[实用新型]一种新型流体增压装置

说明书

本发明提供了一种新型流体增压装置技术方案，该方案包括有壳体、叶轮、轮轴等构成，所述叶轮由轮体、大叶片、小叶片构成，所述轮体固定在轮轴上并安装在壳体内轮腔中，所述大叶片固定在轮体圆周一侧，所述小叶片固定在轮体圆周另一侧，所述轮腔对应的外围有大半圆环形副腔，所述轮腔跟大半圆环形副腔之间有大半圆环形腔环，所述大半圆环形副腔内跟大半环形腔环之间有C形隔片连接并把大半环形副腔分割成多段C形副腔，所述叶轮空腔跟C形副腔对应时形成以腔环为轴心的螺旋形通道。

技术领域：

本发明涉及的是一种增压机械，尤其是一种流体增压装置。

背景技术：

在现有技术中，与本申请最为接近的现有技术是于魁江于2019年申请的专利号为201921084611.3 专利名称为一种新型轮式压气装置技术，该技术虽然有诸多优点，但还是有不足的地方，那就是预压缩和主压缩分别由两个叶轮来完成，这样不仅增加了轮轴长度和机体重量还增加了制造成本，再就是一直困扰增压行业没有解决的多级叶轮协同工作时高、低压压气叶轮在不同转速情况下不能完全匹配兼顾的问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足而提供一种结构紧凑、重量更轻、成本更低具有更高效率的的新型流体增压装置，本新型流体增压装置重新优化了流体增压叶轮和流道的结构，让增压叶轮更完善更符合流体增压力学，让流道更流畅合理，进一步提高增压效率。

本新型流体增压装置是通过如下技术措施来实现的：主要由壳体、叶轮、轮轴等构成，所述叶轮由轮体、轮轴、大叶片和小叶片构成，所述壳体内有叶轮轮腔，所述叶轮安装在叶轮轮腔中，所述叶轮轮腔大小跟叶轮回转形状相匹配，所述轮体中心装有轮轴，所述轮轴上装有支撑轴承，所述轮轴可以是只在电机端即动力端装有轴承另一端没有轴承的单肩式中值结构，所述轮轴也可以是两端都装有轴承的桥式结构，所述轮体圆周面上有轮片，所述轮片将轮体圆周面分成了大圆周面和小圆周面两部分，所述两部分轮体圆周面呈相对的内弧形，所述大叶片安装在大圆周面上，所述小叶片安装在小圆周上，所述大叶片顶边、小叶片顶边和轮片顶边跟对应的叶轮轮腔内壁最窄处保持无接触密封间隙，所述大叶片和小叶片即可以是辐射直线形单元流结构，也可以是后倾圆弧形两元流结构，所述小叶片和大叶片可以是末端即离心端为辐射状中段C扭曲向心端呈铲状下切边翼角轴向侧倾伸的三元流结构，所述小叶片和大叶片也可以是由长叶片和短叶片相互间隔构成，其长叶片末端即离心段为辐射状向心段为下切状边翼角前倾的三元流结构，也可以是由长叶片和短叶片相互间隔搭配构成，其叶片的末端即离心段为后掠状即逆叶轮旋转方向倾斜中间段为s形扭曲形向心端为下切边翼角侧倾状的三元流结构，所述叶轮上的大叶片和小叶片由长叶片和短叶片相互间隔搭配构成的三元流结构，其长叶片末端即离心段为前掠状中间段为C形扭曲向心端为下切边翼角侧向前伸，还可以是现有技术中可用于本新型增压装置上的复合式的三元流结构，所述大叶片和小叶片的轴向外长边可以是没有轮片封堵的开式结构，也可以是有轮片封堵的半闭式结构，即所述大叶片和小叶片的轴向外长边有轮片封堵，所述轮片可以是和轮体、大叶片、小叶片固定在一起的整体式结构，所述小叶片和大叶片在顶端即离心端为边对边并排形成一体结构，所述轮片顶端可以长于大叶片和小叶片，其长出部分伸在叶轮轮腔顶端的凹槽内，两者保持密封间隙不接触，所述轮片可以是由多个以径向相邻两叶片之间为独立单元的分体式结构，所述分体式结构中的相邻两叶片之间的轮片其底边经舌片轴呈活轴链接构成活动舌片，所述活动舌片其顶边以舌片轴为轴心以径向相邻叶片对应面为两滑动边在大叶片和小叶片顶端面宽之和的间距内自由滑动，所述活动舌片的形状跟经向相邻两叶片之间空腔的横截面相适配，所述活动舌片的径向两个边分别跟径向相邻两叶片对应面之间保持相对滑动密封，当活动舌片顶边滑动到大叶片和小叶片的任一个外边封堵轮片内边时，活动舌片顶边跟接触面构成相对接触密封，所述叶轮轮腔上有进气口和排气口，所述进气口在大叶片底部对应的叶轮轮腔侧面中心上，所述排气口在小叶片顶端对应的叶轮轮腔圆周面上，所述壳体内小叶片侧对应的叶轮轮腔外有大半圆环形副腔并跟轮腔相通，所述壳体内大半圆环形副腔包裹在小叶片侧除排气口周边以外剩余的跟小叶片对应的叶轮轮腔上，所述大半圆环形副腔跟轮腔之间可以有大半圆环形腔环，所述大半圆环形腔环的直径小于大半圆环形副腔的直径，所述大半圆环形副腔的横截面呈C形，所述横截面呈C形的大半圆环形副腔的上口在小叶片顶端对应叶轮轮腔上并通过叶轮空腔跟小叶片顶端的小叶片空腔连通，所述横截面呈C形的大半圆环形副腔下口在小叶片底端对应的叶轮轮腔上并通过叶轮轮腔跟小叶片底端的小叶片空腔连通，所述横截面呈C形的大半圆环形副腔跟小叶片空腔构成以大半圆环形腔环为内环轴的环形通道，所述排气口在小叶片顶端对应的叶轮轮腔圆周面上顺叶轮旋转方向自叶轮轮腔开始向外呈渐开线形结构，其向内跟叶轮轮腔相通，向外跟排气道连通，所述进气口在大叶片底部对应的叶轮轮腔侧面中心上，向内通过叶轮轮腔跟大叶片空腔底部相通，向外跟大气连通，所述大叶片顶端对应的叶轮轮腔顺叶轮旋转方向呈渐开线形结构，其末端即最大端一直延伸过排气口后跟小叶片顶端对应的横截面呈C形的大半圆环形副腔上口连通，所述大半圆环形腔环的横截面跟大半圆环形副腔的横截面不同心，即大半圆环形腔环偏置于大半圆环形副腔内使大半圆环形副腔的横截面呈上窄下宽的C形，所述大半圆环形腔环的横截圆跟相对应的小叶片的轴向侧长边的弧度相适配并保持无接触密封间隙，所述大半圆环形副腔内可以有多个跟大半圆环形副腔的横截面相同的C形隔片，所述C形隔片将大半圆环形副腔分隔成了多个C形副腔段，所述多个C形副腔段的底部即向心端跟小叶片底部相对应并通过叶轮轮腔跟小叶片空腔底部相通，所述多个C形副腔段的顶部即离心端在叶轮轮腔外圆面上通过叶轮轮腔跟小叶片顶端的小叶片空腔相通，所述小叶片侧边跟大半圆环形副腔内的C形隔片相对应时，小叶片空腔跟C形副腔段构成以大半圆环形腔环为轴的螺旋形通道，所述大半圆环形副腔内有多个跟大半圆环形副腔的横截面相匹配的C形隔片，所述C形隔片将大半圆环形副腔分隔成了多个C形副腔段，所述多个C形副腔段的底部即向心端跟小叶片底部空腔相对应并通过叶轮轮腔跟小叶片的小叶片空腔底部相通，所述多个C形副腔段的顶部即离心端在叶轮轮腔外圆面上小叶片侧并通过叶轮轮腔跟小叶片顶端的小叶片空腔相通，所述小叶片侧边跟大半圆环形副腔内的隔片相对时，小叶片空腔跟多个C形副腔段构成以大半圆环形腔环为螺旋轴的螺旋通道，所述排气口在螺旋状大半圆环形副腔末端即最细端底口对应的小叶片顶端上方叶轮轮腔外圆面上，所述大半圆环形腔环的横截面跟大半圆环形副腔的横截面不同心，即大半圆环形腔环偏置于大半圆环形副腔内使大半圆环形副腔的横截面呈上窄下宽的C形，所述横截面呈上窄下宽的C形副腔是由多个段构成的大半圆环形副腔并以排气口处为细端呈螺旋形结构即自排气口处开始逆叶轮旋转方向往另一端逐渐放大的螺旋状大半圆环形结构，自末端即最大端向最细端旋转的螺旋线跟叶轮旋转方向相切呈锐角对冲状，所述轴承可以是现有技术中可用于本新型流体增压装置上的任一结构形式的轴承，所述轮轴上设有密封装置，所述叶轮轮体的轴向两端面上可以有凹凸形气密环，所述叶轮上凹凸形气密环对应的壳体轮腔壁上有凸凹形气密环槽，所述叶轮上的凹凸形气密环跟壳体内轮腔壁上的凸凹形气密环槽相互嵌合并保持微小气密间隙，所述大半圆环形副腔可以是以排气口处为细端的收敛螺旋形结构即自排气口处开始逆叶轮旋转方向往另一端逐渐放大的螺旋状大半圆环形结构，自末端即最大端向最细端旋转的螺旋线跟叶轮旋转方向相切呈锐角状对冲，所述排气口在小叶片顶端对应的叶轮轮腔圆周面上自叶轮轮腔开始顺叶轮旋转方向向外呈渐开线形结构，所述大叶片顶端对应的叶轮轮腔顺叶轮旋转方向呈渐开线形结构，其末端即最大端一直延伸过排气口后跟小叶片顶端对应的C形副腔上口连通，所述小叶片顶端对应的叶轮轮腔轴向宽度自排气口后开始顺叶轮旋转方向向另一端逐渐缩小直到排气口处呈收敛形结构，所述进气口内可以有轴承座，所述轴承座跟进气口之间有支撑边条，所述轴承座上可以有导向锥，所述壳体内可以有多个叶轮分别安装在各自轮腔中构成多叶轮结构，所述多叶轮结构时各叶轮的进气口和排气口可以是以串联形式构成多段式增压结构形式，所述多段式增压结构中的多个叶轮可以安装在同一个轮轴上，也可以安装在不同轮轴上，所述不同轮轴之间可以用变速装置连接，所述多个叶轮轮腔中的前叶轮轮腔排气口跟后叶轮轮腔进气口串联构成多段串联变速增压结构。所述变速装置可以是外齿轮变速结构也可以是内齿轮变速结构还可以是行星齿轮组构成的行星变速机构，所述变速装置上可以有变速控制机构，所述变速控制机构可以是电磁控制机构，也可以是机械控制机构，还可以是现有技术中可用于本新型流体增压装置上的任意变速控制机构，所述轮轴上可以装有动力装置，所述动力装置可以是给叶轮提供轴动力的发动机，也可以是给叶轮提供轴动力的交流电动机、直流电动机和永磁变频电动机，还可以是给叶轮提供轴动力的其它现有技术中的动力机械，所述动力装置跟壳体可以用螺栓直接固定在一起，也可以是间接固定在同一个支架上，所述动力装置的动力输出轴跟叶轮轮轴可以是共轴连接，也可以是经联轴器连接的分轴连接，也可以是电磁耦合连接，也可以是液力耦合连接，也可以是链轮链条连接，也可以经齿轮传动机构连接，也可以是皮带皮带轮连接，还可以是现有技术中可提供动力输出的其它结构形式的连接，所述齿轮传动机构可以是外齿轮变速结构也可以是内齿轮变速结构还可以是行星齿轮组构成的行星变速机构，所述变速装置上可以有变速控制机构，所述变速控制机构可以是电磁控制机构，也可以是机械控制机构，还可以是现有技术中可用于本新流体增压装置上的任意变速控制机构。