[其他]用于旋轉式流體機械的葉輪

無效

• 申請號: 86102777
• 申請日: 1986-04-22
• 公開（公告）號: CN86102777A
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 杉浦榮市
• 申請（專利權）人: 杉浦榮市
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D1/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳申賢,劉征

本發明與離心式旋轉流體的機械有關，該機械可用于液壓泵也可用于氣體壓縮機;更具體說，本發明是與這類旋轉流體的機械的葉輪結構有關。

氣體，例如空氣稱之為可壓縮的流體，而液體，例如水稱之為不可壓縮的流體。壓縮機是用于可壓縮流體，而泵是用于不可壓縮的流體，但它們的作用都是使流體的壓力增加。泵和壓縮機就其把速度能傳遞給流體并使速度能轉變成壓力能這方面來看，兩者的工作原理是相同的。然而，可壓縮流體和不可壓縮流體間的差別，使得這兩種流體機械結構略有不同。壓縮機的葉輪與泵相比其葉片的數目較多;葉輪的轉速舉例來說可為5000轉/分，顯然高于泵的轉速。當葉輪的旋轉速率很高時，就需有足夠的結構強度，以防止由于高園周速度和大的離心力作用下機械結構的損壞。

在泵這門技術學科里，有關離心泵葉輪的傳統理論提出的要求是：兩相鄰葉片間的流體通道從接近位于葉輪中心部位的進口朝向位于外園周部位的出口，其通道寬度應是增大的，但是在美國專利NO4，253，798提出了一種新的設計后，這種一直被看作可信賴的傳統葉輪結構已被本發明者認定是不合理的了，與常規型式的葉輪相反，這種新設計的改進葉輪，流體通道的寬度從進口朝向出口是逐漸減小的而通道的深度不變，這種改進的葉輪應用于泵上已經證明效率遠遠超過常規泵。

但本發明人十分關心究竟這種新設計的改進葉輪是否也適用于同泵具有相同基本原理的壓縮機呢？最近已進行了幾次實驗，從實驗的結果來看，這種改進的葉輪和應用在泵的場合一樣，有理想的效果。盡管一些實驗的期限較短，但這種有效性已經得到了證明，可是也發現，采用這種改進葉輪的壓縮機當它使用相當長時間以后會遭受到機械破壞，然而，要查明引起這種機械損壞的原因并不困難。具體而言，用在實驗中的改進葉輪是按上述美國專利制造的，各葉片前表面的曲率半徑小于與其相鄰葉片后表面的曲率半徑，因為前表面曲率中心比后表面曲率中心位置距葉輪中心較遠，結果是當流體的通道從進口朝向出口寬度減小的同時，各葉片從葉輪的中心朝向外園周方向其厚度卻是遞增的，因此，當轉子高速旋轉時，鄰近外園周部分的機械應力會增大到不可忽略的程度。

本發明的目的在于提供一種用于流體機械的葉輪，這種葉輪既可用于氣體壓縮機，也可用于液壓泵中。本發明的一個具體目的是提供一種用于離心式流體機械的葉輪，它可以按本發明人提出的理論來設計并作了進一步的改進，增加了高速旋轉時的抗破壞能力。

本發明的另一目的是提供一種流體機械的葉輪，它的尺寸小、重量輕并可用簡單的方法制造。

本發明的一個特點在于各葉片的前表面和后表面實質上是分布在從同一中心點引出的具有不同曲率半徑的弧面上，而各中心點位于一個假想園的園周上，該假想園的園心和葉輪的中心重合。符合了上述條件，由各葉片的前表面和與它相鄰葉片的后表面所形成的流體通道從位于接近葉輪中心的進口朝向位于葉輪外園周的出口其寬度是逐漸減小的，這樣就符合了本發明者提出的改進葉輪的原理，另一方面，各葉片從接近葉輪中心部位起朝向葉輪的外園周其厚度是相同的。這就能實現在減少總重量的同時使重量的分布合理，從而避免在葉輪外園周附近的機械應力集中的現象，這樣的葉輪就能適用于旋轉速度很高的氣體壓縮機中，有均勻厚度的葉輪葉片可以按先有技術敘述那樣以金屬或合成樹脂制造成形。在這些例子中，均勻厚度的金屬葉片可以用焊接固定在葉輪盤上，葉輪可以用鑄造、模鍛、機械加工等各種易于實現的方法制造。

但這種改進了的葉輪要應用到現有的流體機械中去，需要在設計上稍作改動，但是先有技術中的有關主要參數與性能之間的相互關系仍保持不變，因而任何修改都可以憑經驗來確定，下面列出主要參數與性能的關系：

葉輪直徑：出口壓力，出口流量和園周速度。

入口直徑：氣穴

引出角：出口壓力和效率。

流體通道數：出口流量和出口壓力。

流體通道的截面積：出口流量。

圖1是一種按照本發明制造的流體機械葉輪的正視圖;

圖2是圖1中沿2-2線的橫截面圖;

圖3是表明圖1中的葉輪葉片的位置圖。