口结构的闭式离心叶轮

说明书

本实用新型公开了一种带双侧异形豁口结构的闭式离心叶轮，每相邻两个叶片之间的叶轮出风口处的轮盖边缘设置有一个轮盖豁口，每相邻两个叶片之间的叶轮出风口处的轮盘边缘设置有一个轮盘豁口；轮盖豁口在轮盘上的投影形状完全覆盖轮盘豁口的形状；以轮盖的边缘线为基准，轮盖豁口的的径向深度小于等于叶轮半径的18％；以轮盘的边缘线为基准，轮盘豁口的的径向深度小于等于叶轮半径的12％。这种结构，使得闭式离心叶轮质量减轻，转动惯量减小，离心载荷形成的静应力水平较低。使得闭式离心叶轮振动特性好，叶轮‘0’节径1阶振动频率和‘1’节径1阶振动频率高，抗疲劳性能好。

技术领域

本实用新型属于离心压缩机领域，涉及闭式离心叶轮，具体涉及一种带双侧异形豁口结构的闭式离心叶轮。

背景技术

离心压缩机在航空、冶金、石化、环保、制药等领域有着广泛的应用。离心式压缩机是通过高速旋转的叶轮对气体作功，在叶轮和扩压器的流道内，利用离心升压作用和降速扩压作用，将机械能转换为气体的压力能。

叶轮是离心压缩机做功的最关键部件，其可靠性直接关系到整个机组的安全稳定运行。叶轮在工作中不仅仅受到离心载荷的作用，还受到气流激振载荷的作用。随着叶轮结构的大型化和转速的高速化，叶轮结构应力升高，而刚性随着尺寸的增大而降低，易诱发气流激振造成叶轮振动疲劳问题，因此，对叶轮的结构动力特性设计有更高要求。

现有技术中公开一种锯齿形轮盘的风机叶轮，目的是减小风机叶轮的转动惯量。适用范围有明显的局限性，主要表现如下：(A)该专利只在轮盘上实施了锯齿形轮盘，对轮盖没有做出结构优化设计；(B)该专利中‘所述的锯齿前缘平行于叶片’，说明所述锯齿只适用于直叶片的叶轮结构，若叶片是曲面或空间扭曲的叶片，则无法实施；(C)该专利只定性的表明增强叶轮寿命，但没有定量的分析给出优化结果，无法给出相对准确的‘豁口’形状、实施方案及更优的叶轮结构尺寸。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种带双侧异形豁口结构的闭式离心叶轮，解决现有叶轮由于刚性不足，易发生气流激振而造成叶轮的疲劳寿命短的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种带双侧异形豁口结构的闭式离心叶轮，包括轮盘、叶片和轮盖，多个叶片设置在轮盘和轮盖之间，每相邻两个叶片之间的叶轮出风口处的轮盖边缘设置有一个轮盖豁口，每相邻两个叶片之间的叶轮出风口处的轮盘边缘设置有一个轮盘豁口；

所述的轮盖豁口在轮盘上的投影形状完全覆盖轮盘豁口的形状；

以轮盖的边缘线为基准，所述的轮盖豁口的的径向深度小于等于叶轮半径的18％；以轮盘的边缘线为基准，所述的轮盘豁口的的径向深度小于等于叶轮半径的12％。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的轮盖豁口的型线沿着叶轮旋转方向依次由斜线段、第一小半径圆弧段和第一大半径圆弧段相切连接组成；所述的轮盘豁口的型线沿着叶轮旋转方向依次由第二大半径圆弧段和第二小半径圆弧段相切连接组成。

设定基准线为与轮盖豁口的斜线段的内夹角为41.5°且通过叶轮中心的径向直线，则轮盖豁口的型线与轮盘豁口的型线具有以下约束条件：

轮盘豁口起点到基准线的距离为71/260叶轮半径，轮盘豁口起点到基准线的距离与轮盖豁口起点到基准线的距离之差为20/260叶轮半径；

第一小半径圆弧段的半径为40/260叶轮半径，第一大半径圆弧段的半径为40/260叶轮半径；第二大半径圆弧段的半径为145/260叶轮半径，第二小半径圆弧段的半径为30/260叶轮半径；