[发明专利]强破碎高效刀片式叶轮、包括该叶轮的风机及其设计方法

说明书

本发明公开了强破碎高效刀片式叶轮、包括该叶轮的风机及其设计方法，属于道路清扫设备配件技术领域，解决了风机效率低，不能很好的对片状垃圾进行破碎，容易堵塞风机内的流道，造成设备瘫痪的问题，其技术方案要点是叶轮本体包括叶轮后盘、环形阵列在叶轮后盘上且呈圆弧状的主刀片、以及设于主刀片顶部与主刀片流线形状一致的子刀片，主刀片包括相间设置的若干长叶片和若干短叶片，长叶片和短叶片的进口角β1相同均为60‑70°，长叶片和短叶片的出口角β2相同均为65‑75°，长叶片的入口处设有大倾角，大倾角的角度α为28‑35°，叶轮本体的入口直径D1与叶轮本体的出口直径D2之比为0.25：0.35，达到了效率高、强度性能好、破碎能力强的效果。

技术领域

本发明涉及道路清扫设备配件领域，特别地，涉及强破碎高效刀片式叶轮、包括该叶轮的风机及其设计方法。

背景技术

清扫车作为城市环卫的主力军，对城市的清洁状况起到至关重要的作用。清扫车中的吸力动力源及垃圾破碎回收的关键设备为其内置的离心风机，要求风机吸力大，具备良好的破碎功能，并且风机效率要高，以台州环风节能科技有限公司开发的SCL4.0清扫车为例，在结合市场要求后，风机需求的风量风压如下：转速N(rpm)大于2850，流量Q(m³/h)处于2360-2957之间，全压P(Pa)处于2617-2405之间，并在清扫车运行时，对于湿的片状垃圾（如大树叶）也具备较强的破碎功能。当前常规设计的风机结构（参考图1和图2所示），风机效率低，风机的风量风压达不到上述要求，不能很好的对及片状垃圾进行破碎，容易堵塞风机内的流道，造成设备瘫痪。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，提供强破碎高效刀片式叶轮，以达到效率高、强度性能好、破碎能力强、可快速破碎垃圾，不容易造成堵塞的目的。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：强破碎高效刀片式叶轮，包括叶轮本体，所述叶轮本体包括叶轮后盘、环形阵列在叶轮后盘上且呈圆弧状的主刀片、以及设于主刀片顶部与主刀片流线形状一致的子刀片，所述主刀片包括相间设置的若干长叶片和若干短叶片，所述长叶片和短叶片的进口角β1相同均为60-70°，所述长叶片和短叶片的出口角β2相同均为65-75°，所述长叶片的入口处设有大倾角，所述大倾角的角度α为28-35°，所述叶轮本体的入口直径D1与叶轮本体的出口直径D2之比为0.25：0.35，所述长叶片和短叶片的出口宽度b相同，所述长叶片的的出口宽度b与叶轮本体的出口直径D2之比为0.13：0.2。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述长叶片的入口底部设有圆倒角。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述长叶片和短叶片的数量均为8个。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述长叶片和短叶片的进口角β1相同均为66°。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述长叶片和短叶片的出口角β2相同均为70°。

作为本发明的具体方案可以优选为：所述大倾角的角度α为31°。

本申请还提出了风机，包括蜗壳，所述蜗壳上设有风机进风口、风机出风口、清理门以及皮带轮传动装置，还包括上述的强破碎高效刀片式叶轮。

本申请还提出了上述风机的设计方法，包括以下步骤：

A、对原型风机进行CFD数值模拟仿真分析，通过CFD计算的数值模拟性能曲线与设计输入要求对比，是否满足设计要求，提出优化方向；

a1、模型预处理及气动三维模型的建立，

在三维建模软件中，建立原型风机的气动三维模型，去除对气动无作用的零碎部件，模型的建立符合风机计算预处理及物理模型计算要求，把风机分为旋转域及静止域，采用相对坐标系进行计算，提高计算鲁棒性、计算效率；

a2、气动网格划分，